[发明专利]一种采用旋流流动的顶燃式热风炉冷风分布方式

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用旋流流动的顶燃式热风炉冷风分布方式。

背景技术

顶燃式热风炉目前在高炉炼铁工艺中得到广泛的应用，且旋流燃烧已成为顶燃式热风炉所采用的主流燃烧形式，由于旋流的作用，延长了气流流经路径，充分利用了燃烧空间，使得燃烧更完全、更充分，但也因为旋流的作用，使烟气流沿四周壁面流动，造成烟气流在蓄热室顶面分布呈现边缘速度较高、中心速度较低的分布形式。这种气流分布会造成以下问题：

1、燃烧期内烟气流在进入蓄热室时因速度分布“中心低、四周高”，将造成蓄热室横截面边缘区域的烟气量大于中心区域的烟气量，也使得边缘积蓄的热量大于中心区域。而送风期内，送风口对面的气流远大于送风口附近区域气流，因冷风分布在横截面上与烟气流的不一致，所以带走的热量更不均匀，从而导致蓄热室格子砖的利用率下降，降低蓄热室的蓄热量，影响高炉送风温度。

2、燃烧期内烟气流在蓄热室内“中心低、四周高”的气流分布还会造成蓄热室横截面上格砖温度分布不均，同时送风期内冷风的分布也不均匀，将进一步加剧了格砖温度分布不均，从而造成格子砖热胀不一致，长期运行，将严重影响热风炉蓄热室的格砖寿命。

目前，很多学者针对顶燃式热风炉的旋流燃烧器进行了大量的研究，以求在保证完全燃烧的前提下，尽可能提高烟气流在蓄热室横截面上的均匀度，但在旋流的作用下，必然会形成“中心低、四周高”的烟气气流分布。同样也有学者对冷风的分布进行改善研究，比如中国专利ZL200720182357.1提出了一种热风炉冷风分配器，通过加分流板的形式，改善气流的分布，比如中国专利ZL200420006333.7提出了一种热风炉冷风、烟气均流装置，通过环形通道多点进入冷风的方式，来使得分布更均匀。目前的研究及做法都是尽量使得冷风分布更均匀些，而没有从蓄热室烟气蓄热的分布来考虑冷风的分布形式。

本发明而是根据蓄热室烟气流的分布形式，提出了一种同样采用旋流流动的冷风分布形式，使得两气流分布相对应，从而提高了蓄热室的利用率，也提供高炉送风温度，同时延长了蓄热室格子砖的使用寿命。

发明内容

针对目前顶燃式热风炉旋流燃烧所导致烟气流分布不均，进而导致蓄热室利用率降低，本发明的目的在于提出一种采用旋流流动的顶燃式热风炉冷风分布方式，使得冷风分布与烟气分布相对应，从而提高蓄热室格子砖的利用率，提高送风温度。

为了实现上述技术目的，采用以下技术方案：

一种采用旋流流动的顶燃式热风炉冷风分布方式，其特征在于：冷风进入设置在炉壳内侧的集气环道，通过与集气环道相连接的旋流喷口实现冷风旋流流动，使得进入蓄热室前的旋流流动冷风与蓄热室顶部的烟气气流分布相对应。

进一步的，所述集气环道与冷风入口管相通，不与烟道出口管相通，冷风需要绕过烟道管进入到旋流喷口中。

进一步的，旋流喷口由一层或两层以上组成，同一层的旋流喷口位于同一标高上。

进一步的，旋流喷口在水平方向上投影的中心线与热风炉中心和喷口中心连线夹角0°＜α＜90°，其角度α还与顶部燃烧器的旋流角相匹配，以保证上下气流分布相对应。

进一步的，旋流喷口在竖直方向上投影的中心线与竖直方向上的夹角0°＜β≤90°。

本发明的有益效果为：

1、燃烧期内由于燃烧器旋流的作用，烟气流会集中分布在拱顶燃烧室边缘区域内，而送风期内冷风也采用旋流流动，使得分布与烟气相对应，这样可以将燃烧期内蓄积的热量在送风期内被有效的带走，从而提高蓄热室的利用率，提高了送风温度；

2、由于蓄热室内蓄积的热量被冷风有效的带走，使得蓄热室横截面温差缩小，温度波动也减小，对耐材的稳定和长寿大有利处。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为图1中的横截面视图。

其中1为冷风气流、2为热风炉炉壳、3为集气环道、4为旋流喷口、5为蓄热室、6为烟气气流、7为冷风入口管、8为烟道管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施作进一步说明：