CN201819218U - 顶燃式热风炉用水平内混式陶瓷燃烧器 - Google Patents
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Abstract
顶燃式热风炉用水平内混式陶瓷燃烧器，属于高炉炼铁设备技术领域，用于解决顶燃式热风炉燃烧器外部炉壳部位温度过高发红的问题，其技术方案是：它有一个环形燃烧室和6-20个燃烧器，燃烧器沿环形燃烧室圆周在同一水平面上均匀排列，燃烧器的烧嘴位于环形燃烧室内壁上，助燃空气和煤气分别通入到多个燃烧器中，通入助燃空气的燃烧器和通入煤气的燃烧器间隔排列。本实用新型在保证合理的拱顶温度和烟道温度前提下，彻底解决了顶燃式热风炉烧嘴外部炉皮温度过高的问题，可使烧嘴外部炉皮温度由200℃降低至约100℃，解决了热风炉存在的工艺和安全方面的隐患。改造后热风温度提高了20℃，可降低焦比1.6kg/t，可获得巨大的经济效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高炉炼铁热风炉燃烧器，属于高炉炼铁设备技术领域。
背景技术
在高炉炼铁设备中，热风炉燃烧器是热风炉结构的核心部位，它是用来将煤气和空气混合，并送进燃烧室内燃烧的的设备，它的工作情况直接影响热风炉温度和热效率。对燃烧器要求主要包括两个方面，首先应有足够的燃烧能力，即单位时间能送进、混合、燃烧所需要的煤气量和助燃空气量，并排出生成的烟气量，不致造成过大的压头损失。其次还应有足够的调节范围，空气过剩系数可在1.05～1.50范围内调节。应避免煤气和空气在燃烧器内燃烧、回火，保证在燃烧器外迅速混合、完全而稳定的燃烧。燃烧器的结构是否合理直接决定热风炉出力能力的大小。
热风炉用燃烧器种类较多，从材质可分为两类：金属燃烧器和陶瓷燃烧器。为了适应高风温的要求，一般用陶瓷燃烧器，陶瓷燃烧器具有燃烧能力大、燃烧强度高、火焰较短、空气消耗系数低、燃烧完全，以及燃烧稳定等优点。
根据陶瓷燃烧器性质可划分为扩散燃烧、动力燃烧，以及介于两者之间的半扩散燃烧。其结构可分为套筒式、矩形、三孔式及栅格式陶瓷燃烧器。前两种燃烧器的煤气、空气出燃烧器后，基本是在燃烧室中混合、加热、燃烧，属于扩散燃烧；三孔式及栅格式燃烧器的煤气和空气，基本上是出燃烧器前混合，属于动力燃烧。还有一种双环式陶瓷燃烧器，空气和煤气在出燃烧器前部分混合，是一种半焰式燃烧器。它介于扩散燃烧与动力燃烧之间。
在半焰式燃烧器的结构中，空气从一侧进入外面的环形套筒内，煤气则从另一侧进入到中心管道内，助燃空气、煤气在出燃烧器前预混，射流进入燃烧室后再充分混合燃烧。但是，由于此种燃烧器空气、煤气在出口前预混时会在高温、高压下出现回火现象，造成此处的金属筒被逐渐氧化掉，使得金属套筒上方耐火填充料也受到冲刷，导致燃烧器外部炉壳部位温度过高而发红，在工艺和安全方面存在隐患。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可以避免顶燃式热风炉燃烧器外部炉壳部位温度过高发红的顶燃式热风炉用水平内混式陶瓷燃烧器。
解决上述技术问题的技术方案是：
一种顶燃式热风炉用水平内混式陶瓷燃烧器，它有一个环形燃烧室和6-20个燃烧器，燃烧器沿环形燃烧室圆周在同一水平面上均匀排列，燃烧器的烧嘴位于环形燃烧室内壁上，助燃空气和煤气分别通入到多个燃烧器中，通入助燃空气的燃烧器和通入煤气的燃烧器间隔排列。
上述顶燃式热风炉用水平内混式陶瓷燃烧器，所述燃烧器为2×n个（n=3-10），其中n个燃烧器通入助燃空气，n个燃烧器通入煤气，通入煤气的燃烧器气流中心线与法线的夹角大于通入助燃空气的燃烧器气流中心线与法线的夹角。
上述顶燃式热风炉用水平内混式陶瓷燃烧器，所述助燃空气燃烧器、煤气燃烧器进入环形燃烧室的烧嘴喷口处在不同角度上分别有9个直径110mm或130mm的小孔。
本实用新型的有益之处在于：
在保证合理的拱顶温度和烟道温度前提下，彻底解决了顶燃式热风炉烧嘴外部炉皮温度过高的问题，可使烧嘴外部炉皮温度由200℃降低至约100℃。此技术方案既解决了热风炉存在的工艺和安全方面的隐患，又降低了因烧嘴外部炉皮发红而发生的灌浆的费用。改造后拱顶温度比改造前拱顶温度提高20℃，热风温度也随之提高20℃，预计可降低焦比1.6kg/t，每年可获得巨大的经济效益。
