專利名稱：空氣單蓄熱的蓄熱式燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于燃料燃燒技術(shù)領(lǐng)域，尤其是使用煤氣作為燃料的工業(yè) 爐窯的燃燒裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在工業(yè)爐技術(shù)中，利用爐膛廢氣的余熱加熱煤氣或助燃空氣有兩 種裝置， 一類是換熱器，另一類是蓄熱室。
換熱器發(fā)明于1828年，其大多數(shù)是用金屬制造的。工業(yè)爐使用 換熱器， 一方面是為了回收廢氣余熱，另一方面是提高燃燒溫度。由 于當(dāng)時的金屬換熱器耐高溫性能差，所以空氣或煤氣的預(yù)熱溫度很 低，致使一些爐子的燃燒溫度不能滿足冶煉工藝的要求。
1858年，威廉'西門子(Willian Siemens)在發(fā)明平爐煉鋼法的 同時，發(fā)明了蓄熱室。它能夠把空氣預(yù)熱到較高的溫度。1861年， 蓄熱室首先用在玻璃窯爐上，并獲得專利。接著，它在平爐和高爐上 普遍使用。這些爐子使用蓄熱室不僅是為了節(jié)約燃料，而且更重要的 是提高了燃燒溫度，以滿足工藝的要求。所以，在許多爐子上，蓄熱 室取代了換熱器。
后來，隨著金屬制造業(yè)的發(fā)展和金屬材料性能的改善，金屬換熱 器再度興起。由于它結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，所以凡是在空氣預(yù)熱溫度 不太高的爐子上，換熱器又取代了笨重的蓄熱室。只有空氣預(yù)熱溫度 很高的熱風(fēng)爐、平爐和玻璃熔爐等，蓄熱室仍在使用。
1982年，英國Hotwork公司發(fā)明了第一對陶瓷蓄熱式燃燒器(Regenerative Ceramic Burner, RCB)，并成功地應(yīng)用于玻璃熔爐上， 取得了顯著的節(jié)能增產(chǎn)效果。這些效果使幾乎被淘汰的蓄熱室"東山 再起"，得到了各工業(yè)發(fā)達(dá)國家的高度重視，很快在加熱爐、鍛造爐、 熱處理爐、加熱爐等廣泛應(yīng)用。蓄熱式燃燒器的出現(xiàn)標(biāo)志著蓄熱式燃 燒技術(shù)進(jìn)入了 一個新的發(fā)展時期。
目前采用的蓄熱式燃燒器種類很多，但使用過程中主要存在著一 些問題燃燒過程組織的不好，燃料燃燒不完全，尤其是用于軋鋼加 熱爐時導(dǎo)致的鋼坯氧化燒損過大。燒嘴使用過程中容易損壞，尤其是 燒嘴中的蓄熱體容易在使用過程中被堵塞或損壞，更換不方便。
實用新型內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供 一種空氣單蓄熱的蓄熱式燃燒器，通過合理組織煤氣的燃燒過程，提 高煤氣的燃燒效率。同時通過燒嘴結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，保證這種燃燒器 在使用過程中維修方便，特別是使用在工作環(huán)境比較惡劣的工況下， 蓄熱體和整個燒嘴的更換都比較方便。
本實用新型的技術(shù)方案是空氣單蓄熱的蓄熱式燃燒器，含有燃 燒器本體和燒嘴磚，燒嘴磚上設(shè)置有點火？L。所述的燃燒器本體是一 個砌有耐火材料內(nèi)襯的金屬腔體，空氣蓄熱室設(shè)置在金屬腔體內(nèi)，其 出口與燒嘴磚通過法蘭連接為一體；與煤氣入口套件連通的煤氣通道 穿過空氣蓄熱室上部與燒嘴磚的煤氣噴口相連通；與空氣蓄熱室連通 的一次空氣通道與著火室成一定角度連通，與空氣蓄熱室連通的二次 空氣通道沿著火室外圍通向燒嘴磚外。
所述的煤氣通道是耐火材料砌成的通道或金屬管通道。所述的一 次空氣通道與著火室中心線之間的角度是0 45°，或以0 45°的旋轉(zhuǎn) 角進(jìn)入著火室。所述的一次空氣通道在著火室的出口是環(huán)煤氣噴口圓周均勻分
布的2至多個。所述的二次空氣通道是環(huán)著火室圓周均勻分布的2至 多個。所述的金屬腔體上部和下部由法蘭連接。燒嘴磚與爐體由法蘭 連接。所述的空氣蓄熱室內(nèi)的蓄熱體是蓄熱小球或蜂窩體。
