一種煤氣與空氣縫隙氣膜沖擊混合預熱燃燒的熱風爐的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及熱風爐，特別是用于為熱利用設備提供高熱風溫度的一種煤氣與空氣縫隙氣膜沖擊混合預熱燃燒的熱風爐。
【背景技術】
[0002]當前，高爐熱風爐出于高效、節(jié)能、環(huán)保、增產的目的，要求熱風爐必須實現(xiàn)優(yōu)化的燃燒過程與強化的傳熱過程相結合爐內過程?？v觀目前使用的各種高爐熱風爐，其氣體燃燒裝置均以煤氣與空氣在燃燒室混合與預熱而著火燃燒為主，蓄熱體中燃燒技術也逐步被應用。但是燃燒與傳熱過程的粗放仍然是不能很好地實現(xiàn)在低熱值煤氣燃燒下的高熱風溫度，以及熱風爐整體的節(jié)能環(huán)保與高效降耗。因此，細化混合燃燒、均勻氣流分布、強化傳熱過程成為熱風爐研發(fā)的重要方向。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型提供一種煤氣與空氣縫隙氣膜沖擊混合預熱燃燒的熱風爐，可以有效提高煤氣與空氣混合速率與均勻程度，改善燃燒過程與提高燃燒溫度等技術問題。
[0004]本實用新型解決的技術方案是，包括燃燒室墻體、燃燒室、熱風出口管、煤氣進氣管、煤氣分配環(huán)道、煤氣縫隙噴嘴，空氣進氣管、空氣分配環(huán)道、空氣縫隙噴嘴、空氣混合環(huán)縫，煤氣空氣混合環(huán)縫、預混氣預熱環(huán)道及上部的環(huán)形調節(jié)擋板，燃燒室墻體為頂部的半球狀拱頂與下部的圓筒體同軸連接在一起的組合體，燃燒室墻體的下端經(jīng)托圈固定支撐在蓄熱室墻體的外爐殼上，燃燒室墻體內為燃燒室，燃燒室內呈階梯狀堆砌有套筒狀蓄熱塊體，蓄熱室墻體內為蓄熱室，燃燒室墻體下部內側墻體的內壁與蓄熱室墻體的上部外壁經(jīng)階梯式的迷宮密封式結構套接在一起，構成相互間呈可滑移狀結構，燃燒室墻體的下部外壁上垂直其軸線自上向下布置有煤氣進氣管與空氣進氣管，煤氣進氣管與空氣進氣管分別垂直連接砌筑在燃燒室墻體內的煤氣分配環(huán)道與空氣分配環(huán)道，煤氣分配環(huán)道內側環(huán)墻上均布有水平徑向的煤氣縫隙噴嘴，煤氣縫隙噴嘴垂直接通煤氣空氣混合環(huán)縫的側壁下部，空氣分配環(huán)道內側環(huán)墻上均布有水平徑向的空氣縫隙噴嘴，空氣縫隙噴嘴垂直接通空氣混合環(huán)縫的側壁下部，煤氣空氣混合環(huán)縫和空氣混合環(huán)縫為環(huán)形的縫隙，同軸設置在燃燒室墻體內，煤氣空氣混合環(huán)縫的底部和空氣混合環(huán)縫的頂部相連通，煤氣空氣混合環(huán)縫的頂部與上部的預混氣預熱環(huán)道同軸相連，預混氣預熱環(huán)道的上口部與燃燒室相連通，預混氣預熱環(huán)道的上口部上方設置有環(huán)形調節(jié)擋板，空氣縫隙噴嘴和煤氣縫隙噴嘴的軸向尺寸均為周向尺寸的4-6倍，空氣混合環(huán)縫和煤氣空氣混合環(huán)縫的軸向尺寸為徑向尺寸的6-8倍，燃燒室墻體外壁上設置有與預混氣預熱環(huán)道連通的熱風出口管，蓄熱室墻體砌筑在爐底上，爐底上設置有支撐爐箅子的支撐柱，支撐柱上有爐箅子，爐箅子上的蓄熱室內堆砌有正六邊形棱柱狀的蓄熱體，爐箅子下部的蓄熱室墻體與爐底圍成的內部空間為冷風室，冷風室的外壁上有煙氣出口管和冷風進口管。
