本发明专利技术涉及煤气与空气射流混合多孔体中预热燃烧的热风炉，有效解决热风炉气体混合不均匀，燃烧不充分及浪费能源的问题，外壳内的无焰燃烧室内有多孔组合块体，无焰燃烧室上的预混气进气管通过射流预混器与煤气进气管和空气进气管相连，预混气进气管内有分隔导流块，无焰燃烧室上有热风出口管，下部与锥筒状蓄热室对接，锥筒状蓄热室下面为圆筒状蓄热室，锥筒状蓄热室和圆筒状蓄热室内有格子砖蓄热体，圆筒状蓄热室下的冷风室上有烟气排出管和冷风进口管，格子砖蓄热体置于炉箅子上，炉箅子下的支柱固定在底座上，本发明专利技术煤气与空气经射流混合快速稳定的高强度燃烧，有效降低制作成本，改善格子砖的传热与蓄热效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热风炉，特别是为炼铁高炉提供高温高压的鼓风，或为一般工业加热提供工艺所需热风的一种煤气与空气射流混合多孔体中预热燃烧的热风炉。
技术介绍
目前，高炉热风炉已经进入顶燃式热风炉时代，从节能降耗上考虑要求高炉鼓风向高风温方向发展，尤其是在燃烧低热值高炉煤气下获得高热风温度，且还要达到一定的热效率，而最终实现高效、节能、环保、增产的目的。热风炉要实现高效与高风温，关键在于其燃烧过程与传热过程能否达到高强度燃烧与高效率传热，且二者能否恰当而有效地结合起来，于是就涉及到热风炉的燃烧装置与蓄热-换热装置。纵观目前使用的各种气体燃烧装置，均以煤气与空气在燃烧空间中混合、预热、着火燃烧模式为主，这种模式存在混合不均、燃烧不完全、燃烧室空间大、燃烧器结构复杂、燃烧气流组织不当(气流分布不均)、燃烧气流特征随负荷变动(即可控性差)等问题。相反，若跳出燃烧室中气流混合燃烧的模式， 利用煤气与空气在管道中混合，在多孔体中预热完成燃烧过程，以实现真正意义上的无焰燃烧模式。这必然导致进入蓄热体的烟气流场更加均温均流，且不受负荷变动的影响。同时，燃烧器的结构因去掉了复杂的燃烧器喷嘴的特殊结构而大为简化，而无焰燃烧省去了有焰燃烧的燃烧空间，使得热风炉的制作成本也会明显下降，更由于省去了燃烧器用的抗热震砖，热风炉燃烧器对耐材的要求大为下降。这样就在热风炉中实现了高强度的无焰燃烧过程，且通过格子砖调压均流和增强传热的结构实现了均勻高效的传热-蓄热过程。对这种热风炉而言，由于去掉了空间燃烧室格子砖蓄热体几乎充满了热风炉的内空间，在相同热值的煤气下，其燃烧温度会提高(减少散热与自身预热效果)，且部分燃烧过程还会在蓄热体中进行，这也增加了蓄热体的高温蓄热，因而有利于在低热值煤气燃烧温度不高(约 1400°C左右)的前提下实现稳定的高热风温度(1350°C)。由于燃烧温度能控制在1400°C上下就不会引起氮氧化物的大量生成，有利于减少环境污染和防止炉壳的晶间腐蚀。这也正是采用射流预混多孔体中无焰燃烧的重要目的之一。这里提出一种结构简单的射流混合多孔体中无焰燃烧的新型顶燃式热风炉，其混合气体进气管上设置射流混合装置使煤气与空气在其中快速预混后进入无焰燃烧室的多孔体中，借助多孔体在上一个周期中的高温蓄热而被预热后着火燃烧。由于多孔体大量的接触面(其单位体积交换面积在120 200平方米)使得燃烧过程能快速且充分地完成， 且同时借助于多孔体混流均压的作用而形成向下进入格子砖蓄热体的均勻烟气流场。由于蓄热室中的格子砖是无焰燃烧室多孔体的自然向下延伸，其中传热与蓄热过程也能均勻有效地进行，一直到流入冷风室为止。