本實用新型設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，采用組合結(jié)構(gòu)，各 部分用法蘭或其它方式連接，燒嘴磚和爐墻的連接也用法蘭連接，因 此燒嘴的維護(hù)和更換很方便，燒嘴和爐體的連接也很嚴(yán)密。

附圖1是本實用新型一實施例結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖2是附圖1的A向結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中標(biāo)記分述如下1——集氣箱；2——空氣入口； 3——爐
柵；4——卸球門；5——蓄熱體；6——裝球門；7——煤氣入口套件； 8——煤氣通道；9—一隔熱材料；10——耐火材料；11——(燒嘴磚 與燒嘴本體連接)法蘭；12——點火孔；13——(燒嘴與爐體連接)
法蘭；14——燒嘴磚；15——著火室；16——煤氣噴口； 17--次
空氣通道；18——二次空氣通道；19——蓄熱室，20——(燒嘴上部
與燒嘴下部連接)法蘭；21——金屬腔體。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的描
述。如附圖1、 2所示，本發(fā)明實用新型的單蓄熱式燃燒器的下部是 空氣集氣室1，集氣室1的側(cè)壁上設(shè)置有空氣入口 2，用于和外部空 氣管相連接。集氣室1的上部是蓄熱室19，蓄熱室19外部為鋼結(jié)構(gòu) 的金屬殼體21，金屬殼體21內(nèi)側(cè)砌有用于保溫的隔熱材料9和耐高 溫的高溫耐火材料IO，蓄熱室19下部設(shè)有爐柵3，蓄熱體(蓄熱體 小球、蜂窩體或其它)5置于爐柵3上?？諝庑顭崾?9的出口設(shè)有燒嘴磚14，用于組織煤氣和空氣的燃燒，燒嘴磚14內(nèi)設(shè)有煤氣噴口 16、 一次和二次空氣通道17、 18， 一次空氣通道17出口指向著火室 15， 二次空氣通道18出口指向燒嘴磚外，即爐內(nèi)。 一次和二次空氣 通道17、 18出口環(huán)煤氣噴口 16周向均勻布置，燒嘴磚14上還設(shè)有 點火孔12，用于蓄熱式燒嘴的點火。本實施例中空氣蓄熱室19上部 的煤氣通道8為耐火材料通道，用于把煤氣入口 7和設(shè)置于燒嘴磚內(nèi) 的煤氣噴口 16連接起來。本例采用蓄熱體小球作為蓄熱體，蓄熱室 19側(cè)壁上部設(shè)有裝球門，即入口6，側(cè)壁下部設(shè)有卸球門，即出口4， 當(dāng)蓄熱體使用一段時間后需要更換或清洗時，可以很方便地把小球從 這里裝入和卸出。蓄熱室19上部和下部設(shè)有一對連接法蘭20，燒嘴 磚14和燒嘴本體設(shè)有一對連接法蘭11，燒嘴和爐體的連接也用法蘭 13連接。
煤氣經(jīng)煤氣入口 7進(jìn)入煤氣通道8經(jīng)煤氣噴口 16噴入著火室15 。 空氣經(jīng)空氣入口 2進(jìn)入集氣室1 ，然后進(jìn)入空氣蓄熱室19被其中的 蓄熱小球5加熱至高溫，高溫的空氣在空氣蓄熱室19出口被按比例 分為一次空氣和二次空氣， 一次空氣經(jīng)環(huán)煤氣氣流圓周分布的一次空 氣通道17噴入著火室15著火燃燒，二次空氣通過二次空氣通道18 直接噴向燒嘴磚14外，即爐內(nèi)，然后與高溫的一次燃燒煙氣相混合 而燃燒。
高溫預(yù)熱后的助燃空氣采用二次投入， 一次高溫預(yù)熱的助燃空氣 在燒嘴磚14內(nèi)與煤氣進(jìn)行強(qiáng)烈的混合，由于空氣量不足發(fā)生不完全 燃燒，二次高溫預(yù)熱的助燃空氣通過燒嘴磚外環(huán)出口 18直接高速噴 入爐內(nèi)，在和一次火焰混合前先與爐內(nèi)的煙氣混合，這樣，已經(jīng)稀釋 的二次高溫預(yù)熱的助燃空氣通過與被一次高溫預(yù)熱助燃空氣稀釋的 燃料的混合，就形成了二級燃燒，從而抑制了火焰中高溫區(qū)域的溫度，同時由于煙氣的強(qiáng)烈再循環(huán)，進(jìn)而減少了熱N0x的生成。
在蓄熱室設(shè)置裝卸蓄熱體5的裝卸出入口 4、 6，可以很方便更 換蓄熱體5。尤其是在燒嘴使用環(huán)境較差的條件下，如熔鋁爐、軋鋼 加熱爐的均熱段和加熱段等使用時，蓄熱體5使用一段時間會破碎和 變臟，需要換球或清洗球，這時只需要通過設(shè)置的裝卸出入口 4、 6 操作就可以了，因此很方便。
