CN104949121A - 少无氧化蓄热式燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的少无氧化蓄热式燃烧器,包括燃烧器箱体,在所述箱体一端设置空烟气接口(9),另一端设置焰气喷口(25),以及在所述箱体内部设置蓄热体,其特征在于在所述燃烧器箱体内部、靠近所述焰气喷口(25)处设置燃烧室(1),所述燃烧室(1)与所述焰气喷口(25)相连通,补燃空气、主燃气与主空气接入到所述燃烧室(1)内形成混合,并且所述燃烧器箱体外壳采用多层结构,利用主燃气或补燃空气在外壳空腔(10)内进行热交换,同时设置混合腔体(11),使补燃空气和主燃气在混合腔体(11)内完成一次混合。本燃烧器能够实现对外壳散热的回收利用,并且通过预混与内燃结构,提高火焰喷出速度,增加炉内气氛的扰动,提高了炉温均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及金属板带连续热处理炉,尤其涉及一种明火加热的、且成对布置安装的能制造无氧化气氛的蓄热式燃烧器。
背景技术
目前,国内外开发的以气体燃料为主的蓄热式燃烧器形式多样,其工作特点和原理相似,蓄热式烧嘴燃烧器要成对或成组安装在炉体两侧,一侧的烧嘴燃烧器燃烧、另一侧的烧嘴燃烧器排烟。工作时燃料、空气和烟气经一定时间后同时进行换向,将原来一侧燃烧的烧嘴换向成排烟、另一侧排烟的烧嘴换向成燃烧。通过不断循环该过程,使排出烟气中的热量被烧嘴内设置的蓄热体吸收,而后经换向再传导给空气,如现有技术中CN1240985C,就公开了这样一种无氧化加热炉。燃料一般有独立的喷枪或通道供给,空气有鼓风机供给,空气和烟气在蓄热室内进行热量交换,然后低温烟气有引风机抽出。被蓄热体加热的高温空气在蓄热室通道喷出,燃气由喷枪或通道喷出,高温空气和燃气在热处理炉内相交混合进行扩散燃烧。通过这种燃烧方法,可以将烟气中的大部分热量重新利用,有利于节约燃料。
然而,现有技术中的蓄热式燃烧器是把空气、燃气直接输送到炉体内进行混合扩散燃烧,没有之前的预混程序,并且,由于空气与燃气在炉膛内这样开放的空间里,很难做到充分混合后再燃烧,基本处于边混合扩散,边燃烧的状态,因此,在燃气燃烧过程中,会有少量的含氧空气与炉膛内的金属工件直接接触,破坏整个炉膛内的无氧化气氛,造成了金属工件在炉内的氧化烧损。如现有技术CN201538799U,就采用了空气与燃气经过蓄热体加热后被直接输送到炉膛内部进行混合燃烧的结构。
另外,现有技术中,这种在炉膛内燃气与空气边混合边燃烧的蓄热式燃烧器,高温空气和燃料的喷口速度只能设计在较低范围,导致炉膛内气流循环扰动能力低,不易提高炉内对流比,更加严重阻碍了空气与燃气的混合,从而影响炉温均匀性。如果喷口速度设计高了,就会造成燃烧器喷口处着火困难,严重时还会有脱火现象发生,也不利于炉温均匀性。
并且,目前使用蓄热式燃烧器的工业炉窑上,高温段蓄热室内温度一般≥1000℃,现有蓄热式燃烧器采用耐火材料隔热套来减少外壳散热,用增加外壳厚度的方法来降低燃烧器表面散热,以减少相应的热损失,这样使燃烧器外形体积大,原材料消耗多,还会影响炉体安装空间,产生不必要的浪费。
发明内容
为克服上述现有技术中存在的燃气与空气被直接输送到炉膛内进行混合燃烧,出现的部分含氧空气与炉内金属件直接接触,造成金属工件在炉内被氧化,且现有蓄热式燃烧器气流喷出速度低,不易形成炉内气流循环,造成炉温均匀性差,并且,为了降低蓄热式燃烧器外表面散热,其外形体积庞大,造成生产原材料的过多消耗,影响炉体安装空间等问题,本发明提供了一种少无氧化蓄热式燃烧器,包括燃烧器箱体,在所述箱体一端设置空烟气接口(9),另一端设置焰气喷口(25),以及在所述箱体内部设置蓄热体,其特征在于在所述燃烧器箱体内部、靠近所述焰气喷口(25)处设置燃烧室(1),所述燃烧室(1)与所述焰气喷口(25)相连通,补燃空气、主燃气与主空气接入到所述燃烧室(1)内形成混合。
