标题：豫兴型顶燃式热风炉
豫兴热风炉简介
豫兴热风炉是指一种具有倒置悬链线型拱顶燃烧室、并带有设置在拱顶下部的环形布置且成一定角度向上喷射型燃烧器的顶燃式热风炉。 
豫兴型顶燃式热风炉是节能、长寿、高风温的热风炉技术体现在以下三个方面： 
(1)空气、煤气混合燃烧效果是决定热风炉节能、环保、高风温的基础。 
(2)烟气流场是决定热风炉热效率、高风温、蓄热体长寿硬性指标。 
(3)拱顶、燃烧器的结构是决定20年~30年热风炉炉体整体寿命的关键。 
空气和煤气的混合，烟气流场，热风炉燃烧器拱顶结构是决定热风炉效能的三大要素，三大要素达到最佳状态，按照同等条件提高100℃风温计算，可使得一代高炉炉龄综合节能节焦而降低的吨铁生产成本在30元以上。
豫兴热风炉的研究与探索
豫兴热风炉是河南省豫兴热风炉工程技术有限公司和郑州豫兴耐火材料有限公司开发、研制的新一代热风炉。这是在长期制作各种热风炉燃烧器的基础上成功开发的新产品。在1998年至2006年的8年时间内，公司承接了大量各种热风炉燃烧器的制作，如新日铁外燃式热风炉燃烧器、霍戈文内燃式热风炉燃烧器、卡卢金顶燃式热风炉燃烧器等。在燃烧器的制作过程中，根据这些热风炉燃烧器的性能与特点，以及将这些燃烧器安装在对应的热风炉上所体现出来的各种性能参数进行对比研究，并对每种热风炉燃烧器的构思、原理、结构、性能、效果乃至砖型等都做了细致的分析与研究，尤其对用户在使用燃烧器的过程中的效果，风温、节能等指标以及使用寿命进行了跟踪研究。在此基础上，研制出了集当前使用的热风炉优点于一身的高温、高效、节能、长寿的热风炉炉型，并且经过三年多不断改进，其结构更加合理、性能更加稳定。实践表明，豫兴热风炉具有空气与煤气混合均匀，燃烧强度大、燃烧充分完全等优良性能；独特的流场结构使得进入格子砖蓄热体表面时的烟气流场实现均匀分布，这是其他热风炉的烟气流场所不具备的，这就使得热风炉在高效燃烧的基础上有效提高了热风炉传热效果和蓄热体的利用率。 
在新型热风炉的研制过程中，得到了冶金技术方面的著名专家学者积极支持，为新一代热风炉的研制工作提出了宝贵的建议，对豫兴热风炉的成功研制起到了积极的作用。 
豫兴型热风炉是气体燃料反冲预混预热燃烧技术的典型应用之一，是交错喷嘴系列燃烧模式的具体表现之一，独特而合理的结构实现了高强度燃烧与高效率传热的完美结合。该顶燃式热风炉具有大拱顶燃烧室与设置在其底部的煤气与空气喷嘴交错环形布置成一定角度上喷的燃烧器，以及其下部的蓄热室；这样的热风炉结构，能使交错上喷的煤气与空气气流很好的预混燃烧，随后烟气经拱顶折返而形成一个夹在两股反向气流中间的烟气回流涡漩；回流涡旋对上行混合气流的预热实行了提前着火与火焰稳定，其自稳定属性保证了整个气流流场的稳定，其相对于主气流的低压特征是使下气流分布自然趋于均匀。可见，这样的燃烧室气流场结构就能有效二巧妙的解决气体燃料燃烧过程中气流混合、气流预热、着火燃烧、气流稳定、气流分布均匀等一系列问题。因此，豫兴型热风炉完全能够实现燃烧火焰稳定、提高燃烧强度、防止燃烧振荡、改善传热效果，进而能提高热风炉的效率，增强负荷调节功能、实现安全与稳定的运行，并且还能达到节省燃料，节约投资的目标。基于在燃烧室、燃烧器、及蓄热室中合理的应用了热稳定性行的材料与结构，使得热风炉的使用寿命的到有效的延长。 