显然，在有限空间中利用多孔材料特征实现快速预热与燃烧，能有效降低过量空气系数、提高燃烧温度与燃烧强度、进而极大地简化燃烧器结构与减轻燃烧器重量。由于预混燃烧过程在更为绝热的多孔体中进行，其温度更接近理论燃烧温度，因而在送风过程中热风温度也会得到提高。这就在较低燃烧温度下实现高的热风温度。同时，无焰燃烧室中多孔体在送风结束后的残余蓄热也能为接下来的燃烧过程提供高温环境而使燃烧过程得以强化，以上所述的这种煤气与空气射流混合多孔体中预热燃烧的热风炉至今还未见有报道。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本专利技术之目的就是提供一种煤气与空气射流混合多孔体中预热燃烧的热风炉，可有效解决热风炉结构复杂，气体混合不均勻，燃烧不充分，污染环境、浪费能源的问题。本专利技术解决的技术方案是，钢制外壳内装有不同规格的耐火材料砌筑而成的瓶状结构承压的燃烧容器，燃烧容器由锺罩形的无焰燃烧室、多孔组合块体、射流预混器、锥筒状蓄热室、圆筒状蓄热室、圆形杯状的冷风室、炉箅子及支撑组成，无焰燃烧室内有多孔组合块体，在无焰燃烧室的竖直墙体上垂直热风炉轴线方向设置预混气进气管，预混气进气管通过射流预混器与煤气进气管和空气进气管相连；预混气进气管在进入无焰燃烧室空间之前气流通道由圆形截面变化为矩形截面，截面的高宽比为2 4，预混气进气管的进气口内设有分隔导流块，数目为3 10个；预混气进气管与无焰燃烧室径向夹角为0° 90° ； 无焰燃烧室墙体上布置有垂直于热风炉轴线的安装在拱顶上与热风炉同轴心的热风出口管；无焰燃烧室下部与锥筒状蓄热室对接，锥筒状蓄热室中装填有第一耐高温防粘附格子砖蓄热体(又称抗粘附耐高温蓄热格子砖)，第一耐高温防粘附格子砖蓄热体的格孔是上部直径大而下部直径小的锥孔结构，上下孔径差为3 10mm，格孔的孔间距与格孔直径之比 (1. 75，第一耐高温防粘附格子砖蓄热体上有与格孔之间互通的沟槽或圆形凹槽，构成格孔与格孔之间互通结构，锥筒状蓄热室下面为圆筒状蓄热室，圆筒状蓄热室内堆砌有与第一耐高温防粘附格子砖蓄热体结构相同的第二格子砖蓄热体，用粘土质耐材制作，耐温程度控制在< 800°C，圆筒状蓄热室下面是冷风室，冷风室墙体上接有烟气排出管和冷风进口管；第二格子砖蓄热体置于炉箅子上，炉箅子下部有支撑炉箅子的支柱，支柱固定在热风炉的刚性底座上，蓄热体能起到烟气流的均压均流作用和增强传热的作用。本专利技术能实现煤气与空气经射流混合，其混合后进入无焰燃烧室中的多孔组合块体中完成混合气体的高温预热与集中，且快速稳定的高强度燃烧，从而有效解决了低热值煤气燃烧不稳定、燃烧强度弱、燃烧温度低等关键问题；将煤气与空气间的边混合边燃烧的占用大量燃烧空间的长焰燃烧方式改变为预混气流借助于多孔组合块体的大接触表面预热混合气的无焰燃烧方式。由于多孔组合块体的调压均流作用而使烟气以分布均勻的气流进入其下的第一耐高温防粘附格子砖蓄热体和第二格子砖蓄热体，有效提高了气流的传热效果与格子砖的利用率。鉴于燃烧过程集中在无焰燃烧室中完成，其下的空间就是蓄热室与冷风室，这样就极大地节省了热风炉的空间，有效降低了热风炉的制作成本。显然，采用这种多孔体中无焰燃烧方式既提高了燃烧过程的完全程度而省去了燃烧室，又实现了一定程度的自身预热(主要在送风转为燃烧的初期)而省去了煤气与空气的预热装置。