本发明在蓄热式燃烧器内部、处于燃烧器端部位置的焰气喷口处设置了一个相对密闭的空腔——燃烧室,使通过高温蓄热体的主空气、补燃空气与主燃气在该燃烧室内充分混合,由于该燃烧室设置于燃烧器内部,处于相对密闭的空间中,有利于主空气与燃气的充分混合,且避免了含氧空气与炉膛内金属工件的接触,有效防止了含氧空气对高温金属工件的氧化。并且主空气与燃气在相对密闭的燃烧室中充分混合,经点火燃烧后,其火焰与无氧化气氛可直接从焰气喷口处喷出,也正是由于空气与主燃气的充分混合,可以进一步提高喷口的喷射速度,以及通过对焰气喷口的进一步设置,可以精准控制火焰的喷出形状与位置,使喷出火焰能够完全包裹待加热工件,提高其能源利用率。
并且,所述燃烧器箱体外壳采用双层结构或多层结构,设置有内隔热层(4)与外隔热层(5),两隔热层之间形成空腔(10),外隔热层(4)上设置外隔热层入口,内隔热层(5)上设置内隔热层出口。
优选地,在所述内、外隔热层之间的空腔(10)内设置循环导流件(13),能够导引气流流经整个燃烧器箱体外表面。
优选地,所述燃烧器箱体分为上箱体(7)与下箱体(6),两箱体之间形成连接,所述内隔热层(4)与外隔热层(5)的双层外壳结构只设置在所述下箱体(6)上。
本发明提供的燃烧器箱体的外壳采用双层结构,通过在外隔热层上设置的入口,以及在内隔热层上设置的出口,导入空气或其它冷介质在内、外隔热层之间的空腔内流动,通过在该空腔内设置的导流件,可使空气等冷却介质流经整个燃烧器箱体的外表面,一方面通过与冷却介质的换热,可以有效降低在工作时,其箱体外表面温度,能够在减小燃烧器外形体积的同时还使燃烧器箱体外表面散热减少,提高现场操作环境,另一方面,空气等冷却介质在箱体外壳上设置的空腔内吸收大量热能后可以在后续的步骤中加以利用,减少了热能的浪费。当然,为了热能利用率的进一步提高,可将燃烧器箱体外壳设置为多层,形成多层空腔,各空腔之间相互连通,同样通过导流件的设置,使空气或冷却介质流经整个箱体外表面,从而进一步增加了冷却介质在箱体外壳内的流动时间,进一步减低了箱体外表面的热损失。
同时,为了减少蓄热式燃烧器的制造成本与制造难度,把整个燃烧器箱体分为上、下两个部分,由于高温烟气首先经过下箱体内的蓄热体进行放热,之后才进入到上箱体中的蓄热体,最后从空烟气接口中排出,因此下箱体中蓄热体的温度比上箱体高,所以下箱体外壳的散热同样比上箱体多,考虑到箱体双层外壳结构的制造成本,以及管路的布置成本,可只在下箱体上设置双层外壳的结构。
本发明提供的蓄热式燃烧器,在燃烧器箱体内部设置混合腔体(11),补燃空气与主燃气接入到所述混合腔体(11)内进行预先混合。
优选地,设置若干混合喷管(3),所述混合喷管(3)一端设置在所述混合腔体(11)内部,另一端直接连接到所述燃烧室(1)内,并且,所述混合喷管(3)的若干混合气喷口(2)在所述燃烧室(1)内呈环状、均匀布置。
在燃烧器箱体内部同样设置了一混合腔体,通过管路输送,使主燃气与补燃空气在该混合腔体内首先进行预先混合,混合后的主燃气能得到一定的含氧量并使体积扩大,特别是对空燃比大、热值高的液化气和天然气在与空气相遇时提高了混合效果,在低空气过剩系数下能明显改善其燃烧性能,为后续该混合气体在燃烧室内与主空气进行进一步的充分均匀混合奠定了良好的基础,并且,通过在该混合腔体内设置的若干根混合喷管把预先混合后的主燃气与补燃空气的混合气直接输送燃烧室内,并且,通过混合喷管的喷口在燃烧室内环状、均匀的布置,可以使混合气成螺旋状的被输送到燃烧室内,加快了燃烧室内的气流螺旋扰动作用,进一步提高了燃烧室内各种气体的充分混合的进程,为设置高速的焰气喷口速度,而不出现断火现象,奠定了坚实的基础。
本发明提供的蓄热式燃烧器,补燃空气进口(17)与外隔热层入口相连接,内隔热层出口与所述混合腔体(11)相连接,主燃气进口(18)直接与所述混合腔体(11)相连接。