豫兴公司在项目推广的过程中投入大量人力物力，实现了豫兴热风炉技术快速而成功的应用。实际运行的结果有力的证实了理论分析、实验研究、数值模拟的正确性，同时也验证了设计计算程序的准确性。在短短的两三年内使用一种新型的热风炉能够从构思到实现整体结构的实施、从实验研究到设计炉型、从耐材制作到建成投产，这在热风炉工程技术领域中是不多的案例。这些都得益于豫兴公司具有长期承建热风炉炉体材料的上产基地、得益于豫兴公司科技兴业原则与大量的科技经费的有效投入。 
新一代高燃烧强度、高热风温度、高传热效果、高效与节能的热风炉已经投入使用，并安全稳定的运行着。这是在技术创新。研究开发、理论与实践、设计与生产的一次完美结合。豫兴热风炉技术的成功应用，为其向大型化方向发展奠定了良好的基础，是热风炉技术向先进性、节能型、高风温方向所迈出了坚实的一步，它一定能成为中国乃至世界钢铁工业的发展作出其应有的贡献。豫兴型顶燃式热风炉结构与性能简介热风炉是炼铁工程的重要辅助设备，是一种间歇加热与冷却的周期性运行的热工装置，其性能的优劣直接影响到自身和高炉的正常运行、利用效率以及使用寿命。在热风炉中目前使用最多的结构形式不外乎内燃式与外燃式两种，在内燃式结构中因其燃烧装置的不同设置，又分为燃烧室火井平行与蓄热室的内燃式热风炉和燃烧室放在蓄热室顶部的顶燃式热风炉。在顶燃式热风炉中，以带小拱顶预燃室的顶燃式热风炉发展最快，受关注程度大，其主要特征在于燃烧室顶部设置小直径的预燃室，采用煤气与空气通过周向分布的喷嘴与径向成一定程度喷射进入预燃室，在其中形成旋流，并相互混合后进入其下部的锥端燃烧室燃烧。燃烧室火井平行与蓄热室的内燃式热风炉，目前仍在大量使用，其主要问题在于火井式燃烧室流场结构不稳定而导致的燃烧振荡，以及向上的燃烧气流折返后因结构特征分布不均匀，又会影响蓄热室中传热效果和格子砖的利用率；此外，火井燃烧室与蓄热室之间的隔壁长期在大温差的条件下，易于损毁而导致出现气流短路的问题。上述原因使得内燃式热风炉的燃烧状态始终不佳、传热效果不尽人意、热风温度很难提高，正逐步被其它炉型尤其是各种顶燃式热风炉所取代。 
因此，如何改进热风炉结构以获得混合良好的燃烧器、气流稳定且有回流稳焰的燃烧室、以及气流分布不均匀的蓄热室，从中得到燃烧强度大且传热-蓄热效果好的热风炉。由豫兴热风炉工程技术有限公司和豫兴耐火材料有限公司研究开发、设计制造、并投入运行的豫兴型顶燃式热风炉应该是有效实现燃烧强度高、传热效率高、热风温度高的一种顶燃式热风炉。 
豫兴顶燃式热风炉是在综合分析了带有顶部预燃室和环形旋流喷射燃烧器的顶燃式热风炉与带有蓖形陶瓷燃烧器且火井燃烧室平行于蓄热室的内燃式热风炉的结构与组合特征、流动与混合特征、燃烧与传热特征的基础上发明的一种新型热风炉。它吸收了前者上置燃烧室的结构特征和后者燃烧气流上行后拱顶折返进入蓄热体的流动特征；并改进上述两种炉型的陶瓷燃烧器结构，采用拱顶下部设置喷嘴环形交错气流在燃烧室中先向上混合燃烧之后烟气中部折返向下，从而形成部分烟气回流并预热上喷燃气与助燃空气，同时稳定的涡旋运动有效避免了火井燃烧室燃烧过程气流不稳定的确定；取消了常规顶燃式热风炉上部的煤气与空气的预燃室。