[发明专利]环道旋流预混多排阵列喷射旋流穿透蓄热套筒的燃烧装置

说明书

本发明涉及环道旋流预混多排阵列喷射旋流穿透蓄热套筒的燃烧装置，有效解决助燃空气与煤气混合不均匀、混合强度不高、煤气分级燃烧效果不佳且不可控、气流流场分布难以均匀，燃烧温度不可控的问题，圆筒墙体内的旋流预混合环道外侧壁上有多对煤气入口管和空气入口管，内侧壁中有多排旋流阵列预混气喷嘴，内腔中的筒状助燃蓄热体内有高速旋流通道，筒状助燃蓄热体与圆筒墙体之间有预混气旋流燃烧环道，筒壁内有多排旋流阵列燃烧喷嘴，底部的多个助燃蓄热体支撑柱内的空间为燃烧烟气流出口，调节气流喷射入口管设在半球拱顶上。本发明改变了燃烧气流的流场结构，并对燃烧过程深度干预，节省燃料、节约投资、降低有害气体排放量。

技术领域

本发明涉及工业炉窑类的热利用设备使用的气流调控燃烧的设备，特别是一种环道旋流预混多排阵列喷射旋流穿透蓄热套筒的燃烧装置。

背景技术

当前，在工业炉窑中随着工艺过程的优化以及对环保问题的日趋突出，对燃烧器的燃烧过程的可调节性能提出更高要求，即在高效高强度的燃烧状态下有效控制燃烧温度、调节燃烧负荷、且实现节能与低氮的高效燃烧。而利用蓄热体燃烧技术、分级燃烧技术、以及烟气回流技术来改善混合燃烧状态、调节燃烧强度与及控制燃烧温度是切实可行且行之有效的技术手段，但如何利用蓄热体燃烧技术、分级燃烧技术、烟气回流技术且如何将三种技术组合在一起才能更好的改善混合燃烧状态、调节燃烧强度与及控制燃烧温度正是目前迫切要解决的问题。

发明内容

基于上述分级燃烧技术与烟气回流燃烧技术的发展与应用，以及蓄热体燃烧技术的逐步推广应用，本发明提出一种环道旋流预混多排阵列喷射旋流穿透蓄热套筒的燃烧装置，可有效解决助燃空气与煤气混合不均匀、混合强度不高、煤气分级燃烧效果不佳且不可控、气流流场分布难以均匀，燃烧温度不可控等多种问题。

本发明解决的技术方案是，包括燃烧器墙体、旋流预混合环道、旋流阵列预混气喷嘴、预混气旋流燃烧环道、筒状助燃蓄热体、旋流阵列燃烧喷嘴、高速旋流通道、调节气流喷射入口管、空气入口管、煤气入口管和燃烧烟气流出口，燃烧器墙体为上部的半球拱顶和下部的圆筒墙体相连接构成，燃烧器墙体的内腔为燃烧室，圆筒墙体内设置有旋流预混合环道，旋流预混合环道的外侧壁上连通有伸出圆筒墙体的多对煤气入口管和空气入口管，每对煤气入口管和空气入口管均以圆筒墙体的纵向轴线为中心相互对称，旋流预混合环道的内侧壁中周向布置有多排与旋流预混合环道相连通的旋流阵列预混气喷嘴，圆筒墙体的内腔中同心放置有筒状助燃蓄热体，筒状助燃蓄热体内有上下贯通的高速旋流通道，筒状助燃蓄热体与圆筒墙体之间有预混气旋流燃烧环道，旋流阵列预混气喷嘴的另一端经预混气旋流燃烧环道的外侧壁和预混气旋流燃烧环道连通，筒状助燃蓄热体的筒壁内周向设有多排旋流阵列燃烧喷嘴，旋流阵列燃烧喷嘴的两端分别连通高速旋流通道和预混气旋流燃烧环道，筒状助燃蓄热体底部有置于圆筒墙体内腔中的周向均布的多个助燃蓄热体支撑柱，多个助燃蓄热体支撑柱包围的空间为燃烧烟气流出口，调节气流喷射入口管设置在半球拱顶上。

本发明是对现有工业炉窑燃烧装置的结构与性能所做的改进与创新，并以改善煤气与空气旋流预混合特性，实现在带有筒状助燃蓄热体的燃烧室中旋流燃烧的强化为基本出发点，且从燃烧室顶部设置一个调节气流喷射入口管，其作用不仅改变燃烧气流的流场结构，而且更重要的作用在于对燃烧过程的深度干预，如通入：1）加入空气实现煤气与空气的分级燃烧实现控温与低氮燃烧，2）加入回流烟气控制燃烧温度与实现低氮燃烧，以及提高混合强度和热交换强度并减少燃气消耗量，3）加入富氧乃至纯氧产生高强度燃烧下的低氮燃烧。在工业炉窑上采用这种将分级燃烧、蓄热体燃烧、烟气回流燃烧技术集于一身的燃气燃烧装置，可以在提高燃烧装置性能与稳定高效运行的前提下达到节省燃料、节约投资、降低有害气体排放量的良好的技术效果与社会效益。

附图说明

图1为本发明的剖面主视图。

图2为本发明的横向截面俯视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。