CN101900324B - 大气式燃气辐射加热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大气式燃气辐射加热装置,它由燃烧器、石英玻璃辐射管和点火器构成,燃烧器包括喷嘴、引射管和燃烧器头部。燃烧器头部由同心的内管和外管构成,内管和外管之间的环带一端封闭,引射管与所述环带连通。内管封闭环带所在端为二次空气入口,内管另一端设有内火盖,外管对应端设有外火盖,内火盖和外火盖之间形成火孔。在内管中设有二次空气调节装置。本发明结构简单,安装方便,制造及维修成本低,燃烧强度高,使用寿命长,燃烧器负荷调节比大,能较大程度的满足不同的加热功率需要,可广泛用于钢铁、石油化工、机械、建材、锅炉和垃圾焚烧等行业工业窑炉上。

Description

大气式燃气辐射加热装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种大气式燃气辐射加热装置,它可广泛用于使用燃气的机械制造、 材料制造等领域的加热工艺及干燥工艺,也可在钢铁及机械行业内需要保护性气氛的工业 炉上使用,属于燃气燃烧与应用工程技术领域。
背景技术
[0002] 燃气辐射管是一种燃烧气体燃料的加热装置。利用燃气辐射管作为加热装置,在 经济上是比较合理,能源利用效率高,且环境污染小。辐射管管体多采用耐热钢离心铸造 管,也有采用轧材和高温陶瓷材料的,而辐射管燃烧器供风方式可分为鼓风式、吸风式、抽 吸式和抽鼓式。随着工业加热要求的不断提高,辐射管在工作过程中,还存在一些问题:
[0003] (1)辐射管的寿命短
[0004] 当炉膛温度比较高时,耐热铸钢已不能满足工艺的要求,需选用其它材质来制 造辐射管。另外,金属辐射管由于管体表面的温度不均勻性,容易变形;且高温火焰以及燃 气-空气混合燃烧的产物长时间对辐射管的冲刷会造成管体腐蚀,这些因素都影响燃气辐 射管的使用寿命及使用效果。
[0005] (2)辐射管内空气/燃气的混合需要电能,且空气/燃气混合比例不易控制
[0006] 常规的辐射管是将燃气/空气通过强制预混的方式在燃烧室内混合燃烧后通过 高温烟气将辐射管加热的,这样会需要专门的空气供给系统且消耗电力,而燃气/空气的 混合比则需要用专门的控制装置进行控制,负荷调节比很小。
[0007] (3)辐射管热效率不高
[0008] 常规的辐射管的黑度较低,为提高效率,经常采用在金属管表面涂刷辐射涂料的 方法来增加辐射管的黑度,设备长时间运行后会出现表面涂料脱落的问题,给生产增加成 本且带来不便。
[0009] (4)污染物排放含量高
[0010] 由于常规辐射管内火焰温度可达到1500°C,这将造成NOx的大量生成,并且CO排 放含量在燃烧控制不当的情况下极易超标。
[0011] (5)安装不方便
[0012] 常规的加热用燃气辐射管,有的为一体式结构,有的为分体式结构。当一体式结构 其中任何设备出现损坏时,不能进行更换维修。对于分体式结构,燃烧器与辐射管的连接复 杂,经常出现燃烧器偏心的问题。因为燃料是在辐射管的限制空间内燃烧,当燃烧器偏心 时,将使周向温度分布不均,使火焰直接冲刷管壁造成局部温度过高,缩短其使用寿命。
发明内容
[0013] 针对现有技术存在的上述不足,本发明的目的在于提供一种结构简单、燃烧强度 高、辐射效率高、使用寿命长、维护费用低、负荷调节比大、污染物排放含量低的工业用大气 式燃气辐射加热装置。[0014] 本发明解决技术问题的技术手段是这样实现的:大气式燃气辐射加热装置,它由 燃烧器、辐射管和点火器三大部分构成,其中燃烧器包括喷嘴、引射管和燃烧器头部,喷嘴 从引射管一端插入,喷嘴外壁与引射管内壁间形成一次空气入口,辐射管与燃烧器头部连 接。本发明的辐射管采用石英玻璃;燃烧器头部由同心的内管和外管构成,内管和外管之间 的环带一端封闭,引射管另一端与所述环带连通。内管封闭环带所在端为二次空气入口,内 管另一端设有内火盖,外管对应端设有外火盖,内火盖和外火盖之间形成火孔;在内管中设 有二次空气调节装置,二次空气调节装置由调节螺柱和锥形调节帽构成,调节帽安装在调 节螺柱一端并位于辐射管内靠近内管端,螺柱另一端与固定在内管二次空气入口处的螺母 连接。