附图说明
图1为本实用新型的烧嘴组合砖出口展开图；
图2为本实用新型的助燃空气燃烧器、煤气燃烧器剖面图；
图3为本实用新型的助燃空气燃烧器、煤气燃烧器水平剖视图；
图4为本实用新型的助燃空气燃烧器、煤气燃烧器气流中心线剖视图。
图中标记如下：环形燃烧室内壁1、烧嘴喷口2、助燃空气燃烧器3、煤气燃烧器4、助燃空气进口5、煤气进口6、助燃空气气流7、煤气气流8、气流中心线9、环形燃烧室10。
具体实施方式
本实用新型将助燃空气、煤气混合方式由当前的烧嘴前端预混、燃烧室内再次混合的形式改变为助燃空气、煤气直接进入到燃烧室内进行混合、燃烧的形式，保护了拱顶耐火砌体。
图中显示，本实用新型有一个环形燃烧室10和2×n个燃烧器（n=3-10），环形燃烧室10为堇青石莫来石组合砖砌筑而成圆环状砌体，2×n个燃烧器沿环形燃烧室圆周在同一水平面上均匀排列，燃烧器的烧嘴喷口2位于环形燃烧室内壁1出口处。燃烧器入口取消了套筒结构，每个燃烧器只通过一种气体介质，2×n个燃烧器中n个通过助燃空气，另外n个通过煤气，呈间隔布置的形式。助燃空气、煤气分别通过不同的燃烧器进入环形燃烧室10再进行混匀燃烧，保护了燃烧器本体结构。
在本实用新型的一个实施例中，2500m3高炉热风炉设有12个燃烧器，12个燃烧器的中心线设置在同一水平面上，燃烧器按照6个助燃空气燃烧器3加6个煤气燃烧器4间隔方式布置，与其他热风炉助燃空气、煤气中心线设置在不同水平面的布置方式相比，更能保证助燃空气、煤气的充分混合的效果。
图中显示，各个燃烧器的烧嘴喷口2处在不同角度上设有9个小孔，起到细流分割的作用，使得助燃空气与煤气进入燃烧室后能更好的混合均匀。
图中显示，通入煤气的燃烧器气流中心线9与与法线的夹角为17°，通入助燃空气的燃烧器气流中心线9与法线的夹角为14°，n组助燃空气燃烧器和n组煤气燃烧器的气流分别相切于环形燃烧室10空间的两个圆。本实用新型的一个实施例的6个助燃空气燃烧器3的助燃空气气流7和6个煤气燃烧器4的煤气气流8分别相切于环形燃烧室10空间内的直径为1261mm、1500mm的两个圆。
本实用新型的工作特征是：
助燃空气、煤气分别从以n+n形式间隔布置的燃烧器通过，被出口处不同角度小孔细流分割进入燃烧室，由于两种气体介质通过的燃烧器中心线与其法线中心线角度不同，助燃空气和煤气进入燃烧室后相切于两个圆，然后进行混合、加热和燃烧，燃烧的产物不断向下作旋流运动，避免火焰、气流冲刷拱顶和炉墙。
根据本实用新型所述技术方案，在保证合理的拱顶温度和烟道温度前提下，彻底解决了顶燃式热风炉烧嘴外部炉皮温度过高的问题，可使烧嘴外部炉皮温度由200℃降低至约100℃。此技术方案既解决了热风炉存在的工艺和安全方面的隐患，又降低了因烧嘴外部炉皮发红而发生的灌浆的费用。改造后拱顶温度比改造前拱顶温度提高20℃，热风温度也随之提高20℃，预计可降低焦比1.6kg/t，每年可获得巨大的经济效益。
Claims (3)
1.一种顶燃式热风炉用水平内混式陶瓷燃烧器，其特征在于：它有一个环形燃烧室[10]和6-20个燃烧器，燃烧器沿环形燃烧室[10]圆周在同一水平面上均匀排列，燃烧器的烧嘴位于环形燃烧室内壁[1]上，助燃空气和煤气分别通入到多个燃烧器中，通入助燃空气的燃烧器和通入煤气的燃烧器间隔排列。
2.根据权利要求1所述的顶燃式热风炉用水平内混式陶瓷燃烧器，其特征在于：所述多个燃烧器为2×n 个，其中n个燃烧器通入助燃空气，n个燃烧器通入煤气，通入煤气的燃烧器气流中心线[9]与法线的夹角大于通入助燃空气的燃烧器气流中心线[9]与法线的夹角, 上式中，n=3-10。
3.根据权利要求2所述的顶燃式热风炉用水平内混式陶瓷燃烧器，其特征在于：所述助燃空气燃烧器[3]、煤气燃烧器[4]进入环形燃烧室[10]的烧嘴喷口[2]处在不同角度上分别有9个直径为110mm或130mm的小孔。
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