CN104132343B - 一种辐射管燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本发明一种辐射管燃烧器，该燃烧器包括壳体、空气通道管体、燃气通道管体、稳焰室、点火枪和固定法兰，设有三次喷口的燃气通道管体，一次燃气喷口上方设置有点火枪，燃气通道上设有三级燃气喷口，一次燃气喷口与辐射管中心线呈夹角，二次燃气喷口由多个喷口组成，三次燃气喷口位于燃气通道顶端。空气通道上设有一次空气喷口和二次空气喷口。部分燃气和部分空气分别通过一次燃气喷口和一次空气喷口进入稳焰室，经点火枪点燃后喷出，遇二次空气和二次燃气进行二级燃烧，剩余燃气通过三次喷口喷出进行三级燃烧。本发明将燃气分三级形成贫燃分级燃烧，二次燃气喷口设有多个细孔，燃气从细孔喷出，降低辐射管内燃烧的最高温度，而且辐射管内烟气与二次空气混合降低氧浓度，实现低氧燃烧，减少NOx等有害气体的排放。

Description

一种辐射管燃烧器
技术领域
本发明属于燃气辐射管加热技术领域，涉及一种适用于保护气氛下进行热处理的燃气辐射管燃烧器。
背景技术
燃气辐射管是金属热处理等需要使用保护气氛的加热设备中比较常用的加热方式，具有一次能源热利用率高、单位表面积热功率大、运行费用低等优点。
对于燃气辐射管加热装置来说，由于燃气燃烧的过程复杂，燃气和空气的混合燃烧很难控制，点火普遍比较困难。同时燃烧剧烈放热，火焰温度较高，使含氮气体在有氧条件下形成会产生污染的NOx，主要形成形式有热力型、快速型以及燃气型等。针对工业常用燃气而言，由于燃烧温度较高，NOx主要以热力型以及部分快速型形式生成。在T>1500℃时热力型NOx的反应速率呈指数增加，快速型NOx则只在碳氢化合物燃气燃烧而燃气过量、燃烧温度较低时才需要重点考虑。因此降低燃气辐射管NOx排放的关键是减少热力型NOx生成。
实现低NOx燃烧主要从高温空气燃烧、烟气再循环、空气分级燃烧、燃气再燃等几个方向着手。其中分级燃烧通过控制燃烧区空气过剩系数偏离化学计量比，实现多级燃烧；燃气再燃技术利用NOx还原反应原理实现燃气分级燃烧，这两种方法是目前应用最为普遍。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是针对现有辐射管燃烧器点火困难、燃烧温度过高、NOx排放量大、壁面温度均匀性差的问题，提出一种点火简单、燃烧温度较低、NOx排放量小、壁面温度均匀性好、结构设计合理且可用于多种辐射管的扩散燃烧式自身预热燃烧器。
本发明的技术方案是：一种辐射管燃烧器，该燃烧器包括壳体、辐射管管体、空气通道管体、燃气通道管体、稳焰室、点火枪和固定法兰（图中未显示），所述固定法兰设置所述壳体前端，所述壳体的后端设有燃气进气口，所述壳体的下端设有空气进气口，所述空气通道管体的一端与所述壳体前端固接，并与所述空气进气口联通，所述空气通道管体的另一端的端部设有二次空气喷口，所述燃气通道管体固接在所述壳体前端的中心位置，所述燃气进气口与所述燃气通道管体联通，所述燃气通道管体包括后部圆筒形管体和前部圆筒形管体，且所述后部圆筒形管体的直径大于前部圆筒形管体，所述后部圆筒形管体与前部圆筒形管体的连接处的渐缩管体上周向设有至少一个一次燃气喷口，所述前部圆筒形管体中间位置周向设置二次燃气喷口，所述前部圆筒形管体的前端设有渐缩型三次燃气喷口，所述点火枪设置在所述一次燃气喷口的上方的所述燃气通道管体上，所述稳焰室一端侧壁上设有一次空气喷口，所述稳焰室的另一端侧壁上设有火焰喷口，所述稳焰室位于所述空气通道管体内的靠近二次空气喷口一端，固接在所述燃气通道管体的管体上，所述火焰喷口与所述二次空气喷口处于同一垂直线上，所述点火枪和一次燃气喷口位于所述稳焰室内，靠近所述一次空气喷口一侧的侧壁，所述二次燃气喷口与三次燃气喷口之间管体上设有套管，所述套管上固结支架。
进一步，所述一次燃气喷口与辐射管管体中心轴线呈一定的夹角α，夹角α的范围为10°~80°。
进一步，所述二次燃气喷口包括多个为旋流喷口或直喷喷口。
进一步，所述一次燃气喷口通入的燃气为燃气总量的10%~40%，所述二次燃气喷口通入的燃气为燃气总量的30%~80%，所述三次燃气喷口通入的剩余燃气。
进一步，所述一次空气喷口通入空气为空气总量的10%~40%，剩余空气则由二次空气喷口喷出。
进一步，所述二次空气喷口为旋流喷口或直喷喷口。