[0015] 所述火孔进口处设有防回火用金属网。
[0016] 在外火盖的凸沿上设有环形槽,辐射管通过环形槽安装在外火盖上实现与燃烧器 头部的连接。
[0017] 在辐射管尾端设有加强烟气扰动的具有螺旋结构的插入物。
[0018] 在喷嘴上位于引射管外套设有一次空气调风板,一次空气调风板上设有滑块,喷 嘴外壁上设有轴向的滑槽,滑块位于滑槽内并可带动一次空气调风板沿滑槽滑动。
[0019] 所述点火器包括点火针、火焰探针和点火总成,点火针和火焰探针分别与点火总 成连接,在内火盖上设有两个孔,点火针和火焰探针分别放入其中一个孔中。
[0020] 相比现有技术,本发明具有如下有益效果:
[0021] 1.采用石英玻璃管作为辐射管,黑度高,辐射能力强;
[0022] 2.在燃烧器内加入二次空气调节装置,加强二次空气与燃气的混合程度,降低了 过剩空气系数,CO排放含量低的同时,提高了燃料利用率;
[0023] 3.火盖下方布置多孔金属网,在小负荷下有效防止回火,燃烧火焰稳定,可明显提 高燃烧器的负荷调节比;
[0024] 4.辐射管尾部加入螺旋结构插入物,可进一步提高辐射管热效率,并且减轻了 NOx 等有害产物的排放;
[0025] 5.燃烧器与辐射管连接简单,不会出现燃烧器偏心的问题,周向温度分布均勻,有 利于提高产品使用寿命。
[0026] 总之,本发明结构简单,安装方便,制造及维修成本低,燃烧强度高,使用寿命长, 燃烧器负荷调节比大,能较大程度的满足不同的加热功率需要,可广泛用于钢铁、石油化 工、机械、建材、锅炉和垃圾焚烧等行业工业窑炉上。加热炉或工业加热装置采用本发明,将 大大降低运行成本,节能环保。
附图说明 [0027] 图1- 本发明结构示意图。[0028] 图2- 辐射管尾端及插入物剖面图。[0029] 图3- 燃烧器引射管及底座俯视图。[0030] 图4- 燃烧器内火盖俯视图。[0031] 图5- 图4的A-A、B-B剖面图。(A-A、B-B剖面图[0032] 图6- 燃烧器外火盖剖面图。[0033] 图7- 二次空气调节装置剖面图。
[0034] 其中,1-内火盖;2-外火盖;3-火孔;4-点火针;5-火焰探针;6_燃烧器头部;7-二次空气入口 ;8-二次空气调节装置;9-引射管;10-—次空气入口 ;11-一次空气调风 板;12-喷嘴;13-辐射管;14-环形槽;15-底座;16-螺孔;17-螺母;18-金属网;19-点火 总成;20-插入物;21-内管;22-外管;23-调节螺柱;24-调节帽;25-孔。
具体实施方式
[0035] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0036] 参见图1,从图上可以看出,本发明大气式燃气辐射加热装置,它由燃烧器、辐射管 13和点火器三大部分构成,其中燃烧器主要由喷嘴12、引射管9和燃烧器头部6构成。喷 嘴12从引射管9 一端插入,喷嘴12外壁与引射管9内壁间形成一次空气入口 10。辐射管 13下端与燃烧器头部6连接,上端用管卡固定于炉壁上。本发明燃烧器头部6由同心且等 高的内管21和外管22构成,内管21和外管22之间的环带一端封闭,引射管9另一端螺纹 连接在外管22上且与所述环带连通。内管21封闭环带所在端(图1下端)为二次空气入口 7,内管21另一端设有内火盖1,外管22对应端设有外火盖2,内火盖1和外火盖2之间形 成火孔3。在内管21中设有二次空气调节装置8,二次空气调节装置8由调节螺柱23和锥 形调节帽M构成,见图7,调节帽M安装在调节螺柱23 —端并位于辐射管13内靠近内管 端,螺柱23另一端与固定在内管二次空气入口处的螺母17连接。锥形调节帽M的锥度约 为40度,直径为辐射管直径的1/2左右,调节螺柱23上自下至上有一定长度螺纹,且长度 不小于该装置总高度的1/2。