[0005]本實用新型是在現(xiàn)有熱風爐爐型結構基礎上的創(chuàng)新。由于是采用了縫隙射流縫隙混合的方式，且繼而采用縫隙預熱預混氣的流動方式，使得混合均勻的預熱環(huán)形縫隙射流向上進入燃燒室后折返進入套筒蓄熱體(又稱套筒狀蓄熱塊體)中時能夠快速高強度燃燒，且燃燒過程變得十分均勻。由于燃燒過程絕大部分在套筒狀蓄熱塊體中進行，即使部分沒有很好混合的煤氣與空氣也能在其中完成進一步的混合、預熱及燃燒。同時，在蓄熱塊體中存在的燃燒與熱煙氣的回流，更能有效提高燃燒溫度，進而提高蓄熱塊體的溫度，為實現(xiàn)高溫送風創(chuàng)造了極為有利的條件。由于氣流上行折返形成的回流渦旋作用，使得蓄熱塊體中氣流的分布變得均勻，加上套筒狀蓄熱塊體結構較強的氣流互通作用，也使得蓄熱塊體中氣流分布進一步變得均勻，從而提高了蓄熱體中熱交換的均勻性與蓄熱體的熱利用率得以提高。在熱風爐的送風過程中，通過爐箅子進入蓄熱室中氣流也因其蓄熱塊體布置與均壓均流的作用而逐步變得分布均勻，在往上的過程中更因溫度的提高和蓄熱室的收縮而得到進一步的均勻化，尤其是到熱風流出蓄熱體時還必須經(jīng)過預混氣預熱室才能進入熱風出口管，這也進一步使得蓄熱塊體中氣流的分布更加區(qū)域分布均勻。因此，該熱風爐借助縫隙射流沖擊混合，以及蓄熱室頂部(燃燒室中)套筒蓄熱塊體的堆砌，有效實現(xiàn)煤氣與空氣的強烈而均勻的混合與在蓄熱塊體中的均勻而高強度的穩(wěn)定燃燒，以及其下的均壓與均流蓄熱塊體的應用極大地強化其傳熱的均勻性與有效提高蓄熱塊體的熱利用率。
【附圖說明】
[0006]圖1為本實用新型的剖面主視圖。
[0007]圖2為本實用新型圖1中A-A截面圖。
[0008]圖3為本實用新型圖1中B-B截面圖。
【具體實施方式】
[0009]以下結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作詳細說明。
[0010]如圖1-圖3所示，本實用新型包括，包括燃燒室墻體la、燃燒室2、熱風出口管13、煤氣進氣管4、煤氣分配環(huán)道6、煤氣縫隙噴嘴8，空氣進氣管3、空氣分配環(huán)道5、空氣縫隙噴嘴7、空氣混合環(huán)縫9，煤氣空氣混合環(huán)縫9a、預混氣預熱環(huán)道10及上部的環(huán)形調節(jié)擋板10a，燃燒室墻體Ia為頂部的半球狀拱頂與下部的圓筒體同軸連接在一起的組合體，燃燒室墻體的下端經(jīng)托圈18固定支撐在蓄熱室墻體Ib的外爐殼上，燃燒室墻體Ia內為燃燒室2，燃燒室內呈階梯狀堆砌有套筒狀蓄熱塊體11，蓄熱室墻體Ib內為蓄熱室，燃燒室墻體下部內側墻體的內壁與蓄熱室墻體Ib的上部外壁經(jīng)階梯式的迷宮密封式結構套接在一起，構成相互間呈可滑移狀結構，燃燒室墻體的下部外壁上垂直其軸線自上向下布置有煤氣進氣管4與空氣進氣管3，煤氣進氣管4與空氣進氣管3分別垂直連接砌筑在燃燒室墻體Ia內的煤氣分配環(huán)道6與空氣分配環(huán)道5，煤氣分配環(huán)道6內側環(huán)墻上均布有水平徑向的煤氣縫隙噴嘴8，煤氣縫隙噴嘴垂直接通煤氣空氣混合環(huán)縫9a的側壁下部，空氣分配環(huán)道5內側環(huán)墻上均布有水平徑向的空氣縫隙噴嘴7，空氣縫隙噴嘴