使得热风炉顶部燃烧室结构得到有效地简化，增加了炉顶结构的承压强度与稳定性，并且使得在相同燃烧室炉墙面积下燃烧室有效容积增大；由于燃烧气流在燃烧室的上行与折返，有足够的时间实现燃气与空气的充分混合、预热与燃烧，因而燃烧室同时起到了预燃室与燃烧室的作用；由于带预燃室的顶燃式热风炉的燃烧室是一个锥段渐扩形的结构，为了使气流在其中流动的稳定和燃烧的稳定，必须采用旋转气流流场，其结果会导致进入蓄热体的燃烧气流（烟气）分布相当不均匀，而新结构的燃烧气流经折返后在回旋气流（相对低压区）的作用下会形成类似于管内流动的流场结构，其分布的均匀性大为改善。因此，豫兴型热风炉是一种及多种热风炉优良性能与一身的，具有结构简单、流动、传热与燃烧性能优良的新型热风炉。豫兴型顶燃式热风炉的特点(1)燃烧稳定强度大：煤气、空气成一定角度向上喷射，在热风炉内借助于高温烟气回流对其进行高温预热，由于交错的小流股喷射能使两种气流很快达到完全而充分的混合后燃烧，达到燃烧充分、火焰短、强度大、燃烧温度高的目的。 
(2)气流与温度场分布合理：煤气、空气成一定角度向上喷射后的完全燃烧，在热风炉拱顶作用下折返，借助回流作用形成温度与速度分布都较为均匀的向下热气流，而后进入热风炉蓄热室的上部，从而使蓄热体受热均匀，有效提高蓄热体利用率和增强蓄热体换热能力，有利于实现高热风温度的工艺要求，且能减小蓄热体不同区域间的热应力分布，进而能提高其使用寿命。 
(3)燃烧气流流场稳定合理：利用折返气流的回流流场与配合恰当的燃烧室结构，可以形成稳定的流场结构，致使燃烧过程更加稳定，有效避免燃烧振荡问题，从而为加强燃烧强度，提高换热强度创造了有力条件。 
(4)燃烧更安全：首先由于采用煤气与助燃空气分别交叉成一定角度上喷，煤气射流与空气射流在燃烧室混合燃烧，消弭了燃烧过程产生回火的可能性，提高了热风炉操作运行的安全性。 
(5)燃烧气流流场稳定合理、可以提高燃烧负荷：本设计热风炉的燃烧器的结构与气流流动的稳定性，不会引起燃烧过程出现振荡，增强了燃烧室的热负荷调节能力，因而能够实现热风炉安全、稳定、高负荷运行。 
(6)设计合理，节省投资：由于燃烧室可以采用高热负荷运行状态，蓄热体中气体标态流速可以选取较大数值，从而可增强蓄热体材料的重量，有效的节省了热风炉的初投资。 
(7)结构稳定，热风炉寿命长：采用悬链线拱形结构的拱顶，减小了上部拱顶的曲率半径，具有良好的受力结构与稳定性，能有效增加热风炉的使用寿命。 
(8)燃烧器与炉墙受热合理，有利于延长热风炉寿命：燃烧器设置在拱顶的基部并与炉墙构成一体形成燃烧室，由于其墙体不论在燃烧周期还是在送风周期均处于相同的热稳定状态，十分有利于热风炉稳定长寿命的运行。 
(9)燃烧器独立支撑结构，有利于延长热风炉寿命：将燃烧室组成设计成炉壳支撑，有效的将其与蓄热体大墙分离，之间配合迷宫式滑移缝连接，以保证蓄热体大墙在运行过程中温度周期性变化造成的上下移动不受阻碍，有效地延长炉体使用寿命。 
(10)环道的两个功能：燃烧器的煤气与空气出口喷嘴部分，受炉膛辐射与气流变化的影响温度变化较大，但也仅仅限于仅靠炉膛的部分，当采用喷嘴上部设置能自有膨胀的矩形截面的环形通道后，就能有效克服这一问题；该环道还能起到加强均匀气流分配的作用，因而使燃烧过程得到进一步改善。 
