一种顶燃式热风炉燃烧装置

技术领域

本发明涉及热风炉技术领域，具体来说，是指一种顶燃式热风炉燃烧装置。

背景技术

热风炉是高炉炼铁工程的重要辅助设备，其主要作用就是向高炉提供高温烟气。热风炉中产生高温烟气的装置为燃烧器。热风炉根据燃烧器位置的不同，分为顶燃式热风炉、内燃式以及外燃式热风炉。

其中，顶燃式热风炉发展迅速，其形式和种类较多。

但是，顶燃式热风炉由于燃烧器结构的原因，导致其整体炉体高，以致于建成顶燃式热风炉成本高昂。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种顶燃式热风炉燃烧装置，以解决现有技术由于燃烧器结构的原因，导致顶燃式热风炉整体炉体高，以致于建成顶燃式热风炉成本高昂的技术问题。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：

一种顶燃式热风炉燃烧装置，包括：

燃烧器本体，所述燃烧器本体具有锥形段，所述锥形段开设有空气环道；以及，

顶盖，所述顶盖与所述锥形段连接，所述顶盖与所述锥形段之间设置有煤气环道；

其中，所述空气环道中的空气与所述煤气环道中的煤气混合后燃烧。

可选的，所述锥形段与所述顶盖之间连接有连接件，所述连接件一端与所述锥形段连接，所述连接件另一端与所述顶盖连接，所述煤气环道设置于所述连接件。

可选的，所述顶盖与所述连接件之间设有承重板，所述承重板外侧壁的一端与所述顶盖的外侧壁固接。

可选的，所述锥形段与所述连接件连接的端面，开设有若干与所述空气环道连通的若干第一出气端。

可选的，每个所述第一出气端沿所述燃烧器本体的轴线方向布置，所述第一出气端朝向所述顶盖。

可选的，所述连接件的内侧壁开设有若干与所述煤气环道连通的若干第二出气端，每个所述第二出气端分别靠近一个所述第一出气端。

可选的，每个所述第二出气端沿所述连接件的直径方向布置，每个所述第二出气端均朝向所述连接件的中心。

可选的，若干所述第二出气端沿所述煤气环道的环向呈旋切布置。

可选的，所述锥形段靠近所述顶盖一端的直径，小于所述锥形段另一端的直径。

可选的，所述第一出气端与所述第二出气端之间间隔布置。

与现有技术相比，本发明提供的顶燃式热风炉燃烧装置具有的有益效果是：

本发明提供的顶燃式热风炉燃烧装置，通过将空气环道设置于燃烧器本体的锥形段，空气环道中的空气，与煤气环道中的煤气混合后至顶盖的燃烧位置燃烧，提供高温烟气。在锥形段开设空气环道，充分利用了热风炉的锥形段结构，无需增加热风炉的高度以设置空气环道，因此，降低了热风炉的整体高度，能够节约大量成本。可见，本发明有效解决了现有顶燃式热风炉中因燃烧器结构的原因，而导致其建成成本高的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明顶燃式热风炉燃烧装置的主视剖视图；

图2是图1中A-A第一种方案视图；

图3是图1中A-A第二种方案视图。

图中：

100-燃烧器本体，110-锥形段，1110-空气环道，1120-第一出气端，120-连接件，1210-煤气环道，1220-第二出气端，200-顶盖，300-支脚，400-承重板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全面的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

顶燃式热风炉是为高炉加热鼓风的设备，是现代高炉不可缺少的重要组成部分。其工作原理是先燃烧煤气，用产生的烟气加热蓄热室的格子砖，再将冷风通过炽热的格子砖进行加热，然后将热风炉轮流交替地进行燃烧和送风，使高炉连续获得高温热风。蓄热式热风炉有烧炉、送风两种主要操作模式：将高炉煤气燃烧对蓄热室的格子砖进行加热，即为“烧炉”操作模式，用蓄热室格子砖对冷风进行加热并送风到高炉，即为“送风”操作模式。

现代大高炉最常用的是蓄热式格子砖热风炉，蓄热式热风炉按燃烧方式可以分为顶燃式，内燃式，外燃式等几种。

顶燃式热风炉因其炉型较简单，结构稳定性好，蓄热室内气流分布较均匀，占地面积小，能节省大量钢材及耐火材料等优点，近年得到了迅速发展。

内燃式热风炉由于结构上的问题，易出现火井失稳破损、隔墙变形鼓包、掉砖、燃烧振动、隔墙下部眼角短路窜火以及炉算子烧坏等缺陷。

发明人研究发现，虽然顶燃式目前发展迅速，但其依然存在缺陷，例如，其燃烧器结构导致热风炉整体高度很高，建成的成本非常高。并且，顶燃式热风炉空气与煤气的混合方式以及空间利用不合理，导致空气与煤气混合不均匀，煤气燃烧不充分，燃烧的火焰较长，以致于热效率低。

为解决上述问题，发明人研发了一种顶燃式热风炉燃烧装置，总体思路如下：

第一方面，重新研发一种新的顶燃式热风炉结构，解决现有技术中顶燃式热风炉由于燃烧器结构原因，而导致顶燃式燃烧炉建成成本太高的技术问题。第二方面，重新研发空气环道与煤气环道的布局方式，以解决现目前空气与煤气混合不均匀而导致的各种问题。第三方面，综合考虑目前内燃式的结构，使得研发的顶燃式热风炉燃烧装置利于内燃式热风炉改造，以便于充分利用现有的内燃式热风炉，节约成本。