本发明具有以下优点：由于采用上述技术方案，本发明通过一次燃气与一次空气在稳焰室内混合点火保证了火焰稳定性，二次燃气喷口为多个直喷或旋流喷口，燃气以小流量形式从喷口喷出，实现扩散燃烧，避免了一次性燃烧释放大量热量的情况，三次燃气喷口设置在燃气通道的顶端，实现燃气三级燃烧，避免了区域过热的情况，而且辐射管内烟气与二次空气混合降低氧浓度，实现低氧燃烧，降低燃烧的最高温度，减少NOx的生成，在二次燃气喷口和三次燃气喷口之间设置支架支撑燃气通道，防止燃气通道受热弯曲。
本发明燃烧器的结构简单，可适于各种气体燃气，如焦炉煤气、混合煤气、天然气等。可广泛应用于钢铁、耐火材料、水泥、玻璃、陶瓷等行业，尤其适用于通有保护气氛的热处理炉。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为一次燃烧区的局部放大结构示意图；
图3为二次燃气喷口处的局部放大结构示意图；
图4为A-A剖面结构示意图；
图中：
1-燃气进气口；2-壳体；3-辐射管管体；4-空气通道管体；5-燃气通道管体；6-稳焰室；7-二次空气喷口；8-二次燃气喷口；9-支架；10-套管；11-三次燃气喷口；12-火焰喷口；13-一次燃气喷口；14-一次空气喷口；15-点火枪；16-空气入口；51-后部圆筒形管体；52-前部圆筒形管体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
如图1至图4所示，本发明一种辐射管燃烧器，壳体2、空气通道管体4、燃气通道管体5、稳焰室6、点火枪15和固定法兰（图中未显示），所述壳体2的后端设有燃气进气口1，所述壳体2的下端设有空气进气口16，所述空气通道管体4的一端与所述壳体2前端固接，并与所述空气进气口16联通，所述空气通道管体4的另一端的端部设有二次空气喷口7，所述燃气通道管体5固接在所述壳体2前端的中心位置，所述燃气进气口1与所述燃气通道管体5联通，所述燃气通道管体5包括后部圆筒形管体51和前部圆筒形管体52，且所述后部圆筒形管体51的直径大于前部圆筒形管体52，所述后部圆筒形管体5与前部圆筒形管体52的连接处的渐缩管体上周向设有至少一个一次燃气喷口13，所述前部圆筒形管体52中间位置周向设置二次燃气喷口8所述前部圆筒形管体52的前端设有渐缩型三次燃气喷口11，所述点火枪15设置在所述一次燃气喷口13的上方的所述燃气通道管体5上，所述稳焰室6一端侧壁上设有一次空气喷口14，所述稳焰室6的另一端侧壁上设有火焰喷口12，所述稳焰室6位于所述空气通道管体4内的靠近二次空气喷口7一端，固接在所述燃气通道管体5管体上，所述火焰喷口12与所述二次空气喷口7处于同一垂直线上，所述点火枪15和一次燃气喷口13位于所述稳焰室6内，靠近所述一次空气喷口14一侧的侧壁；所述二次燃气喷口8与三次燃气喷口11之间管体上设有套管10，所述套管10上固结支架9。
使用时：将燃烧器通过固定法兰（图中未显示）与辐射管3的一端连接，燃气通道管体5的一端通过支架9和套管10固定在所述辐射管3内部，占燃气总量的10%~40%的燃气通过与辐射管管体3中心轴线呈10°-80°夹角的一次燃气喷口13进入稳焰室6内，占空气总量的10%~40%的空气通过一次空气喷口14进入稳焰室6内，燃气与空气在稳焰室6充分混合后经点火枪15点火生成火焰，，火焰从火焰喷口12喷出，30%~80%的燃气通过二次燃气喷口8以大面积多级小流量喷出，遇剩余的由二次空气喷口7喷出的空气混合，形成混合气体，混合气体被从火焰喷口12喷出火焰点燃，形成扩散燃烧，避免了燃气一次性燃烧释放大量热量，剩余的燃气由三次燃气喷口11喷出，形成三级燃烧，有效的降低燃烧了最高温度，减少NOx的生成。
二次空气喷口7设置为旋流喷口或直喷喷口，使二次空气卷吸烟气参与再次燃烧，降低助燃气体中氧浓度和理论燃烧温度，减少NOx生成量。
三次燃气喷口11设置在燃气通道5顶端，将燃气燃烧区域增大，避免产生局部高温，降低燃烧最高温度。
本发明的原理是：
通过一次燃气喷口13和一次空气喷口14向稳焰室6供入10%~40%的燃气和空气，使用点火枪15点火生成火焰，形成一级燃烧，稳焰室6的空间保证了火苗不被空气管路的大流量气体吹散，使得点火过程变得容易进行。进而在二次燃气喷口8供入30%~80%的燃气和二次空气喷口7供入剩余空气进行二级燃烧，燃气以大面积多级小流量喷出，避免了燃气一次性燃烧释放大量热量。在三次燃气喷口供入剩余的燃气进行三级燃烧，增大燃气的燃烧区域，降低燃烧的最高温度，同时辐射管内烟气与二次空气混合参与燃烧，降低氧浓度，大大减少NOx的生成量。
本装置具有加工简单制造方便、气密性良好、运行稳定及有害气体生成量低等优点。