或,主燃气进口(18)与外隔热层入口相连接,内隔热层出口与所述混合腔体(11)相连接,补燃空气进口(17)直接与所述混合腔体(11)相连接。
通过燃烧器箱体外隔热层入口导入补燃空气,使补燃空气在双层壳体空腔内流经整个外壳表面,之后通过内隔热层出口将换热后的补燃空气导入至混合腔体内,同时通过主燃气进口将主燃气直接导入至混合腔体内,与被加热后的补燃空气在混合腔体内预先混合。这样的管路布置方式,不仅利用了燃烧器箱体外表面散发的热量重新参与到下一次的燃烧过程中,而且使补燃空气与主燃气预先得到了混合,为下一步三种气体在燃烧室内的充分混合起到了十分积极的作用。
同样,可以根据实际生产的需要,使主燃气在双层壳体空腔内进行换热,之后与补燃空气在混合空腔内进行混合。
优选地,所述混合腔体(11)为“口”字型的管路状设置。
为了降低燃烧器的制造成本,以及方便主燃气管路、补燃空气管路等管路与混合腔体的连接,同时,为了提高燃气与补燃空气在混合腔体内的混合效果,将混合腔体设置成“口”字型的管路状,各管路状空腔之间首尾相连通,形成混合腔体。
优选地,焰气喷口(25)可以设置为圆形、椭圆形、矩形以及多孔形。
通过对焰气喷口形状的设定,可以根据需要,改变火焰喷出的形状,使火焰能够更好的包裹住金属工件,对其进行加热,减少热能的直接浪费。
同样,在所述燃烧器箱体上设置火焰检测器组件(20)、点火枪组件(21)。
火焰监测器组件:有火监冷却接口和选配的火焰监测器组成,主要监测点火枪及燃烧室内主火的着火状态,输出着火或熄火信号,可以同系统进行连锁控制,保证燃烧安全。
点火枪组件:点火枪燃烧能力一般≤单个蓄热燃烧燃烧器总能力的5%。点火枪通过独立管路引入的燃料和助燃空气,在系统控制下可以被点燃。点火枪在使用工况下不管蓄热燃烧器是在燃烧或排烟,点火枪始终能保持稳定燃烧。
本专利提供的上述少无氧化蓄热式燃烧器可以成对或成组的设置在各种热处理炉上。由于本专利提供的燃烧器采用燃烧室内置、以及混合腔体的独特结构,可以提高燃烧器焰气喷口速度的设置,该燃烧器成对或成组的安装在热处理炉上,可以明显增加炉内无氧化气氛的绕动性,提高整个炉体内温度的均匀性。
附图说明
图1为本发明提供的少无氧化蓄热式燃烧器的结构示意图。
图2为图1的A-A向剖面图。
图3为图1的B向视图。
图4为图1中C部分的局部放大图。
图5为本少无氧化蓄热式燃烧器安装在炉体上的工作原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合具体实施例和相应附图,对本发明的实施方式进行详尽,具体的说明。在此声明,本发明的示意性实施例和说明,仅作为对于本发明的解释,不作为对于本发明的限定。
本发明提供的少无氧化蓄热式燃烧器适合气体燃料使用,特别是液化气、天然气等高热值的气体燃料,主要用于加热工件要求少无氧化的镀锌炉、热处理炉、轧钢加热炉、锻造炉及其它工业炉窑上。
结合图1、图2、图3和图4所示,本少无氧化蓄热式燃烧器主要由下箱体6、上箱体7通过连接件连接而成,并且在下箱体6与上箱体7连接后形成内部填装蓄热体的蓄热通道8,在上箱体7的顶部位置设置空烟气接口9,在下箱体6的端部位置设置焰气喷口25,并且在下箱体6的内部设置一空腔——燃烧室1,该燃烧室1设置于焰气喷口25附近,并与焰气喷口25相连通。
