一种空煤气上喷卷吸高温烟气蓄热体中燃烧与传热的热风炉

摘要

本发明涉及空煤气上喷卷吸高温烟气蓄热体中燃烧与传热的热风炉，可有效解决实现燃烧过程的可控、强化与低氮，实现传热过程的高效与优化，达到高效、节能、低氮排放的问题。其结构是由金属外壳内砌筑耐火材料的封闭墙体构成，从上到下依次分为燃烧室墙体、燃烧器墙体、蓄热室墙体及炉底基础；上部的燃烧室墙体的内部空间是堆放上部蓄热体的燃烧室，提供空气与煤气在其中预混燃烧，其下的燃烧器墙体内设置提供煤气与空气混合燃烧的燃烧器构件，下面的蓄热室墙体及炉底基础构成的内部空间是堆放主蓄热体和下部温蓄热体的蓄热室，本发明节能环保，结构稳定，使用寿命长。

权利要求

1.一种空煤气上喷卷吸高温烟气蓄热体中燃烧与传热的热风炉，由金属外壳内砌筑耐火材料的封闭墙体构成，从上到下依次分为燃烧室墙体（1）、燃烧器墙体（2）、蓄热室墙体（3）及炉底基础（4）；上部的燃烧室墙体（1）的内部空间是堆放上部蓄热体（1‑2）的燃烧室（1‑1），用以提供空气与煤气在其中预混燃烧，其下的燃烧器墙体（2）内设置提供煤气与空气混合燃烧的燃烧器构件，下面的蓄热室墙体（3）及炉底基础（4）构成的内部空间是堆放主蓄热体（3‑2）和下部蓄热体（3‑3）的蓄热室（3‑1），用以提供烟气与鼓风完成热交换并调节进出口气流的分布；其特征在于，燃烧室（1‑1）是由支撑在燃烧器墙体（2）上的由燃烧室墙体（1）的半椭球形墙体与圆筒墙体构成的内部空间，燃烧室（1‑1）顶部设置有烘炉及气流调节进气管（1‑7），燃烧室（1‑1）的圆筒墙体上布置有热风出口管（1‑6）以及用于避水的热风出口管管壳（1‑8），蓄热室（3‑1）的内圆筒墙体向上延伸出预混燃烧环墙（1‑3），环墙内堆砌有上部蓄热体（1‑2）以及环墙下部设置的回流烟气内倾斜通道（1‑5），在预混燃烧环墙（1‑

3）与燃烧室墙体（1）的圆筒墙体之间形成预混燃烧环道（1‑4），预混燃烧环道（1‑4）底部为向内倾斜结构，并与回流烟气内倾斜通道（1‑5）底部相衔接连通；燃烧器墙体（2）上部设置有煤气进口管（2‑1），与燃烧器墙体（2）内的煤气分配环道（2‑3）的外侧墙连通，煤气分配环道（2‑3）内侧墙上有与煤气分配环道（2‑3）连通的周向均布的煤气导流管（2‑5），煤气导流管（2‑5）转折向上连通煤气喷出口（2‑7）；燃烧器墙体下部对应设置空气进口管（2‑2），与燃烧器墙体内的空气分配环道（2‑4）的外侧墙连通，空气分配环道（2‑4）内侧墙上有连通的周向均布的空气导流管（2‑6），空气导流管（2‑6）转折向上连通空气喷出口（2‑8）；煤气导流管（2‑5）、煤气喷出口（2‑7）、空气导流管（2‑6）及空气喷出口（2‑8）在燃烧室墙体内呈相互间交替排列，煤气导流管（2‑5）与空气导流管（2‑6）的上部相互间由沿周向布置的空煤气连通管（2‑9）实现相互连通，煤气喷出口（2‑7）与空气喷出口（2‑8）连通预混燃烧环道（1‑4）的向内倾斜的底部，沿圆周方向有向上的倾斜角度，以形成旋流向上的流动状态，空煤气连通管（2‑9）的下部有向上连通的空气导流管（2‑6），并与内设置的空气缩放喷口（2‑10）连通；向上的空气导流管（2‑6）内设置空气缩放喷口（2‑10），其位置在空煤气连通管（2‑9）的下部，构成矩形截面的空气导流管（2‑6）在径向方向上先收缩后扩大的喷嘴结构，以有效引导两侧煤气通过空煤气连通管（2‑9）进入上部空气导流管（2‑6）内，并与空气混合；圆筒形燃烧器墙体（2）下部位于热风炉墙体上的燃烧器墙体砖托（2‑11）上，在煤气分配环道（2‑3）和空气分配环道（2‑4）之间设置空煤气分隔金属圈（2‑12），并与热风炉炉壳连成一体；蓄热室（3‑1）是由圆筒形的蓄热室墙体（3）与炉底基础（4）围成的空间构成，蓄热室墙体的上部内层墙体直接插入环形结构燃烧器墙体（2）的内墙体内，构成滑移连接结构，下部墙体与炉底基础（4）连成一体，蓄热室内从上到下堆砌有主蓄热体（3‑2）和下部蓄热体（3‑3），下部蓄热体（3‑3）堆砌在上部带有弧形的导流槽的蓄热体承托板（3‑8）上；从炉底基础（4）上面砌筑冷风烟气调节环墙（3‑7），与蓄热室墙体（3）间构成冷风烟气调节环道（3‑5），冷风烟气调节环墙（3‑7）的中下部沿周向均布多层冷风烟气调节喷口（3‑6），蓄热室墙体（3）下部设置有冷风进口管（3‑4）和烟气出口管（3‑9），并与冷风烟气调节环道（3‑5）相连通。