Claims (6)

1.一种辐射管燃烧器，该燃烧器包括壳体(2)、辐射管管体（3）、空气通道管体（4）、燃气通道管体（5）、稳焰室（6）、点火枪（15）和固定法兰（17），所述壳体(2)的后端设有燃气进气口（1），所述壳体(2)的下端设有空气进气口（16），所述空气通道管体（4）的一端与所述壳体(2)前端固接，并与所述空气进气口（16）联通，所述空气通道管体（4）的另一端的端部设有二次空气喷口（7），所述燃气通道管体（5）固接在所述壳体(2)前端的中心位置，所述燃气进气口（1）与所述燃气通道管体（5）联通，所述燃气通道管体（5）包括后部圆筒形管体（51）和前部圆筒形管体（52），且所述后部圆筒形管体（51）的直径大于前部圆筒形管体（52），所述后部圆筒形管体（5）与前部圆筒形管体（52）的连接处的渐缩管体上周向设有至少一个一次燃气喷口（13），所述前部圆筒形管体（52）中间位置周向设置至少一个二次燃气喷口（8），所述前部圆筒形管体（52）的前端设有渐缩型三次燃气喷口（11），所述点火枪（15）设置在所述一次燃气喷口（13）的上方的所述燃气通道管体（5）上，所述稳焰室（6）一端侧壁上设有一次空气喷口（14），所述稳焰室（6）的另一端侧壁上设有火焰喷口（12），所述稳焰室（6）位于所述空气通道管体（4）内的靠近二次空气喷口（7）一端，固接在所述燃气通道管体（5）的管体上，所述火焰喷口（12）与所述二次空气喷口（7）处于同一垂直线上，所述点火枪（15）和一次燃气喷口（13）位于所述稳焰室（6）内，靠近所述一次空气喷口（14）一侧的侧壁；所述二次燃气喷口（8）与三次燃气喷口（11）之间管体上设有套管（10），所述套管（10）上固结支架（9）。
2.如权利要求1所述的一种辐射管燃烧器，其特征在于：所述一次燃气喷口（13）与辐射管管体（3）中心轴线呈一定的夹角α，夹角α的范围为10°~80°。
3.如权利要求1所述的一种辐射管燃烧器，其特征在于：所述二次燃气喷口（8）为旋流喷口或直喷喷口。
4.如权利要求1所述的一种辐射管燃烧器，其特征在于：所述一次燃气喷口（13）通入的燃气为燃气总量的10%~40%，所述二次燃气喷口（8）通入的燃气为燃气总量的30%~80%，所述三次燃气喷口（11）通入剩余的燃气。
5.如权利要求1所述的一种辐射管燃烧器，其特征在于：所述一次空气喷口（15）通入空气为空气总量的10%~40%，剩余空气则由二次空气喷口（7）喷出。
6.如权利要求1所述的一种辐射管燃烧器，其特征在于：所述二次空气喷口（7）为旋流喷口或直喷喷口。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106838900A (zh) * 2017-02-20 2017-06-13 海湾环境科技（北京）股份有限公司 燃烧器及燃气燃烧方法
CN106949471B (zh) * 2017-04-19 2023-09-01 安德森热能科技（苏州）有限责任公司 一种低排放冷焰多级预混燃烧器
CN109489037A (zh) * 2018-12-04 2019-03-19 济南鲍德炉料有限公司日照市分公司 环形套筒窑节能燃烧方法及燃烧装置
CN110486722B (zh) * 2019-07-31 2021-07-06 南京天华化学工程有限公司 一种低氧低NOx的底部气体燃烧器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101266041A (zh) * 2007-03-16 2008-09-17 中外炉工业株式会社 辐射管烧嘴
CN102966953A (zh) * 2012-11-08 2013-03-13 佛山市科皓燃烧设备制造有限公司 一种适用于超长辐射管的烧嘴

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3059267B2 (ja) * 1991-09-30 2000-07-04 東邦瓦斯株式会社 ラジアントチューブバーナ
JP2004108734A (ja) * 2002-09-20 2004-04-08 Toho Gas Co Ltd バーナ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101266041A (zh) * 2007-03-16 2008-09-17 中外炉工业株式会社 辐射管烧嘴
CN102966953A (zh) * 2012-11-08 2013-03-13 佛山市科皓燃烧设备制造有限公司 一种适用于超长辐射管的烧嘴

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