一種半預混燃氣金屬風帽式分布板的製作方法

2023-05-28 00:36:41 2

專利名稱：一種半預混燃氣金屬風帽式分布板的製作方法
技術領域：
本發明屬於固體顆粒流態化裝置。
一種半預混燃氣金屬風帽式分布板，是燃氣流動粒子爐或各種燃燒氣體流化床裝置中的關鍵部件。
燃氣流動粒子爐，亦稱燃氣沸騰粒子爐，是固體粒子流化技術，用於固態金屬加熱和熱處理工藝。該裝置具有設備簡單，便於溫度調節。同一裝置可以適用高溫(1300℃)、中溫(1000℃)、低溫(600℃)的熱處理加熱。該裝置升溫速度快，由常溫升至1300℃僅需20－40分鐘。可用於各種熱處理的金屬加熱，包括無氧化加熱、滲氮、滲碳等的熱處理加熱。該裝置適於加熱多種鋼類和工件，包括鋼軌、帶鋼、鋼管、齒輪、汽車和拖拉機的軸，各種形狀複雜的工件，鋼類包括工具鋼、彈簧鋼、不鏽鋼、磁性材料以及各種有色金屬材料等。
燃氣流動粒子爐的氣體分布板的主要型式，包括燃氣和空氣的預混式和外混式的金屬風帽式分布板。其作用應支承固體粒子，防止漏料或堵塞分布板的流化孔，同時，具有自我調節能力，保證實現穩定的流態化。當長時間連續加熱時，能保證安全運行，不產生回火或爆炸故障。選擇預混式氣體分布板，可以部分滿足上述要求，它可以提高燃料燃燒的完全程度和加熱效率，降低了床層高度，從而減小了流體通過流化床層的阻力損失，降低能耗。但是，由於流態化的沸騰熱粒子與分布板之間的熱量傳遞，將促進分布板的溫度升高。當溫度達到混合燃氣的著火點時，將引起預混的燃氣著火爆炸。若選擇外混式分布板，雖然可避免引起分布板的回火爆炸事故，但是，採用空氣和燃料外混，由於降低了燃料的完全燃燒程度，從而降低了流化床的加熱效率，增大能耗。
本發明的目的是克服預混式和外混式分布板的缺點，在提高燃料燃燒完全程度和加熱效率的條件下，避免分布板的回火爆炸故障。為此，設計出半預混燃氣金屬風帽式分布板。採用噴射式的半預混的燃氣噴咀，適當地控制了流化床內燃氣的混合程度，利於完全燃燒釋放熱量和提高加熱效率，適當地控制床層高度，可減少咀損和節能。燃氣和空氣分別沿各自管路輸送至燃氣環形管路和空氣噴口，利用高速空氣射流卷吸環形管路燃氣，部分混合的燃氣穿過混合燃氣噴口噴射進入流化床後進行燃燒過程。因此，該裝置可以消除回火和爆炸，較好地滿足燃氣流動粒子爐的要求。
本發明燃氣流動粒子爐半預混合金屬風帽式分布板結構，附