2.根据权利要求1所述的空煤气上喷卷吸高温烟气蓄热体中燃烧与传热的热风炉，其特征在于，所述的燃烧室墙体（1）和燃烧器墙体（2）为金属外壳内用耐高温、低变形、热震性能优良的耐火材料砌筑而成，从内到外分别为重质材料、轻质材料，以及外层的耐高温轻质棉毡与炉壳耐火喷涂层。

3.根据权利要求1所述的空煤气上喷卷吸高温烟气蓄热体中燃烧与传热的热风炉，其特征在于，所述的预混燃烧环墙（1‑3），用耐高温抗热震的耐火材料砌筑而成，环墙下部设置回流烟气内倾斜通道（1‑5），该通道向内与向下倾斜呈矩形截面，内侧截面积大、外侧截面积小，外侧下沿与预混燃烧环道（1‑4）的向内倾斜底部高度一致。

4.根据权利要求1所述的空煤气上喷卷吸高温烟气蓄热体中燃烧与传热的热风炉，其特征在于，所述的蓄热室墙体（3）为金属外壳内用耐高温、低变形的耐火材料砌筑而成，从内到外分别为重质材料、轻质材料，以及外层的耐高温轻质棉毡与炉壳耐火喷涂层。

5.根据权利要求1所述的空煤气上喷卷吸高温烟气蓄热体中燃烧与传热的热风炉，其特征在于，所述的上部蓄热体（1‑2）、主蓄热体（3‑2）和下部蓄热体（3‑3）均为成型的多孔体块的规则堆砌结构，包括含有规则排列的通气管孔组成的蜂窝块体的组合或多孔介质的堆积体，其材质的耐火程度由其所处的位置确定，其中上部蓄热体（1‑2）是由各相同性的耐高温且防高温粘附的硅质陶瓷材料做成，主蓄热体（3‑2）和下部蓄热体（3‑3）是由结构稳定、耐高温且抗热震性强的莫来石质陶瓷材料做成。

6.根据权利要求1所述的空煤气上喷卷吸高温烟气蓄热体中燃烧与传热的热风炉，其特征在于，所述的热风出口管 （1‑6）垂直设置在燃烧室墙体（1）的圆筒段上，其金属管壳向燃烧室墙体（1）内部延伸，用以防止热风阀引漏水对蓄热室墙体（3）和燃烧器墙体（2）的损坏，且防止热风管外壳高温。

7.根据权利要求1所述的空煤气上喷卷吸高温烟气蓄热体中燃烧与传热的热风炉，其特征在于，所述的煤气进口管（2‑1）和空气进口管（2‑2）分上下设置在燃烧器墙体（2）上，且分别连通煤气分配环道（2‑3）与空气分配环道（2‑4），为减小分配环道尺寸且提高环道的气流分布的均匀性，煤气进口管（2‑1）和空气进口管（2‑2）采用多进口的结构，煤气进口管（2‑

1）和空气进口管（2‑2）的接入方式为水平垂直或水平倾斜，倾斜角≤45°；所述的煤气喷出口（2‑7）与空气喷出口（2‑8）连通预混燃烧环道（1‑4）的向内倾斜底部，且沿圆周方向有一个倾斜角度，该倾斜角相对于轴向方向为10°‑20°。