垂直接通空氣混合環(huán)縫9的側壁下部，煤氣空氣混合環(huán)縫9a和空氣混合環(huán)縫9為環(huán)形的縫隙，同軸設置在燃燒室墻體Ia內，煤氣空氣混合環(huán)縫9a的底部和空氣混合環(huán)縫9的頂部相連通，煤氣空氣混合環(huán)縫9a的頂部與上部的預混氣預熱環(huán)道10同軸相連，預混氣預熱環(huán)道的上口部與燃燒室2相連通，預混氣預熱環(huán)道10的上口部上方設置有環(huán)形調節(jié)擋板10a，空氣縫隙噴嘴和煤氣縫隙噴嘴的軸向尺寸均為周向尺寸的4-6倍，空氣混合環(huán)縫9和煤氣空氣混合環(huán)縫9a的軸向尺寸為徑向尺寸的6-8倍，燃燒室墻體Ia外壁上設置有與預混氣預熱環(huán)道10連通的熱風出口管13，蓄熱室墻體Ib砌筑在爐底Ic上，爐底Ic上設置有支撐爐箅子的支撐柱14b，支撐柱上有爐箅子14a，爐箅子上的蓄熱室內堆砌有正六邊形棱柱狀的蓄熱體，爐箅子下部的蓄熱室墻體Ib與爐底Ic圍成的內部空間為冷風室15，冷風室的外壁上有煙氣出口管16和冷風進口管 17。
[0011]所述的燃燒室墻體Ia為金屬外殼內壁上砌筑耐高溫1300°C?1500°C的耐火材料層構成，耐高溫的耐火材料層由抗熱震性強的紅柱石高鋁磚或堇青石-莫來石磚構成的內層、輕質耐火材料構成的外層，以及外層外面的陶瓷纖維棉與噴涂層自內向外組合在一起構成。
[0012]所述的熱風出口管13為耐高溫且性能穩(wěn)定的紅柱石-莫來石磚構成的圓筒狀通道。
[0013]所述的煤氣進氣管4和空氣進氣管3是在金屬管內壁上砌筑耐火材料(如高鋁磚或粘土磚)構成的圓形通道，煤氣進氣管4和空氣進氣管3分別垂直連接設置在燃燒室墻體Ia內的矩形截面的煤氣分配環(huán)道6和空氣分配環(huán)道5的外側環(huán)墻，煤氣分配環(huán)道6和空氣分配環(huán)道5均由是紅柱石高鋁磚砌筑構成的環(huán)形通道。
[0014]所述的空氣縫隙噴嘴7和煤氣縫隙噴嘴8的截面均為矩形，分別以水平徑向或傾斜20°?40°接通空氣混合環(huán)縫9和煤氣空氣混合環(huán)縫9a，空氣混合環(huán)縫9和煤氣空氣混合環(huán)縫9a的縱截面均為矩形。
[0015]所述的環(huán)形調節(jié)擋板1a的下端與靠燃燒室墻體Ia內壁的預混氣預熱環(huán)道10 —側上端交匯，環(huán)形調節(jié)擋板的上端向蓄熱室墻體上部的外壁方向傾斜15°?30°。
[0016]所述的蓄熱室墻體Ic是在金屬外殼內壁上自上到下依次砌筑紅柱石質磚、高鋁質磚、粘土質磚構成筒狀結構，蓄熱室墻體的上部為小圓筒體、中部為自下向上呈漸縮狀的圓錐筒體，下部為大圓筒體，小圓筒體的截面積為大圓筒體的截面積的1/2?1/3，圓錐筒體的錐度(錐度為中心軸與斜錐面的夾角)為10°?30°。
[0017]所述的蓄熱體是由從上到下依次堆砌的硅質格子磚12a、紅柱石高鋁質格子磚12b和紅柱石粘土質格子磚12c構成，硅質格子磚的上表面和套筒狀蓄熱塊體11的底面接觸，蓄熱體為正六邊形的均布通孔的蜂窩狀結構。
[0018]所述的套筒狀蓄熱塊體11為圓筒形的硅質格子磚，在燃燒室內自下向上依次堆砌呈縱截面為階梯狀遞減的錐臺形(套筒狀蓄熱塊體為現(xiàn)有技術，專利號為201320176659.3)。
[0019]所述的煙