(11)设计气流均布装置：煤气通道和空气通道采取截面积递减的斜坡状结构，或者采用其他气流均匀装置可使得各自均匀布置交错排列的几十个出口喷嘴管中速度平均相对误差小于±5%，从而改善周向的气流混合，提高气流分布的均匀性，从而整体提高燃烧与传热效率。 
总之，该型顶燃式热风炉，结构独特而新颖，有效而巧妙的解决气流混合、气流稳定、气流均与分布、与烟气回流预热等燃烧过程的关键问题，能实现稳定燃烧火焰、提高燃烧强度、防止燃烧振荡、改善传热效果、从而提高热风炉效率、增强负荷调节功能，保证运行的安全与稳定，实现节省燃料、节约投资的目标。基于合理的热稳定的作用，使得热风炉的使用寿命得到有效的延长。已经建成投产的豫兴热风炉运行数据表明，实现热风炉的高效、高温、节能、环保是切实可行的事情。因此，豫兴型顶燃式热风炉的推广作用一定能收到良好的经济效益和社会效益。豫兴型顶燃式热风炉的结构特征与性能豫兴型顶燃式热风炉是在综合分析带预燃室的顶燃式热风炉和火井平行与蓄热室的内燃式热风炉，大功率热风炉以及顶燃式球床热风炉等十几种流行热风炉技术的结构与性能特征的基础上，研究开发的一种新型顶燃式热风炉，并在山西通才工贸有限公司450m3高炉上首先建成与2007年12月29日点火投入使用。 
豫兴型顶燃式热风炉除了具有其他顶燃式热风炉的主要优势外，还具有结构稳定合理、烟气流场均匀、燃烧充分高效、传热性能优良、及投资费用低等优势，是一种最具潜质热风炉技术。该炉型具体技术特点归纳与如下： 
a、悬链线型拱顶结构 
b、喷嘴环形交错布置气流上喷预混燃烧的陶瓷燃烧器 
c、结构简单投资省 
d、燃烧室气流流场均匀且稳定热风炉运行中提高风温的措施a、热风炉燃烧初期采用快速烧炉法，30分钟内达到最高拱顶温度，然后在保持拱顶温度基本不变的条件下燃烧，使蓄热体有效蓄热，满足送风要求。 
b、稳定煤气压力10kPa~12kPa，减少因压力波动而引起煤气输送量的变化，从而改变煤气与空气的比值，影响燃烧效率和燃烧温度。 
c、煤气含尘量在线监测（自动检测仪），保证煤气含尘量小于10mg/m，以保证蓄热体格子砖的通畅，发现问题及时处理。 
d、采取入炉焦炭烘干，减少煤气中的含水量，有利于提高理烧温度以保证热风温度维持在较高水平。 
e、在保证炉底支撑装置结构安全的前提下，为了维持较高的热风温度可适当提高排烟温度，如从380℃提高到420℃等；但这样做会降低热风炉的效率，通常情况尽量不采用。 
f、加强对新型热风炉结构与性能的了解，不断总结烧炉经验，优化操作模式，提高烧炉水平，加强对工况的记录、整理、分析，加强操作人员的操作水平与技能的考核
豫兴热风炉技术的广泛应用
国内热风炉的发展现状目前，国内热风炉技术逐步向着节能高效、提高风温、延长寿命的方向发展。自从引进新日铁的外燃式热风炉、霍戈文内燃式热风炉、卡卢金的顶燃式热风炉等先进热风炉技术以来，国内相继以此为样板针对国内具体情况进行了长期的热风炉研究与开发。近年来，尤其是将燃烧器放置在蓄热体上部的顶燃式热风炉的研制工作取得了长足的进展，如：煤气与助燃气内空气混合的带高速预燃室的顶燃式热风炉，以及各种新的预混合模式的顶燃式热风炉等，将顶燃烧热风炉的应用技术腿上了一个新的高度。由于存在对国外技术不能很好的合理应用，以及对这些热风炉本身固有的结构与性能上的问题缺乏正确认识，在实际运行中并没有收到其应有的效果。同时，上述一些炉型基础上的再创新工作做的也不一定到位，使得这些改进炉型在使用中出现不少的问题。 