8.根据权利要求1所述的空煤气上喷卷吸高温烟气蓄热体中燃烧与传热的热风炉，其特征在于，所述的燃烧器墙体砖托（2‑11）是由焊接在炉壳上的金属托圈与支撑板以及下部的耐火浇注体共同构成，以提高砖托的刚度与强度；煤气分配环道（2‑3）和空气分配环道（2‑4）之间设置有空煤气分隔金属圈（2‑12），并与热风炉炉壳连成一体，被砌筑在燃烧器墙体之内。

9.根据权利要求1所述的空煤气上喷卷吸高温烟气蓄热体中燃烧与传热的热风炉，其特征在于，所述的炉底基础（4）为金属底板上用耐热混凝土浇筑而成，炉底基础（4）上砌筑有蓄热室墙体（3）和冷风烟气调节环墙（3‑7），冷风烟气调节环墙（3‑7）的中下部沿周向均布多层呈倾斜的冷风烟气调节喷口（3‑6），倾斜角度≤60°，在冷风烟气调节环墙（3‑7）之内炉底基础（4）上部设置上部带有弧形导流槽的蓄热体承托板（3‑8），弧形导流槽的方向与冷风烟气调节喷口（3‑6）的水平倾斜方向一致。

说明书

一种空煤气上喷卷吸高温烟气蓄热体中燃烧与传热的热风炉

技术领域

[0001] 本发明涉及热风炉，特别是为高炉、熔炼炉、干馏炉、干燥炉、焚烧炉等提供工艺热气流热利用的一种空煤气上喷卷吸高温烟气蓄热体中燃烧与传热的热风炉。

背景技术

[0002] 热风炉是工业生产中常用的热利用设备，对于利用燃烧气流加热多孔蓄热体，又用冷气流冷却该多孔蓄热体，从而产生高温（或高压）工艺热气流周期性（或交替性）工作的
热风炉，其工作性能取决于气体燃料的燃烧过程与多孔体的交替蓄热与放热的传热过程。
随着现代科学技术的发展，对热风炉尤其是高温热风炉提出了更高的技术要求，主要体现
在热风炉安全稳定且长周期运行、节能高效且高风温、低污染排放环保达标等三个主要方
面。达到上述目标或者部分达到上述目标成为热风炉技术创新与技术进步的主要标志：诸
如各种不同结构燃烧装置应用以改善气流混合、优化与强化燃烧过程，并实现其高效节能
与低污染排放；又如各种结构与各种材质的多孔蓄热体（或格子砖或耐火球）的应用，以及
完善其热工计算，促进传热与蓄热性能的优化与强化；再如借助于数值模拟技术对炉内气
流流场的合理组织与控制，以提高燃烧气流与送风气流在蓄热体中的均匀分布程度，从整
体上实现传热过程的优化与强化。由于技术的不断进步，特别是随着燃烧、流动与传热科学
与技术的进步，多孔介质燃烧理论与技术有了长足发展，更主要的是热风炉中蓄热体燃烧
现象的发现与应用，推动了高炉热风炉向高风温方向发展。此外，由于对环境保护的要求，
对环境治理实行强制性措施，超低排放成为一种常态，对于燃烧设备烟气的除尘、脱硫及脱
硝指标要求的日趋严厉，燃气的超低氮燃烧与烟气的超低排放也成为热风炉技术发展不可
分割的重要部分。因此，结合热风炉内流动、传热与燃烧过程的特性，提出一种空煤气通过
环形布置的喷嘴向上喷射，强烈卷吸高温蓄热体中高温烟气之后再折返进入蓄热体中完成
燃烧与传热过程的热风炉，以便在确保热风炉结构稳定、紧凑与简化的基础上，达到蓄热体
中燃烧过程与传热过程的有机融合、相互强化与过程可控，相互促进与协同一致，最终达到
热风炉的高效与高风温，且节能与低排放（NOx）是必需解决的技术问题。

发明内容

[0003] 针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，为适应热风炉技术发展与进步，本发明之目的就是提供一种空煤气上喷卷吸高温烟气蓄热体中燃烧与传热的热风炉，可有效解决进
一步解决实现燃烧过程的可控、强化与低氮，实现传热过程的高效与优化，以及燃烧与传热
过程在蓄热体中的相互的深度融合、相互促进与协同一致，达到高效、节能、低氮排放的问
题。

