帶預(yù)燃室的頂燃式熱風爐在國內(nèi)使用很普遍，其預(yù)燃室就是一個圓筒形內(nèi)壁面上環(huán)形多層布置氣流噴嘴的燃燒器，通常噴嘴與圓筒徑向有一定旋切角度。按噴嘴的不同布置可分為：上面兩層煤氣噴嘴與下面兩層空氣噴嘴組成的分層噴射混合的燃燒器，煤氣噴嘴與空氣噴嘴交錯排列快速均混燃燒器，以及煤氣與空氣噴管內(nèi)部分預(yù)混后經(jīng)環(huán)狀布置噴射的半預(yù)混燃燒器。這樣三種不同射流的混合方式就分別對應(yīng)著分層混合的長焰燃燒、外混合的短焰燃燒、以及部分內(nèi)混合的短焰燃燒。無論上述何種混合燃燒方式，只要有切向速度存在，其燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣在錐段燃燒室中都會形成向下的旋流流動，旋轉(zhuǎn)氣流在離心力作用下 ，沿壁面區(qū)域流速高而中心區(qū)域流速低，由此導(dǎo)致氣流的邊沿部位壓力高而中心部位壓力低。隨著切向速度的增加旋流強度的增高，在高低差壓大到一定程度時就會在氣流的中心形成回流流動，產(chǎn)生對稱的旋轉(zhuǎn)著的軸對稱渦旋（渦圈）。由于回流渦旋的存在而使得燃燒室中截面上的速度分布極不均勻，因而煙氣流進入蓄熱體時的速度分布也是不均勻的。這也就導(dǎo)致了氣流與蓄熱體間的傳熱效果各處是不一致的，從而降低蓄熱體的利用率。此外，由于旋流作用下四周壁面區(qū)域的高流速，以及分層混合的燃燒過程在燃燒室近壁區(qū)火焰鋒面隨負荷而上下變化。這就使得該類型熱風爐的錐段拱頂（燃燒室）內(nèi)襯溫度處在熱風爐燃燒溫度的最高溫環(huán)境的不斷變化之中，在實現(xiàn)熱風溫度1250℃以上的條件下，拱頂拐點以下內(nèi)襯壁面溫度應(yīng)在1400～1550℃之間，其熱應(yīng)力作用的不穩(wěn)定與不均勻都會直接影響到拱頂?shù)姆�(wěn)定性和熱風爐的整體使用壽命，目前，該種熱風爐的拱頂出現(xiàn)塌陷的現(xiàn)象已經(jīng)足以說明了該種結(jié)構(gòu)的問題所在。