对于以旋切式顶燃式热风炉，在保证良好性能的前提下有必要处理好结构上的关键问题，这就是小直径预燃室（或预混室）与锥形燃烧室连接组成的一个热风炉拱顶（一个类似于瓶颈状热风炉锥段拱顶）的结构问题。这种炉顶（或拱顶）结构对于外混合燃室模式，在加热燃烧期间上部预燃室温度低于下部燃烧室温度，而在冷却送风期间其温度又与下部燃烧室差不多，温度的变化使预燃室本体的结构受到影响，而在于锥段燃烧室相连接的部分也会因温差的存在而产生热应力。如果在材料的选择上不合理，很可能导致结构的不稳定。对于内混和燃烧模式，在燃烧期间上部的预燃室实际上是一个高速燃烧室，是处在高温与高速气流的冲击之下的，尤其是在与燃烧室连接处的颈部位置，这对耐火材料的品质也提出了新的挑战。总之上述炉型结构都存在着热风炉使用寿命产生影响的结构问题，处理不当后果十分严重。另一个主要问题是，该类炉型结构必须采用旋流流动模式才能保证流场稳定性和燃烧的稳定由此而来的是产生进入蓄热室气流分布与温度分布的极不均匀。这不仅降低了传热效果和血热体的利用率，而且会导致不同位置的蓄热体收到不同温度气流的加热与冷却，从而引起蠕变和热缩的效果不一样，蓄热体的不均匀塌陷就会出现，进而使传热效果变得更差。 
至于以霍戈文型热风炉为代表的燃烧火井（通道）平行与蓄热室的内燃式热风炉，这也是国内广泛使用的炉型，其火井燃烧室的燃烧振荡（脉动）与隔墙温度的周期变化是影响结构不稳定的相互作用的两个重要因素。因而问题时常在燃烧火井与蓄热室之间的隔墙出现，式结构稳定的一大重要隐患。随着霍戈文技术的引进，矩形陶瓷燃烧器的应用一定程度上客服了燃烧振荡的问题，对悬链线拱顶的推广作用和对火井隔墙砌筑上的合理处理，也保证了炉子的安全稳定运行，他们并没有完全采用霍戈文技术，这是这些热风炉仍然存在燃烧振荡问题、火井隔壁在热应力的作用下出现裂缝、导致漏风现象，其结果是燃烧效果差、热风温度低、热效率低，并存在安全隐患。此外，气流流场得分布是不均匀的，结构特征也决定其流场不可能均匀这样的热风炉根本谈不上长期、高效、稳定的运行。在适当的时候进行热风炉的彻底改造是唯一的选择。 
目前，球床热风炉（属顶燃式热风炉一类）因其具有体积小、投资费用省、运行操作方便、换热效果好、热风温度高的特点，在中小高炉炼铁企业中普遍配置球床热风炉作为高风温度的提供者。由于其结构与性能上的不足，广泛存在如燃烧强度低、流动阻力大、球床利用周期短、燃烧器部位结构损坏、热效率提不高等自身无法克服的问题。目前使用组广泛的球床热风炉结构可归纳为两类，大拱顶带周向旋流喷射燃烧器（多为套筒燃烧器）的球床热风炉和带多喷嘴喷射旋流混合（或内混）预燃室的球床热风炉。对于带套筒燃烧器的顶燃式球床热风炉，常常将燃烧器布置在拱顶下部，根据炉子的不同大小可以是一个到数个燃烧器不等。燃烧器气流进入炉膛的方式也有不同，如单个燃烧器时一般是斜上方进入燃烧室，相成一个复杂旋转流动结构；而多燃烧器时往往在同一水平面上布置，互相以相同的水平角度进入，并形成旋转的中心切圆，整个气流是旋转向下的，但燃烧器也可以同时上翘使出口气流形成更均匀一些的如单燃烧器那样的旋转气流结构；这样的气流结构在流动方向上的速度分布是极不均匀的。至于带多喷嘴喷射旋流外混（或内混）预燃室的球床热风炉，预燃室是一个旋流预混室（外混合）或是一个旋流高速燃烧室（内混合）；不论是预混待燃气流还是燃烧后烟气流，进入锥段燃烧室后因旋转而在中心形成回流涡环，使流动方向上的速度分布变得不均匀。 