因此，该热风炉相对于其他采用气体燃烧类型的燃烧器的热风炉，在简单的结构下实现了预混气流多孔体中高温预热与高强度燃烧的燃烧方式、改善蓄热室格子砖的传热与蓄热效果，从而在同等条件下实现热风温度的大幅提升。附图说明图1为本专利技术的剖面主视图。图2为本专利技术图1中A-A部截面图。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明。由图1-图2给出，本专利技术的结构是，钢制外壳内装有不同规格的耐火材料砌筑而成的瓶状结构承压的燃烧容器，燃烧容器由锺罩形的无焰燃烧室1、多孔组合块体19、射流预混器6、锥筒状蓄热室2、圆筒状蓄热室10、圆形杯状的冷风室11、炉箅子14及支撑15组成，无焰燃烧室1内有多孔组合块体19，在无焰燃烧室1的竖直墙体上垂直热风炉轴线方向设置预混气进气管5，预混气进气管通过射流预混器6与煤气进气管7和空气进气管8相连；预混气进气管5在进入无焰燃烧室1空间之前气流通道由圆形截面变化为矩形截面，截面的高宽比为2 4，预混气进气管的进气口内设有分隔导流块16，数目为3 10个；预混气进气管与无焰燃烧室径向夹角为0° 90° ；无焰燃烧室1墙体上布置有垂直于热风炉轴线的安装在拱顶上与热风炉同轴心的热风出口本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种煤气与空气射流混合多孔体中预热燃烧的热风炉，其特征在于，钢制外壳内装有不同规格的耐火材料砌筑而成的瓶状结构承压的燃烧容器，燃烧容器由锺罩形的无焰燃烧室（１）、多孔组合块体（１９）、射流预混器（６）、锥筒状蓄热室（２）、圆筒状蓄热室（１０）、圆形杯状的冷风室（１１）、炉箅子（１４）及支撑（１５）组成；无焰燃烧室（１）内有多孔组合块体（１９），在无焰燃烧室（１）的竖直墙体上垂直热风炉轴线方向设置预混气进气管（５），预混气进气管通过射流预混器（６）与煤气进气管（７）和空气进气管（８）相连；预混气进气管（５）在进入无焰燃烧室（１）空间之前气流通道由圆形截面变化为矩形截面，截面的高宽比为２～４，预混气进气管的进气口内设有分隔导流块（１６），数目为３～１０个；预混气进气管与无焰燃烧室径向夹角为０°～９０°；无焰燃烧室（１）墙体上布置有垂直于热风炉轴线的安装在拱顶上与热风炉同轴心的热风出口管（９）；无焰燃烧室（１）下部与锥筒状蓄热室（２）对接，锥筒状蓄热室中装填有第一耐高温防粘附格子砖蓄热体（３）；第一耐高温防粘附格子砖蓄热体的格孔是上部直径大而下部直径小的锥孔结构，上下孔径差为３～１０ｍｍ，格孔的孔间距与格孔直径之比≤１．７５，第一耐高温防粘附格子砖蓄热体上有与格孔之间互通的沟槽或圆形凹槽，构成格孔与格孔之间互通结构；锥筒状蓄热室（２）下面为圆筒状蓄热室（１０），圆筒状蓄热室内堆砌有与第一耐高温防粘附格子砖蓄热体（３）结构相同的第二格子砖蓄热体（４），用粘土质耐材制作，耐温程度控制在≤８００℃；圆筒状蓄热室（１０）下面是冷风室（１１），冷风室墙体上接有烟气排出管（１２）和冷风进口管（１３）；第二格子砖蓄热体（４）置于炉箅子（１４）上，炉箅子下部有支撑炉箅子的支柱（１５），支柱固定在热风炉的刚性底座上。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈维汉，
申请(专利权)人：陈维汉，
类型：发明
国别省市：41
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