[0004] 本发明解决的技术方案是，一种空煤气上喷卷吸高温烟气蓄热体中燃烧与传热的热风炉，由金属外壳内砌筑耐火材料的封闭墙体构成，从上到下依次分为燃烧室墙体、燃烧
器墙体、蓄热室墙体及炉底基础；上部的燃烧室墙体的内部空间是堆放上部蓄热体的燃烧
室，用以提供空气与煤气在其中预混燃烧，其下的燃烧器墙体内设置提供煤气与空气混合
燃烧的燃烧器构件，下面的蓄热室墙体及炉底基础构成的内部空间是堆放主蓄热体和下部
温蓄热体的蓄热室，用以提供烟气与鼓风完成热交换并调节进出口气流的分布；燃烧室是
由支撑在燃烧器墙体上的由燃烧室墙体的半椭球形墙体与圆筒墙体构成的内部空间，燃烧
室顶部设置有烘炉及气流调节进气管，燃烧室的圆筒墙体上布置有热风出口管以及用于避
水的热风出口管管壳，蓄热室的内圆筒墙体向上延伸出预混燃烧环墙，环墙内堆砌有上部
蓄热体以及环墙下部设置的回流烟气内倾斜通道，在预混燃烧环墙与燃烧室墙体的圆筒墙
体之间形成预混燃烧环道，预混燃烧环道底部为向内倾斜结构，并与回流烟气内倾斜通道
底部相衔接连通；燃烧器墙体上部设置有煤气进口管，与燃烧器墙体内的煤气分配环道的
外侧墙连通，煤气分配环道内侧墙上有与煤气分配环道连通的周向均布的煤气导流管，煤
气导流管转折向上连通煤气喷出口；燃烧器墙体下部对应设置空气进口管，与燃烧器墙体
内的空气分配环道的外侧墙连通，空气分配环道内侧墙上有连通的周向均布的空气导流
管，空气导流管转折向上连通空气喷出口；煤气导流管、煤气喷出口、空气导流管及空气喷
出口在燃烧室墙体内呈相互间交替排列，煤气导流管与空气导流管的上部相互间由沿周向
布置的空煤气连通管实现相互连通，煤气喷出口与空气喷出口连通预混燃烧通道的向内倾
斜的底部，沿圆周方向有向上的倾斜角度，以形成旋流向上的流动状态，空煤气连通管的下
部有向上连通的空气导流管，并与内设置的空气缩放喷口连通；圆筒形燃烧器墙体下部位
于热风炉墙体上的燃烧器墙体砖托上，在煤气分配环道和空气分配环道之间设置空煤气分
隔金属圈，并与热风炉炉壳连成一体；蓄热室是由圆筒形的蓄热室墙体与炉底基础围成的
空间构成，蓄热室墙体的上部内层墙体直接插入环形结构燃烧器墙体的内墙体内，构成滑
移连接结构，下部墙体与炉底基础连成一体，蓄热室内从上到下堆砌有主蓄热体和下部蓄
热体，下部蓄热体堆砌在上部带有弧形的导流槽的蓄热体承托板上；从炉底基础上面砌筑
冷风烟气调节环墙，与蓄热室墙体间构成冷风烟气调节环道，冷风烟气调节环墙的中下部
沿周向均布多层冷风烟气调节喷口，蓄热室墙体下部设置有冷风进口管和烟气出口管，并
与冷风烟气调节环道相连通。

[0005] 本发明的热风炉通过高温烟气卷吸回流与强化蓄热体中燃烧，普遍能提高热风温度50℃到80℃，而热风周期温度波动能控制在40℃到60℃。由于燃烧室与高温蓄热室以及
下部蓄热室与冷风室均合二为一，使得热风炉空间得到更加合理而有效的利用，且让燃烧
过程与高温传热过程有机结合，并产生多重的过程强化现象，具有均匀气流分布与高强与
高温的蓄热体中双旋流燃烧与传热，并兼具结构简化与紧凑（让燃烧室成为高温蓄热体堆
放的地方，以及取消了冷风室结构，或者说让底部蓄热体从冷风室开始堆放，用以完成气流
分布的调节功能），且具备节能与环保的显著特征，结构稳定，使用寿命长，是热风炉上的一
大创新，经济和社会效益巨大。