一般而言，单个套筒燃烧器的燃烧情况是很差的，即使在多烧嘴下情况也不会太大改善。通常煤气与空气进入后不能很好的充分的混合，燃烧过程基本上是半预混半扩散燃烧方式。这势必导致燃烧不完全，燃烧强度低，过量空气系数必须大、燃烧温度上不去。再有预燃室的情况下，煤气与空气是多数目喷嘴的喷射混合、预热燃烧的过程，燃烧方式也因喷嘴组合的不同而逐步向预混燃烧方式过渡。因此，燃烧强度会提高、燃烧温度也会提高，其燃烧过程会明显好于单烧嘴的情况，燃烧后的高温烟气最后进入蓄热体，这里是球床（由耐火球堆积而成球床），由于速度分布在旋流情况下是极不均匀的，而温度分布也会因燃烧状态的不佳而变成不均匀，尤其是在单烧嘴的情况下。固然，类似于多孔介质的球床能够起到调节速度分布的作用，但这种调节是有限的，而且对于温度均匀性的调节是无能为力的。 
同时，燃烧器是安装在拱顶下方（拱脚下的直筒段，或干脆就在拱顶的弯曲部位）是一个容易出现问题的地方。原因在于，燃烧器的温度在燃烧器内是比较低的，而在送风期内受拱顶辐射影响温度是较高的，交变的温度引起燃烧器附近转体受交变应力的作用，极易损坏。实践表明燃烧器的使用寿命一般在4-5年。尤其是在多烧嘴的情况，拱顶就犹如放置在一个不稳定底座上面，其稳定性可想而知。由于进入蓄热体的气流不能做到均流与均温，甚至燃烧过程还会在蓄热体中继续进行，出现蓄热体耐火球局部高温，产生球体局部粘连乃至板结，严重影响蓄热体耐火球寿命，使耐火球的换球周期极大地缩短。鉴于上述分析，顶燃式球床热风炉的结构不会产生良好的流动、燃烧、与传热性能，这样的热风炉其热效率不会高，热风温度不会高（即使风温高也是付出其他代价的结果，如排烟温度高等）。如果在考虑拱顶结构的不稳定性、球床的流动阻力过大而带来的运行费用的增加，以及球床频频更换耐火球，球床热风炉的投资省、床热效果好的优点就不值得一提了。 
针对上述热风炉存在的现状，有必要寻找一种能够实现高强度稳定燃烧并能够均匀的燃烧后气流分布进入蓄热室的燃烧室结构，去解决带预燃室顶燃式热风炉不均匀的气流分布问题；去处理内燃式热风炉气流不稳定、隔墙热应力大、燃烧传热性能差等问题；去取代球床热风炉的燃烧器或彻底进行改造。这里提出豫兴型顶燃式热风炉，它应该是最能有效地解决上述问题的热风炉炉型。豫兴型热风炉的主要技术性能豫兴Ⅰ型顶燃式热风炉的结构特点是：将带有成一定角度上喷的交错布置的煤气与空气喷嘴的环形燃烧器放置在悬链线拱顶燃烧室底部，于是构成了一种称之为热风炉反向喷射燃烧后高温烟气折返的燃烧技术（可简称为反冲燃烧技术）。该型热风炉的主要技术特征是：煤气与助燃气分别从喷嘴喷出后在预混合环道内混合后向上流动，再经回旋烟气流的预热而着火燃烧；燃烧气流（烟气）经拱顶后向下折返，在气流上下运动的过程中形成环状涡旋，造成部分烟气成回旋运动状态，从而起到预热与点燃煤气与助燃空气的混合气流的作用；而中部烟气因受涡旋中低压强的牵引作用，已逐步发散的流态向下流出燃烧室；选取合适的燃烧室高度与蓄热体的均匀气流分布；由于上喷过程中完成与高效率的传热过程在这种热风炉中实现了完美的结合。 