下箱体6的外壳设置有内隔热层4和外隔热层5组成的隔热外壳,内、外隔热层之间形成空腔10,补燃空气进口17与外隔热层5入口处相连,用于将补燃空气导入至空腔10内,并且通过在空腔10内设置的循环导流件13,可以使补燃空气的气流沿引导路线流经整个下箱体6的壳体外表面,由于内隔热层4的出口与下箱体6内部设置的混合腔体11相连接,因此,补燃空气经过与壳体外表面换热后直接流动到混合腔体11内,同时,设置主燃气进口18直接与混合腔体11相连接,通过各自的管路输送,补燃空气与主燃气在混合腔体11内混合成一次混合气,由图1和图2可以看出,混合腔体11是由四根管路状空腔首尾相连而成“口”字型设置。并且若干根混合喷管3均匀布置在混合腔体11上,一次混合气通过混合喷管3延伸至一次混合气喷口2处(喷口2设置在燃烧室1内,直接与燃烧室1相连通,混合喷管3缩在耐火浇注层内,混合气喷口2采用浇注成形),并且混合气喷口2成环状均匀布置在燃烧室1内。主空气同时从空烟气接口9处进入到燃烧器箱体内,经过蓄热通道8内的高温蓄热体,最终与混合腔体11内预先混合的补燃空气与主燃气在燃烧室1内完成混合,由于混合喷管喷口2的环状设置,可使进入到燃烧室1内的一次混合气形成螺旋状气流,加大燃烧室1内的气流扰动性,使主空气、助燃空气与主燃气在燃烧室1内得到了充分的混合。
下箱体6上设有点火孔15和监测孔16导入的钢管,两钢管密封焊接于内、外隔热层上,钢管外部便于安装火焰监测器组件20和点火枪组件21。在下箱体6的钢结构内部用隔热及耐火材料19浇注成型,形成焰气喷口25、燃烧室1、蓄热通道8(内装有蓄热体)、点火孔15、监测孔16和安装压盖12等的孔洞。在箱体外壳上设有安装板14,用于将该蓄热式燃烧器安装在所需要的炉体上。
上箱体组件7外部焊接成钢壳结构,在钢结构的内部同样用隔热及耐火材料19浇注成型,形成蓄热通道8(内装蓄热体)。上、下箱体内的蓄热通道8(内装蓄热体)相互连通。
空烟气接口9与换向阀相连,且空烟气接口9与压盖12分别是安装和更换蓄热体的开孔。
本专利采用上述结构后的蓄热式燃烧器,由于补燃空气在内、外隔热层之间形成的空腔10内沿循环导流件13流动,气流与下箱体6的钢壳外表面形成热交换,一方面降低了燃烧器表面温度,在减小燃烧器外形体积的同时还使外部散热减少,提高了现场操作环境,另一方面,利用燃烧器表面散热,提高了补燃空气自身温度,用于后续的燃烧进程,降低了热能的浪费,提高了能源的利用率。
补燃空气与主燃气在混合腔体11内混合后,主燃气得到一定的含氧量并使体积扩大,特别是对空燃比大、热值高的液化气和天然气在与空气相遇时提高了混合效果,在低空气过剩系数下能明显改善燃烧性能。用环状布置的混合喷管3替代了目前蓄热燃烧器意义上的燃料喷枪或通道,使喷入到燃烧室1内的混合气体成螺旋状流动,提高了整个燃烧室1内的气流扰动性,使燃烧室1内的三种气体得到了充分均匀的混合。并且混合喷管3完全被浇注料覆盖,混合喷管3内部不管是在燃烧还是在排烟,始终有补燃空气的冷却作用,不易损坏,使用寿命得到保证。从混合气喷口2出来的一次混合气与主空气在燃烧室1内充分混合后被点燃,燃烧后温度升高,焰气体积流量增加,在焰气喷口25处可以获得中速乃至高速的火焰气流,并能进一步扰动炉内气流,提高炉温均匀性。虽然从蓄热通道8出来的主空气温度高,但在燃烧室1内空气过剩系数α<1的情况下,主燃气不能完全燃烧,因此,可控制住燃烧室1内温度不超过临界值,可大幅降低NOx的生成和排放,同时,焰气喷口25喷出的高温焰气具有了少无氧化的还原性气氛,能满足加热表面要求质量高的镀锌炉、热处理炉和锻造炉等的场合使用,具有系统简单、结构紧凑、安装灵活、操作方便等优点。
下面结合图5对本发明提供的少无氧化蓄热式燃烧器安装在炉体上的具体工作原理作详细阐述。
本专利少无氧化蓄热式燃烧器需要成对或成组通过安装板14固定于炉体33结构上。空气由鼓风机32加压供给,经换向阀26流向需要燃烧的一个或一组燃烧器处,有主空气阀门27控制流量,与空烟气接口9相连接。同时,鼓风机32出来的空气还分配到火监冷却空气、补燃空气和点火枪空气,这些空气分别与火监冷却接口24、补燃空气进口17、点火枪空气接口23相连接。燃料气通过燃料气站34有合适的压力供给,通过点火枪燃料气阀29与点火枪燃料气接口22相连,燃料气也通过主燃料气阀30与主燃气进口18相连。