圖1所示，空氣儲氣室(11)、燃氣儲氣室(14)、空氣和燃氣隔離密封板(12)、分布板(10)、燃氣室壁(15)、燃氣直流管(9)、燃氣環形管(3)、空氣直流環形管道(7)、對稱分布的空氣噴射孔(5)、相應對稱性的空氣和燃氣混合噴出口，簡稱混合燃氣噴出口(4)、風帽蓋(1)、風帽基座(8)、隔離空氣和燃氣管道的上、下固定螺母(2)、(13)、回流粒子存儲槽(6)。
本發明在風帽的基座環形壁開設對稱性的空氣噴射孔，風帽蓋壁開設對稱性的混合燃氣噴出口，其開設空氣噴射孔與混合燃氣噴出口的數量相同，噴射孔和噴出口居於同一水平軸線上，同時，在空氣噴射孔和混合燃氣噴出口之間為環形燃氣管道，噴射孔直徑應小於混合燃氣噴出口直徑。
本發明的半預混式金屬風帽式分布板，通過燃氣管上下兩端的密封固定螺母，將風帽固定在分布板上，其金屬風帽混合燃氣噴出口面積的總和與分布板面積之比為開孔率，一般為1％左右。每個風帽的燃燒強度為1300－14000KJ／hr。
本發明固定在分布板上的金屬風帽，按照圓形或三角形排列示於圖2和圖3。圓形排列中心一個風帽，第一圈為6個，第二圈為12個，第n圈為6n個，風帽總數可根據分布板開孔率和混合燃氣噴出口的面積確定。三角形分布板中心為一個風帽，相鄰風帽構成三角形邊。
本發明半預混金屬帽分布板，燃氣和空氣分別由管路輸入燃氣室和空氣室；燃氣通過直流管路輸入燃氣環形管路；空氣通過直流環形管路和對稱開設的空氣噴射孔穿過環形的燃氣管。空氣射流引射燃氣，通過混合燃氣噴出口流入流化床，實現流化和完成燃氣的燃燒過程，釋放燃燒熱量均勻加熱流化床內的流動粒子，藉此加熱金屬工件。
本發明設置了回流粒子存儲槽，位於燃氣環形管道下端部，空氣噴射孔的最下端位置，高於混合燃氣噴出口下端位置，當每次停爐時，可能經混合燃氣噴出口倒流的粒子聚積在存儲槽內。粒子不會倒流入空氣室，而且開爐時，空氣射流可將存儲槽內的粒子重新吹入流化床內。
本發明風帽高度40－150mm，風帽外徑30－100mm，混合燃氣噴出口直徑0.5－5.0mm，空氣噴射孔直徑0.2－4.5mm，空氣噴射孔和混合燃氣噴出口的數量，相應為3－8個孔對稱性分布，環形燃氣管間距0.2－4mm。
本發明半預混燃氣金屬風帽式分布板，結構簡單、氣流分布均勻，燃燒正常，穩定地實現流態化狀態，可防止流化床內的粒子倒流而引起分布板堵塞，連續操作便於溫度控制，操作安全可靠，不產生回火或爆炸。燃氣可用液化石油氣、天然氣、焦爐煤氣或城市煤氣等。本發明適用於各種燃燒氣體燃料的流化床。
權利要求1.一種半預混燃氣金屬風帽式分布板，包括風帽基座、風帽蓋、分布板、燃氣和空氣管道，混合燃氣噴出口，其特徵在於密封板隔離的空氣室和燃氣室，空氣直流環形管道具有對稱分布的空氣噴射孔、燃氣直流內管和環形管道，隔離空氣和燃氣管道的上、下固定螺母、回流粒子存儲槽。
2.根據權利要求1所述半預混風帽式分布板，其特徵在於風帽基座環形壁開設對稱性的空氣噴射孔，風帽蓋的環形壁開設混合燃氣噴出口，其開設的噴射孔和噴出口的數量相同，居於同一水平軸線上，兩孔之間為環形燃氣管道，噴射孔直徑應小於混合燃氣噴出口直徑。
3.根據權利要求1所述半預混風帽式分布板，其特徵在於回流粒子存儲槽位於燃氣環形管道下端部，空氣噴射孔的最下端位置應高於混合燃氣噴出口下端位置。
4.根據權利要求1所述半預混風帽式分布板，其特徵在於金屬風帽高40－150mm、風帽外徑30－100mm，混合燃氣噴出口直徑0.5－5.0mm、空氣噴射孔直徑0.2－4.5mm，空氣噴射孔和混合燃氣噴出口的數量相應為3－8個孔，且呈對稱性分布，環形燃氣管道間距0.2－4mm。
專利摘要一種半預混燃氣金屬風帽式分布板，是燃氣流動粒子爐的關鍵部件，其結構包括空氣室、燃氣室、燃氣環形管路、空氣直流環形管路具有對稱性的噴射孔和混合燃氣噴出口，風帽和風帽基座及回流粒子存儲槽。本實用新型結構簡單，操作靈活，便於控制，可用於高溫(1300℃)中溫(1000℃)低溫(600℃)加熱，克服了預混燃氣風帽式分布板的缺點，從長期連續作業中，消除回火引起的爆炸故障。可使用液化石油氣、天然氣、焦爐煤氣，適用於各種類型的燃燒氣體的流化床。
文檔編號F23D14/46GK2034650SQ88205030
公開日1989年3月22日 申請日期1988年5月10日 優先權日1988年5月10日
發明者倪學梓, 王立, 馮旭, 馮世忠 申請人:北京鋼鐵學院