附图说明

[0006] 图1为本发明热风炉的纵剖面主视图。

[0007] 图2为本发明热风炉的蓄热室下部截面图。

[0008] 图3为本发明热风炉燃烧室截面图。

[0009] 图4为本发明热风炉燃烧器煤气分配环道截面图。

[0010] 图5为本发明热风炉燃烧器空气分配环道截面图。

[0011] 图6为本发明热风炉燃烧器喷嘴周向截面局部图。

[0012] 图7为本发明热风炉炉壳热风出口结构图。

具体实施方式

[0013] 以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。

[0014] 如图1至图7所示，本发明1. 一种空煤气上喷卷吸高温烟气蓄热体中燃烧与传热的热风炉，由金属外壳内砌筑耐火材料的封闭墙体构成，从上到下依次分为燃烧室墙体1、
燃烧器墙体2、蓄热室墙体3及炉底基础4；上部的燃烧室墙体1的内部空间是堆放上部蓄热
体1‑2的燃烧室1‑1，用以提供空气与煤气在其中预混燃烧，其下的燃烧器墙体2内设置提供
煤气与空气混合燃烧的燃烧器构件，下面的蓄热室墙体3及炉底基础4构成的内部空间是堆
放主蓄热体3‑2和下部温蓄热体3‑3的蓄热室3‑1，用以提供烟气与鼓风完成热交换并调节
进出口气流的分布；燃烧室1‑1是由支撑在燃烧器墙体2上的由燃烧室墙体1的半椭球形墙
体与圆筒墙体构成的内部空间，燃烧室1‑1顶部设置有烘炉及气流调节进气管1‑7，燃烧室
1‑1的圆筒墙体上布置有热风出口管1‑6以及用于避水的热风出口管管壳1‑8，蓄热室3‑1的
内圆筒墙体向上延伸出预混燃烧环墙1‑3，环墙内堆砌有上部蓄热体1‑2以及环墙下部设置
的回流烟气内倾斜通道1‑5，在预混燃烧环墙1‑3与燃烧室墙体1的圆筒墙体之间形成预混
燃烧环道1‑4，预混燃烧环道1‑4底部为向内倾斜结构，并与回流烟气内倾斜通道1‑5底部相
衔接连通；燃烧器墙体2上部设置有煤气进口管2‑1，与燃烧器墙体2内的煤气分配环道2‑3
的外侧墙连通，煤气分配环道2‑3内侧墙上有与煤气分配环道2‑3连通的周向均布的煤气导
流管2‑5，煤气导流管2‑5转折向上连通煤气喷出口2‑7；燃烧器墙体下部对应设置空气进口
管2‑2，与燃烧器墙体内的空气分配环道2‑4的外侧墙连通，空气分配环道2‑4内侧墙上有连
通的周向均布的空气导流管2‑6，空气导流管2‑6转折向上连通空气喷出口2‑8；煤气导流管
2‑5、煤气喷出口2‑7、空气导流管2‑6及空气喷出口2‑8在燃烧室墙体内呈相互间交替排列，
煤气导流管2‑5与空气导流管2‑6的上部相互间由沿周向布置的空煤气连通管2‑9实现相互
连通，煤气喷出口2‑7与空气喷出口2‑8连通预混燃烧通道1‑4的向内倾斜的底部，沿圆周方
向有向上的倾斜角度，以形成旋流向上的流动状态，空煤气连通管2‑9的下部有向上连通的
空气导流管2‑6，并与内设置的空气缩放喷口2‑10连通；圆筒形燃烧器墙体2下部位于热风
炉墙体上的燃烧器墙体砖托2‑11上，在煤气分配环道2‑3和空气分配环道2‑4之间设置空煤
气分隔金属圈2‑12，并与热风炉炉壳连成一体；蓄热室3‑1是由圆筒形的蓄热室墙体3与炉
底基础4围成的空间构成，蓄热室墙体的上部内层墙体直接插入环形结构燃烧器墙体2的内
墙体内，构成滑移连接结构，下部墙体与炉底基础4连成一体，蓄热室内从上到下堆砌有主
蓄热体3‑2和下部蓄热体3‑3，下部蓄热体3‑3堆砌在上部带有弧形的导流槽的蓄热体承托
板3‑8上；从炉底基础4上面砌筑冷风烟气调节环墙3‑7，与蓄热室墙体3间构成冷风烟气调
节环道3‑5，冷风烟气调节环墙3‑7的中下部沿周向均布多层冷风烟气调节喷口3‑6，蓄热室
墙体3下部设置有冷风进口管3‑4和烟气出口管3‑9，并与冷风烟气调节环道3‑5相连通。