点火枪空气与燃料气在枪内混合后被系统点燃,燃烧一侧的主空气和主燃气进入燃烧室1内燃烧后体积增加,从焰气喷口25喷出的高温焰气进入炉内加热工件后,再被引风机31产生的合适负压经另一侧的焰气喷口25抽入到该侧燃烧室1内,与补入的补燃空气进行二次混合,在点火枪火焰的作用下再次燃烧,这样就将吸入焰气中的燃气,在过剩情况下的可燃物完全燃烧,形成的烟气热量被该侧蓄热通道8(内含蓄热体)吸收,最后排出的烟气温度≤200℃。一定时间后进行换向,使本来燃烧的一侧换向成排烟,排烟的一侧换向成燃烧,使原来排烟侧蓄热体内的热量被低温主空气吸收后变成高温主空气再参与助燃,在节约燃料的同时实现了少无氧化加热的目的。
本专利安装在炉体33上具体是这样来工作的,首先引风机31和鼓风机32工作,主空气通过换向阀26,在主空气阀门27按燃料气量的多少调节到合适的流量(一般主空气流量为单个燃烧器总空气需要量的60%~95%之间,即空气过剩系数α在0.6~0.95之间),而后主空气流向空烟气接口9,在经过蓄热通道8(内装蓄热体,不同温度段材质不同,不同结构段形状不同),自上而下流动过程中吸收了上一周期烟气传给蓄热体的热量,主空气变成了高温主空气在燃烧室1内与从混合气喷口2喷出来的补燃空气与主燃气的混合气相遇混合,然后被点火枪火焰点燃。
另外,从火监冷却接口24处进入的空气由阀组28控制流量直接进入燃烧室1内参与燃烧。从点火枪空气接口23处进入的点火枪空气,由阀组28控制流量后与进入点火枪。点火枪燃料气通过阀29调节流量,从点火枪燃料气接口22处进入点火枪,与进入的点火枪空气混合参与点火枪本身的燃烧,使得两侧的燃烧室1内始终有稳定燃烧的明火存在,火焰监测器组件20能监测燃烧室1内的着火状态。
补燃空气从进口17处进入,补燃空气由阀组28控制流量,而后在内、外隔热层形成的空腔10内沿循环导流件13流动,最后进入到混合腔体11内,补燃空气在循环导流件13的导引下可以流经整个燃烧器钢壳外表面,进行充分换热。主燃气通过主燃料气阀30调节流量,主燃料气阀30还根据换向选择开或关,主燃气直接从进口18处进入混合腔体11内,与补燃空气在混合腔体11内混合成一次混合气,再通过多支(一般为6支-12支)环状均匀布置在混合腔体11上的混合喷管3,将一次混合气导引到混合气喷口2处,由于混合气喷口2的环状布置,一次混合气呈螺旋状的进入到燃烧室1内,与变成了高温助燃空气的主空气相遇混合。这里要指出的是,根据实际需要以及燃气热值的差异,补燃空气进口17也可以进入主燃气,用主燃气来循环冷却燃烧器箱体外壳,提高主燃气的热能,而主燃气进口18则变成补燃空气进口。
火监冷却用空气、补燃空气和点火枪空气,这些空气总量一般为单个燃烧器总空气需要量的25%~5%之间,即空气过剩系数α在0.25~0.05之间,这些空气在工作时不管是燃烧的一侧还是排烟的一侧均是常开的。
本发明在试验炉上采用天然气为主燃气,通过实践证明,由于空气总量的控制,在燃烧一侧的燃烧室1内空气过剩系数α≤0.85(其中:主空气为0.6,火监冷却用空气、补燃空气和点火枪空气为0.25),因此,焰气喷口25喷出来的焰气是欠空气状态下的不完全燃烧,在炉内形成了少无氧化气氛。由于燃烧后温度升高,焰气体积流量成倍增加,通过改变焰气喷口25的截面,可以获得>65m/s~80m/s的亚高速火焰气流(炉温1100℃),炉内气流扰动力强。主空气经蓄热通道8出来后温度在为950℃~1050℃(炉温1100℃时),在燃烧室1内空气过剩系数α≤0.85的情况下,在燃烧一侧的燃烧室1内温度就可控制在1240℃左右,可大幅降低NOx的生成和排放。
炉内不完全燃烧的焰气被引风机31产生的合适负压经另一侧燃烧器的焰气喷口25抽入到另一侧燃烧室1内与补入的补燃空气(α=0.25)进行二次燃烧,在补入二次补燃空气后,最终的空气过剩系数α=1.1,因此,吸入的焰气可在该侧的燃烧室1内完全燃烧干净,该侧燃烧室1内的温度在1260℃左右(炉温1100℃),形成的烟气热量被该侧蓄热通道吸收,最后经该侧的空烟气接口9排出,排出的烟气温度<180℃,烟气中CO<20ppm;NOx<40ppm。