为便于理解发明的技术方案，下面结合实施例进行说明：

实施例：

本发明提供一种顶燃式热风炉燃烧装置，如图1所示，包括燃烧器本体100，燃烧器本体100的形状包括但不局限于环形，例如，也可以是开设有通孔的方形等。

如图1和图2所示，燃烧器本体100的一端具有锥形段110，锥形段110连接燃烧器本体100一端的直径，大于锥形段110另一端的直径，在锥形段110的内部开设有空气环道1110，空气环道1110的截面包括但不局限于长条形，例如，也可以是方形、圆形等。在锥形段110的顶部端面开设有若干均匀间隔布置，并且围成环形的第一出气端1120，当然，第一出气端1120与空气环道1110连通。

如图1所示，第一出气端1120包括但不局限于沿燃烧器本体100的轴向方向布置，例如，也可以与烧起器的轴向方向成一定的夹角，如80度、85度等。锥形段110的端面上连接有连接件120，连接件120包括但不局限于呈环形，例如，也可以是方形等。连接件120的内侧壁与第一出气端1120之间具有一定的距离，避免连接件120遮挡住第一出气端1120，影响空气喷出。当然，可以明白的是，锥形段110连接连接件120的端面，宽于连接件120连接锥形段110的端面，以使得锥形段110的端面有足够的空间用以布置第一出气端1120。

如图1和图2所示，连接件120内开设有煤气环道1210，煤气环道1210的截面包括但不限于呈长条形，例如，也可以是方形、圆形等。连接件120的内侧壁上开设有一圈间隔布置的第二出气端1220，以用于煤气喷出。可以明白的是，因连接件120的内侧壁与第一出气端1120之间具有一定的距离，所以第二出气端1220与第一出气孔之间具有一定的距离，呈间隔布置，避免影响空气喷出。并且，第二出气端1220应当靠近第一出气孔布置。

如图2和图3所示，第二出气端1220的方向包括但不局限于沿连接件120直径方向设置，例如，还可以是沿与沿连接件120直径方向成一定夹角布置，如5度至45度之间的夹角旋切布置，使喷出的煤气旋流，与空气接触更加充分。当然，第二出气端1220还可以与锥形段110的端面成一定的夹角布置，即倾斜设置，也不失为一种实施方式。

如图1所示，通过本发明的布置方式，使得从第一出气端1120喷出的空气与第二出气端1220喷出的空气直接接触混合，从而使得空气与煤气混合得更加快速充分。并且，混合后混合气体的运动方向是朝向顶盖200，顶盖200包括但不局限于弧形，也可以是方形等，本实施例采用弧形顶盖200，弧形顶盖200可以使得空气和煤气的混合气体产生旋流，使得空气与煤气混合得更加彻底。混合气体经过顶盖200后反转向下，进一步使得空气与煤气充分混合，空气与煤气混合后燃烧过程即是：在顶盖200形成的空间内初步燃烧，而后通过顶盖200反转向下至锥形段110下方充分燃烧，可以理解的是，上述燃烧过程一方面，通过先向上在向下的燃烧，相当于在不增加燃烧器高度的情况下，延长了火焰燃烧的距离，相应的可以降低热风炉的高度以降低成本；另一方面，由于其在顶盖200位置不是充分燃烧，而至锥形段110才充分燃烧，有利于适当降低顶盖200以及连接件120段的温度，适当降低高温对顶盖200以及连接件120的影响以及损坏，延长顶盖200以及连接件120的使用寿命，节约成本。

必须指出的是，如图1所示，连接件120主要由砖堆砌形成，连接件120的外侧壁和顶盖200外侧壁均设有一圈钢壳。在连接件120和顶盖200之间设有承重板400，承重板400呈包括但不局限于呈环形，例如，也可以是多个间隔布置的连接块，承重板400的上端面与顶盖200的端面贴合，承重板400的下端面与连接件120的端面贴合。其中，承重板400外侧壁的一端与顶盖200的外侧壁固接，固接方式包括但不局限于焊接连接等。另外，承重板400的设置形式包括当不局限与上述方式，例如承重板400的截面还可以呈卜字形，其上端侧壁与顶盖200的外侧壁螺接或者焊接，其下端侧壁与连接件120的外侧壁焊接或者螺接，也不失为一种实施方式。

可以明白的是，通过设置的承重板400，顶盖200一部分的重力通过承重板400传递燃烧装置的外部钢壳上，能够有效避免连接件120中的砖因长时间处于高温环境，强度降低，而导致顶盖200因自重过重造成顶部压踏的事故。

可以预见的是，通过上述结构布置以及空气和煤气的混合燃烧过程，本发明提供的顶燃式热风炉燃烧装置，能够使混合气体空气和煤气在短距离、短时间内充分混合并且充分燃烧，能够大大缩短燃烧器的高度，节约成本。

如图1所示，在连接件120和锥形段110的外侧壁之间设置有支脚300，用于承受过渡顶盖200的自重，进一步避免顶盖200因自重过重造成顶部压踏的事故。

必须要指出的是，本发明设计的顶燃式热风炉燃烧装置，不仅新建热风炉时成本较现有技术更低，而且为现有的内燃式热风炉提供了可行的改造方案，使得内燃式热风炉改造成顶燃式热风炉成为可能，即本发明能够充分利用现有的内燃式热风炉进行改造，节约成本。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。