燃燒器設(shè)計采用組合結(jié)構(gòu)，分為燃燒器下部、燃燒器上部和燒嘴 磚三部分，各部分用法蘭連接20、 11，燒嘴磚14和爐墻的連接也用 法蘭13連接。因此燃燒器在使用過程中可以更換任一部分，燒嘴也 可很快地整體更換，同時和爐體的連接也很嚴(yán)密，不漏氣。
本實用新型在使用如高爐煤氣這類低熱值的煤氣時，可以將煤氣 和空氣的流程互換，即煤氣從空氣入口進(jìn)入蓄熱室19被加熱至高溫， 空氣從煤氣入口進(jìn)入不預(yù)熱。
權(quán)利要求1、一種空氣單蓄熱的蓄熱式燃燒器，含有燃燒器本體和燒嘴磚，燒嘴磚上設(shè)置有點火孔，其特征在于所述的燃燒器本體是一個砌有耐火材料內(nèi)襯(9、10)的金屬腔體(21)，空氣蓄熱室(19)設(shè)置在金屬腔體(21)內(nèi)，其出口與燒嘴磚(14)通過法蘭(11)連接為一體；與煤氣入口套件(7)連通的煤氣通道(8)穿過空氣蓄熱室(19)上部與燒嘴磚(14)的煤氣噴口(16)相連通；與空氣蓄熱室(19)連通的一次空氣通道(17)與著火室(15)成一定角度連通，與空氣蓄熱室(19)連通的二次空氣通道(18)沿著火室(15)外圍通向燒嘴磚(14)外。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣單蓄熱的蓄熱式燃燒器，其特征 在于所述的煤氣通道(8)是耐火材料砌成的通道或金屬管通道。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣單蓄熱的蓄熱式燃燒器，其特征 在于所述的一次空氣通道(17)與著火室(15)中心線之間的角度 是0~45°，或以0 45。的旋轉(zhuǎn)角進(jìn)入著火室(15)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣單蓄熱的蓄熱式燃燒器，其特征 在于所述的一次空氣通道(17)在著火室(15)的出口是環(huán)煤氣噴 口 (16)圓周均勻分布的2至多個。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣單蓄熱的蓄熱式燃燒器，其特征 在于所述的二次空氣通道(18)是環(huán)著火室(15)圓周均勻分布的 2至多個。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣單蓄熱的蓄熱式燃燒器，其特征 在于所述的金屬腔體(21)上部和下部由法蘭(20)連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣單蓄熱的蓄熱式燃燒器，其特征在于燒嘴磚(14)與爐體由法蘭(13)連接。
8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣單蓄熱的蓄熱式燃燒器，其特征 在于所述的空氣蓄熱室(19)內(nèi)的蓄熱體(5)是蓄熱小球或蜂窩 體。
專利摘要本實用新型公開了一種空氣單蓄熱的蓄熱式燃燒器，屬于燃料燃燒技術(shù)領(lǐng)域?？諝鈫涡顭岬男顭崾饺紵?，含有燃燒器本體和燒嘴磚，燒嘴磚上設(shè)置有點火孔。所述的燃燒器本體是一個砌有耐火材料內(nèi)襯的金屬腔體，空氣蓄熱室設(shè)置在金屬腔體內(nèi)，其出口與燒嘴磚通過法蘭連接為一體；與煤氣入口套件連通的煤氣通道穿過空氣蓄熱室上部與燒嘴磚的煤氣噴口相連通；與空氣蓄熱室連通的一次空氣通道與著火室成一定角度連通，與空氣蓄熱室連通的二次空氣通道沿著火室外圍通向燒嘴磚外。本實用新型設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，采用組合結(jié)構(gòu)，各部分用法蘭連接，燒嘴磚和爐墻的連接也用法蘭連接，因此燒嘴的維護(hù)和更換很方便，燒嘴和爐體的連接也很嚴(yán)密。
文檔編號F23D14/22GK201225620SQ20082006780
公開日2009年4月22日 申請日期2008年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月16日
發(fā)明者戴方冰, 戴方欽, 房紅濤, 明 羅, 莉 陳 申請人:武漢科虹工業(yè)爐有限公司