[0015] 所述的燃烧室墙体1和燃烧器墙体2为金属外壳内用耐高温、低变形、热震性能优良的耐火材料砌筑而成，从内到外分别为重质材料、轻质材料，以及外层的耐高温轻质棉毡
与炉壳耐火喷涂层。

[0016] 所述的预混燃烧环墙1‑3，用耐高温抗热震的耐火材料砌筑而成，环墙下部设置回流烟气斜通道1‑5，该通道向内与向下倾斜呈矩形截面，内侧截面积大、外侧截面积小，外侧
下沿与预混燃烧通道1‑4的向内倾斜底部高度一致。

[0017] 所述的蓄热室墙体3为金属外壳内用耐高温、低变形的耐火材料砌筑而成，从内到外分别为重质材料、轻质材料，以及外层的耐高温轻质棉毡与炉壳耐火喷涂层。

[0018] 所述的上部蓄热体1‑2、主蓄热体3‑2和下部蓄热体3‑3均为成型的多孔体块的规则堆砌结构，包括含有规则排列的通气管孔组成的蜂窝块体的组合或多孔介质的堆积体，
其材质的耐火程度由其所处的位置确定，其中上部蓄热体1‑2是由各相同性的耐高温且防
高温粘附的硅质陶瓷材料做成，主蓄热体3‑2和下部蓄热体3‑3是由结构稳定、耐高温且抗
热震性强的莫来石质陶瓷材料做成。

[0019] 所述的热风出口管 1‑6垂直设置在燃烧室墙体1的圆筒段上，其金属管壳向燃烧室墙体1内部延伸，用以防止热风阀引漏水对蓄热室墙体3和燃烧器墙体2的损坏，且防止热
风管外壳高温。

[0020] 所述的煤气进口管2‑1和空气进口管2‑2分上下设置在燃烧器墙体2上，且分别连通煤气分配环道2‑3与空气分配环道2‑4，为减小分配环道尺寸且提高环道的气流分布的均
匀性，煤气进口管2‑1和空气进口管2‑2采用多进口的结构（图中为各自两个），煤气进口管
2‑1和空气进口管2‑2的接入方式为水平垂直或水平倾斜，倾斜角≤45°；所述的煤气喷出口
2‑7与空气喷出口2‑8连通预混燃烧通道1‑4的向内倾斜底部，且沿圆周方向有一个倾斜角
度，该倾斜角相对于轴向方向为10°‑20°。

[0021] 所述的向上的空气导流管2‑6内设置空气缩放喷口2‑10，其位置在空煤气连通管2‑9的下部，构成矩形截面的空气导流管2‑6在径向方向上先收缩后扩大的喷嘴结构，以有
效引导两侧煤气通过空煤气连通管2‑9进入上部空气导流管2‑6内，并与空气混合。

[0022] 所述的燃烧室墙体砖托2‑11是由焊接在炉壳上的金属托圈与支撑板以及下部的耐火浇注体共同构成，以提高砖托的刚度与强度；煤气分配环道2‑3和空气分配环道2‑4之
间设置有空煤气分隔金属圈2‑12，并与热风炉炉壳连成一体，被砌筑在燃烧器墙体之内。

[0023] 所述的炉底基础4为金属底板上用耐热混凝土浇筑而成，炉底基础4上砌筑有蓄热室墙体3和冷风烟气调节环墙3‑7，冷风烟气调节环墙3‑7的中下部沿周向均布多层呈倾斜
的冷风烟气调节喷口3‑6，倾斜角度≤60°，在冷风烟气调节环墙3‑7之内炉底基础4上部设
置上部带有弧形导流槽的蓄热体承托板3‑8，弧形导流槽的方向与冷风烟气调节喷口3‑6的
水平倾斜方向一致。