在实际试验炉的使用中还测定,本发明少无氧化蓄热式燃烧器空气侧的压力≤3000Pa,烟气侧的压力≤-2500Pa,燃料气(天然气)侧压力≤5000Pa,下箱体6的外壳温度<55℃(环境温度10℃),上箱体7的外壳温度<65℃(环境温度10℃)。
Claims (12)
1.一种少无氧化蓄热式燃烧器,包括燃烧器箱体,在所述箱体一端设置空烟气接口(9),另一端设置焰气喷口(25),以及在所述箱体内部设置蓄热体,其特征在于在所述燃烧器箱体内部、靠近所述焰气喷口(25)处设置燃烧室(1),所述燃烧室(1)与所述焰气喷口(25)相连通,补燃空气、主燃气与主空气接入到所述燃烧室(1)内形成混合。
2.根据权利要求1所述的一种少无氧化蓄热式燃烧器,其特征在于所述燃烧器箱体外壳采用双层结构或多层结构,设置有内隔热层(4)与外隔热层(5),两隔热层之间形成空腔(10),外隔热层(4)上设置外隔热层入口,内隔热层(5)上设置内隔热层出口。
3.根据权利要求2所述的一种少无氧化蓄热式燃烧器,其特征在于在所述内、外隔热层之间的空腔(10)内设置循环导流件(13),导引气流流经整个燃烧器箱体外表面。
4.根据权利要求2所述的一种少无氧化蓄热式燃烧器,其特征在于所述燃烧器箱体分为上箱体(7)与下箱体(6),两箱体之间形成连接,所述多层外壳结构只设置在所述下箱体(6)上。
5.根据权利要求1或2所述的一种少无氧化蓄热式燃烧器,其特征在于在燃烧器箱体内部设置混合腔体(11),补燃空气与主燃气接入到所述混合腔体(11)内进行预先混合。
6.根据权利要求5所述的一种少无氧化蓄热式燃烧器,其特征在于所述混合腔体(11)为“口”字型的管路状设置。
7.根据权利要求5所述的一种少无氧化蓄热式燃烧器,其特征在于补燃空气进口(17)与外隔热层入口相连接,内隔热层出口与所述混合腔体(11)相连接,主燃气进口(18)直接与所述混合腔体(11)相连接。
8.根据权利要求5所述的一种少无氧化蓄热式燃烧器,其特征在于主燃气进口(18)与外隔热层入口相连接,内隔热层出口与所述混合腔体(11)相连接,补燃空气进口(17)直接与所述混合腔体(11)相连接。
9.根据权利要求5所述的一种少无氧化蓄热式燃烧器,其特征在于设置若干混合喷管(3),所述若干混合喷管(3)一端连接在所述混合腔体(11)内部,另一端连接到所述燃烧室(1)内。
10.根据权利要求9所述的一种少无氧化蓄热式燃烧器,其特征在于所述混合喷管(3)的若干混合气喷口(2)在所述燃烧室(1)内呈环状、均匀布置。
11.根据权利要求1或2或3或4所述的一种少无氧化蓄热式燃烧器,其特征在于焰气喷口(25)可以设置为圆形、椭圆形、矩形以及多孔形。
12.一种使用如权利要求1所述的少无氧化蓄热式燃烧器的热处理炉,其特征在于所述燃烧器可成对或成组设置在热处理炉上。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106152136A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-11-23 | 佛山市科皓燃烧设备制造有限公司 | 燃气引射超低NOx燃料稀释技术蓄热式烧嘴 |
CN108131672A (zh) * | 2018-02-13 | 2018-06-08 | 项玮 | 工业炉的低氮化物平焰蓄热式烧嘴 |
CN110500584A (zh) * | 2019-09-29 | 2019-11-26 | 山东万方窑炉工程科技有限责任公司 | 高热值燃料低氮单蓄热烧嘴 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1047665A (ja) * | 1996-07-30 | 1998-02-20 | Kawasaki Steel Corp | 加熱炉 |