[0037] 针对燃烧器低负荷下极易出现回火、燃烧状况不稳定的现象,本发明在火孔3进 口处设有防回火用多孔金属网18,增大了燃烧器的负荷调节比。
[0038] 在外火盖2的凸沿上设有环形槽14,辐射管13通过环形槽14安装在外火盖2上, 见图1和图6。本发明安装方便,使用时直接将辐射管13套装在外火盖上的环形槽14内即 实现与燃烧器头部的连接,不会出现燃烧器偏心的问题。辐射管与燃烧器采用分体设计,当 任一设备运行出现故障,不必对其整体进行更换,减少了维修成本。
[0039] 在辐射管13尾端设有具有螺旋结构的插入物20,见图2,加强了烟气扰动,强化烟 气与辐射管表面的对流换热系数,较好的控制了空气消耗系数,提高辐射管效率。于此同 时,对抑制NOx的生成有很好的效果。当采用的插入物材料黑度越高,对提高热效率的效果 会更加明显。
[0040] 在喷嘴12上位于引射管外套设有一次空气调风板11,一次空气调风板上设有滑 块,喷嘴外壁上设有轴向的滑槽,滑块位于滑槽内并可带动一次空气调风板沿滑槽滑动,见 图1。
[0041] 所述点火器包括点火针4、火焰探针5和点火总成19,点火针4和火焰探针5分别 与点火总成19连接,点火总成完成点火和熄火保护功能。当燃气进气阀门开启,点火针自 动点火,火焰偶然熄灭,进气阀关闭,保证了生产的安全性。见图4和图5,在内火盖1上设 有两个相邻的孔25,点火针4和火焰探针5分别放入其中一个孔25中。
[0042] 本发明的辐射管13材质为石英玻璃,其具有一系列优良的物理、化学性能:耐高 温,可在1100°c下长时间使用,短时间最高使用温度可达1450°c;耐腐蚀、热稳定性好,热膨胀系数极小,能承受剧烈的温度变化;黑度高达0. 90以上,同样温度下比其他辐射材料的 黑度高,克服了涂刷辐射材料容易脱落的问题。石英辐射管使用寿命长,将大大降低生产及 运行成本。
[0043] 图3所述的燃烧器的底座15上开有螺孔16,便于与其他装置连接。
[0044] 本发明在受限的燃烧空间中采用了大气式燃气燃烧方式,并在燃烧器上加入二次 空气调节装置,改变了进入燃烧室的二次空气的流向,优化辐射管内燃气空气的混合,有效 改善燃烧工况。热负荷增大时,将该装置向上调高,反之将其调低,并且可根据具体的辐射 管表面温度均勻性需要,调整该装置的高度,使辐射管内燃料气体与空气混合强度适当,以 获得合适长度的火焰。二次空气调节装置的设置,可使燃烧器在更大负荷范围内运行。整 个燃烧调节过程中,空气消耗系数较小且相对稳定,火焰稳定性良好,并且在频繁开关时, 不会产生回火或严重积炭的情况。
[0045] 本发明工作过程:
[0046] 燃气以一定压力自燃气管进入喷嘴12,高速喷射进入引射管9,同时靠本身的能 量通过一次空气入口 10获取燃气燃烧所需的一次空气,形成燃气/空气混合物。在一次空 气入口 10外面安装有一次空气调风板11,通过其前后移动来改变一次空气吸入量。燃气/ 空气混合物在引射管9内扩压,进入燃烧器头部6,穿过一层多孔金属网18从火孔3喷出, 在点火针4的点燃下开始部分预混燃烧。由于燃烧室内的负压对二次空气具有抽吸力,使 大气从燃烧器头部6中心的二次空气入口 7进入,并在二次空气调节装置8的调节下,与剩 余的燃空混合物进行二次燃烧,此时燃烧产生的高温烟气流经石英玻璃辐射管13,并以辐 射和对流的方式将热量传递给辐射管,在辐射管尾端被螺旋式插入物20扰动。烟气在加热 插入物的同时,增强了与管壁的对流换热,进而通过辐射管的外壁对炉内物料进行辐射加 热。
[0047] 本发明中大气式燃烧器是在辐射管内燃烧,通过受热的辐射管表面以辐射为主将 热量传给加热工件或物体,燃烧产物不直接与被加热物体接触,不会造成燃烧气氛污染或 影响产品质量。炉内气氛及加热温度便于控制和调节,特别是用于产品质量要求高的加热处理。
[0048] 本发明不局限以上的实施方式,辐射管的形状和结构形式可是为:直通型、套管 型、U型、W型、P型、0型、三叉型等。辐射管尾端的插入物,其形状、材质及长度等根据具体 情况实施。