[0024] 如上所述结构的热风炉在具体实施时,煤气与空气分别通过各自对称布置的煤气进气管2‑1和空气进气管2‑2分别进入煤气分配环道2‑3和空气分配环道2‑4，再各自通过煤
气导流管2‑5和空气导流管2‑6向上进入各自的煤气喷出口2‑7和空气喷出管2‑8，在此喷射
向上进入预混燃烧环道1‑4；在空气流过空气导流管2‑6内的空气缩放喷口2‑10时提高流速
产生低压区，使得煤气通过空煤气连通管2‑9 进入空气导流管2‑6 在此进行部分预混合后
进入预混燃烧环道1‑4；由于预混燃烧环墙1‑3下部的回流烟气斜通道1‑5在预混燃烧环道
1‑4底部与之连通，空煤气旋流上喷产生的卷吸作用形成燃烧室中高温烟气进入预混燃烧
环道1‑4，提前了空煤气预混预热与着火燃烧过程；由此形成预混燃烧气流快速向上进入燃
烧室并折返进入上部蓄热体1‑2，在此完成燃烧过程，且形成蓄热体中高强度回流自循环燃
烧，出现局部超焓燃烧现象，形成上部蓄热体接近与超过燃烧温度的环境；之后高温烟气向
下依次进入蓄热室3‑1中的主蓄热体3‑2和下部蓄热体3‑3中，在完成燃烧烟气与蓄热体之
间的传热之后通过上部带有弧形通道的蓄热体承托板3‑8与冷风烟气调节喷口3‑6进入冷
风烟气调节环道3‑5进行气流汇集而最后通过烟气出口管3‑9排出热风炉，由此完成热风炉
蓄热体的加热过程。当蓄热体充分蓄热之后，关闭燃烧过程而进入送风过程，也就是高压鼓
风的加热过程与蓄热体的冷却过程。此时，冷风从冷风进口管3‑4进入冷风烟气调节环道3‑
5，经气流分配通过冷风烟气调节喷口3‑6并经过蓄热体承托板3‑8，使冷风气流依次进入下
部蓄热体3‑3、主蓄热体3‑2和上部蓄热体1‑2；气流经过与各层蓄热体的热交换逐步提高温
度，最后进入预混燃烧环道1‑4，在通过热风出口管1‑6集中引出热风炉，从而完成热风炉输
送热鼓风的周期过程。在多台相同热风炉交替的切换过程中实现对高炉或其他热利用设备
提供连续的热鼓风。此外设置在热风炉燃烧室顶部的烘炉及调节气流进口管1‑7在热风炉
运行过程中通过空煤气预混程度的调节达到蓄热体中预混与部分预混燃烧过程的调节，实
现蓄热体温度的调控与热风温度的间接调控。上面提到，空气流过空气导流管2‑6内的空气
缩放喷口2‑10时因提高流速产生低压区，使得煤气通过空煤气连通管2‑9 进入空气导流管
2‑6，这一功能在燃烧过程结束时，当关闭煤气阀门后继续提供可气流时，其对煤气的抽吸
作用能使煤气管道中的残存煤气被烟气所置换，有效提高了煤气管路运行的安全性。

[0025] 本发明热风炉与现有技术相比，具有以下优点：1）采用煤气与空气的旋流上喷卷吸高温烟气预混或半预混的调节可控燃烧方式，最大程度的实现蓄热体中的高温与高强度
的回流涡旋可控燃烧，并在预混控氧燃烧的基础上实现高温燃烧过程中的氮氧化物生成率
下降，有效降低了燃烧烟气中的氧浓度（小于1%）、一氧化碳浓度（小于0.1%）以及氮氧化物
3
浓度（小于50mg/m）；2）燃烧室小型化与紧凑化（燃烧室与高温蓄热室合二为一）使得空煤
气相互混合得以强化和气流流速得以提高，使得燃烧过程更多地集中到蓄热室中进行，强
化了蓄热体中燃烧与传热且有效提高蓄热体的温度，使得热风温度提高30℃到60℃不等；
3）直接在蓄热室下部砌筑气流调节环道和设置冷风进口管和烟气出口管，有利于实现燃烧
气流与送风气流之间的流场匹配与协同一致，有效提高蓄热体的利用率和强化传热过程，
在热风炉进一步紧凑的条件下节省了热风炉的初投资在0% 20%之间。
~

[0026] 总之，由于该热风炉比传统热风炉在相同煤气热值下可以获得较高而稳定的热风温度，以及高强预混燃烧带来的氮氧化物的减少，省掉传统热风炉绝大部分燃烧室空间和
冷风室多余空间而带来的制作成本的极大节省；且由于在结构上设计科学合理，特别是采
用燃烧室与高温蓄热室以及下部蓄热室与冷风室均合而为一，结构更加稳定与可靠，其使
用寿命较同类热风炉得到显著延长。因此，本发明可称得上是一种高效、高温、节能与环保、
效果好的热风炉，其广泛使用有着巨大的经济效益与社会效益。