CN2426598Y (zh) * | 2000-01-25 | 2001-04-11 | 侯长连 | 金属无氧化工业炉 |
CN201137928Y (zh) * | 2007-09-14 | 2008-10-22 | 首钢总公司 | 单蓄热式燃烧装置 |
CN101706103A (zh) * | 2009-12-11 | 2010-05-12 | 北京工业大学 | 一种高效、节能环保型高压燃烧器 |
CN201935190U (zh) * | 2010-12-23 | 2011-08-17 | 上海嘉德环境能源科技有限公司 | 一种外置式单蓄热烧嘴 |
CN103290201A (zh) * | 2012-02-24 | 2013-09-11 | 北京京杰锐思技术开发有限公司 | 一种无氧化加热炉 |
CN203963927U (zh) * | 2014-03-25 | 2014-11-26 | 北京京杰锐思技术开发有限公司 | 少无氧化蓄热式燃烧器及其安装该燃烧器的热处理炉 |
-
2014
- 2014-03-25 CN CN201410111653.7A patent/CN104949121A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1047665A (ja) * | 1996-07-30 | 1998-02-20 | Kawasaki Steel Corp | 加熱炉 |
CN2426598Y (zh) * | 2000-01-25 | 2001-04-11 | 侯长连 | 金属无氧化工业炉 |
CN201137928Y (zh) * | 2007-09-14 | 2008-10-22 | 首钢总公司 | 单蓄热式燃烧装置 |
CN101706103A (zh) * | 2009-12-11 | 2010-05-12 | 北京工业大学 | 一种高效、节能环保型高压燃烧器 |
CN201935190U (zh) * | 2010-12-23 | 2011-08-17 | 上海嘉德环境能源科技有限公司 | 一种外置式单蓄热烧嘴 |
CN103290201A (zh) * | 2012-02-24 | 2013-09-11 | 北京京杰锐思技术开发有限公司 | 一种无氧化加热炉 |
CN203963927U (zh) * | 2014-03-25 | 2014-11-26 | 北京京杰锐思技术开发有限公司 | 少无氧化蓄热式燃烧器及其安装该燃烧器的热处理炉 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106152136A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-11-23 | 佛山市科皓燃烧设备制造有限公司 | 燃气引射超低NOx燃料稀释技术蓄热式烧嘴 |
CN106152136B (zh) * | 2016-08-26 | 2018-11-16 | 佛山市科皓燃烧设备制造有限公司 | 燃气引射超低NOx燃料稀释技术蓄热式烧嘴 |
CN108131672A (zh) * | 2018-02-13 | 2018-06-08 | 项玮 | 工业炉的低氮化物平焰蓄热式烧嘴 |
CN108131672B (zh) * | 2018-02-13 | 2024-03-12 | 项玮 | 工业炉的低氮化物平焰蓄热式烧嘴 |
CN110500584A (zh) * | 2019-09-29 | 2019-11-26 | 山东万方窑炉工程科技有限责任公司 | 高热值燃料低氮单蓄热烧嘴 |
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