豫兴顶燃式热风炉具体结构包括：悬链线拱顶、陶瓷燃烧器与部分炉墙组成的燃烧室，圆筒形炉墙围城的蓄热室，炉体下部为冷风室，它与蓄热室之间装有炉箅子以支撑蓄热室中放置的蓄热体，并布置冷风进口和烟气出口；炉顶上有热风出口，陶瓷燃烧器的墙体内有环形布置的煤气分配环道和助燃空气分配环道，煤气环道上部和空气分配环道下部分别引出成一定角度向上的数十个的煤气喷管与空气喷管，两种喷管的出口（及喷口）沿陶瓷燃烧器顶部的预混合环道的底部交错均匀布置；在陶瓷燃烧器煤气分配环道和助燃空气分配环道的外墙体上分别有与之成一定角度的煤气入口管和助燃空气入口管。燃烧室（包括炉顶、陶瓷燃烧器以及空气环道和煤气环道）支撑在炉壳结构上，使之与蓄热室大墙间形成各自可以自由移动的结构。 
该型热风炉不同于或优于其他热风炉的显著特点可以归纳如下： 
(a)煤气、空气成一定角度向上喷射，在热风炉内借助于高温烟气的回流对其进行高温预热，经交错喷射使其完全充分混合而燃烧，达到燃烧充分与燃烧温度高的目的； 
(b)煤气、空气成一定角度向上喷射而混合燃烧后，受热风炉拱顶的作用向下折返，形成温度与速度分布都较为均匀的向下热气流，再进入热风炉蓄热体的上部，从而使蓄热体受热均匀，有效增加单位蓄热体的换热能力，明显提高蓄热体的利用率，有利于实现高热风温度和低热风温度变化的工艺要求； 
(c)利用折返气流形成的回流流场与配合恰当的燃烧室结构，可以形成稳定的流场结构，从而使燃烧过程更加稳定，有效避免燃烧振荡问题，增强了燃烧室的热负荷调节能力，能够实现热风炉安全、稳定、高负荷运作； 
(d)由于采用煤气与助燃空气分别交叉成一定角度上喷，煤气射流与空气射流在燃烧室中混合燃烧，有效避免了燃烧过程产生回火的可能性，提高了热风炉操作运行的安全性； 
(e)由于燃烧室可以采用高热负荷运行状态，蓄热体中气体标态流速可以选取较大数值，从而增强蓄热体与气流见的传热强度，进而有效减少单位鼓风量的蓄热体材料的重量，有效地节省了热风炉的初投资； 
(f)采用悬链线拱形结构的拱顶，减小了上部拱顶的曲率半径，具有良好的受力结构与稳定性，能有效增加热风炉使用寿命； 
(g)燃烧器设置在拱顶的基部并与之构成一体形成燃烧室，由于其墙体不论在燃烧周期还是在送风周期均处于相同的热稳定状态，十分有利热风炉稳定长寿命的运行； 
(h)将燃烧室组成设计成由炉壳支撑，有效地将其与蓄热体大墙分离，之间配合迷宫式滑移缝连接，以保证蓄热体大墙在运行过程中温度周期性变化造成的上下移动不受阻碍，有效延长炉体使用寿命； 
(i)煤气与空气分配环道均设置在炉体大墙外，使之不论在燃烧周期还是在送风周期，均能保持在不高的温度状态且变化较小，保证其运行状态良好； 
(j)燃烧器的煤气与空气出口喷嘴部分在受炉膛辐射与气流变化的影响温度变化较大，当采用喷嘴上部设置能自由膨胀的矩形截面的预混合环形通道后，就能有效克服这一问题；该环道还能起到加强气流混合、均匀气流分配的作用，因而使燃烧过程得到进一步改善； 
(k)煤气环道和空气环道的进气采用气流均匀装置，使得各自均匀布置交错排列的几十个出口喷嘴管中能得到平均误差较小±5%速度分布，从而改善周向的气流混合，提高气流分布的均匀性，从而整体高燃烧与传热效率。