Claims (6)

1.大气式燃气辐射加热装置,它由燃烧器、辐射管(13)和点火器三大部分构成,其中 燃烧器包括喷嘴(12)、引射管(9)和燃烧器头部(6),喷嘴(12)从引射管(9)一端插入,喷嘴 (12)外壁与引射管(9)内壁间形成一次空气入口(10),辐射管(13)与燃烧器头部(6)连接, 其特征在于:所述辐射管(13)为石英玻璃辐射管;燃烧器头部(6)由同心的内管(21)和外 管(22)构成,内管和外管之间的环带一端封闭,引射管另一端与所述环带连通;内管(21) 封闭环带所在端为二次空气入口(7),内管(21)另一端设有内火盖(1),外管(22)对应端设 有外火盖(2),内火盖(1)和外火盖(2)之间形成火孔(3);在内管(21)中设有二次空气调 节装置(8),二次空气调节装置(8)由调节螺柱(23)和锥形调节帽(24)构成,调节帽(24) 安装在调节螺柱(23)—端并位于辐射管(13)内靠近内管端,调节螺柱(23)另一端与固定 在内管二次空气入口处的螺母(17)连接。
2.根据权利要求1所述的大气式燃气辐射加热装置,其特征在于:所述火孔(3)进口处 设有防回火用金属网(18)。
3.根据权利要求1所述的大气式燃气辐射加热装置,其特征在于:在外火盖(2)的凸沿 上设有环形槽(14),辐射管(13)通过环形槽(14)安装在外火盖(2)上实现与燃烧器头部的 连接。
4.根据权利要求1所述的大气式燃气辐射加热装置,其特征在于:在辐射管(13)尾端 设有加强烟气扰动的具有螺旋结构的插入物(20 )。
5.根据权利要求1所述的大气式燃气辐射加热装置,其特征在于:在喷嘴(12)上位于 引射管(9)外套设有一次空气调风板(11),一次空气调风板上设有滑块,喷嘴外壁上设有 轴向的滑槽,滑块位于滑槽内并可带动一次空气调风板沿滑槽滑动。
6.根据权利要求1所述的大气式燃气辐射加热装置,其特征在于:所述点火器包括点 火针(4)、火焰探针(5)和点火总成(19),点火针(4)和火焰探针(5)分别与点火总成(19) 连接,在内火盖(1)上设有两个孔(25),点火针(4)和火焰探针(5)分别放入其中一个孔 (25)中。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103037551A (zh) * 2011-10-10 2013-04-10 上海汇森益发工业炉有限公司 一种非金属辐射管
CN105276584A (zh) * 2014-06-09 2016-01-27 上海蓝炽热能科技有限公司 逆向燃气辐射装置及逆向燃气辐射方法
CN105299645B (zh) * 2014-06-09 2018-08-14 上海蓝炽热能科技有限公司 使用逆向红外线辐射发生器对物料辐射加热干燥的方法
ITUB20152343A1 (it) * 2015-07-21 2017-01-21 Polidoro Spa Caldaia a gas ad elevato rapporto di modulazione
EP3775693A4 (en) * 2018-03-27 2021-12-22 SCP Holdings, an Assumed Business Name of Nitride Igniters, LLC. HOT SURFACE IGNITION DEVICES FOR COOKING PLATES
CN111550785B (zh) * 2020-05-12 2022-02-08 宁波方太厨具有限公司 燃烧器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2124404U (zh) * 1991-10-26 1992-12-09 广州市伟业五金厂 燃气红外线灶炉头

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6255048B2 (zh) * 1979-12-14 1987-11-18 Kawasaki Steel Co
JPH09119615A (ja) * 1995-10-25 1997-05-06 Daido Steel Co Ltd ラジアントチューブ用2次空気ノズル

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2124404U (zh) * 1991-10-26 1992-12-09 广州市伟业五金厂 燃气红外线灶炉头

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP昭56-85618A 1981.07.11
JP特开平9-119615A 1997.05.06
徐斌.燃气辐射管的改进.《煤气与热力》.1988,(第6期),46-51. *
戎宗义.第I章 辐射管炉的一般概念.《工业炉》.1986,(第1期), *

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