CN108006640A - 一种多用富氧烧嘴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多用富氧烧嘴，包括管体，点火烧嘴(1)，管体的前端作为喷嘴烧口(2)，管体内靠近喷嘴烧口(2)成型有混合室(A)，点火烧嘴(1)设置在管体中心，提供常明火；管体主要包括低热值燃料管(3)、高热值燃料管(4)、氧气管(5)、空气管(6)、保护管(7)，所述低热值燃料管(3)、高热值燃料管(4)、氧气管(5)、空气管(6)的出气口都汇通到所述混合室(A)，根据不同燃气供应情况，低热值燃料管和高热值燃料管交替开通或关闭，根据燃烧方式，可调节氧气管和空气管的进气比例来实现助燃气的调节，最后，燃气和助燃气分别汇集到混合室，遇到明火点燃并向外喷出火焰。

Description

一种多用富氧烧嘴

技术领域

本发明涉及燃烧烧嘴，尤其涉及一种富氧烧嘴。

背景技术

目前，常规的单燃料烧嘴只有2个气体进口，分别是燃料进口与助燃气体进口。故而一般来说，每个烧嘴仅能使用单一的气体燃料，比如高热值燃料或低热值燃料等。

然而，实际企业的生产工况是十分复杂的，根据不同的燃烧对象，和能源供给，往往要配置多个烧嘴，有时候还要涉及同一位置烧嘴的拆换，操作十分复杂。

另外，燃料的燃烧方式有多种，比如富氧燃烧、贫氧燃烧。当前生产所使用的烧嘴在设计时已经对应了固定的燃烧方式，为了达到不同的燃烧热值，往往也要涉及烧嘴的更换，不仅增加了企业的备件成本，而且无法保证连续生产。

而我们为适应多变的复杂的工况环境，设置4个气体进口，可以在高热值燃料及低热值燃料之间选择及切换，实现烧嘴的多用性，一旦现场燃料种类发生变化，不需更换烧嘴。

其次，因为同时设置了空气进口与氧气进口，为助燃气体的调节提供更多的选择空间，实现最大范围的助燃空气比例调节。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种多用富氧烧嘴，通过对烧嘴进行合理设计，使一个烧嘴不仅能够适应两种燃料，比如高热值燃料和低热值燃料，而且能够进行空气燃烧和富氧燃烧两种燃烧方式，提高了烧嘴的功能。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种多用富氧烧嘴，包括管体，点火烧嘴，所述管体的前端作为喷嘴烧口，管体内靠近喷嘴烧口成型有混合室，点火烧嘴设置在管体中心，点火烧嘴的火口一直延伸至混合室，提供稳定持续的常明火；所述管体主要包括低热值燃料管、高热值燃料管、氧气管、空气管、保护管，所述低热值燃料管、高热值燃料管、氧气管、空气管的出气口都汇通到所述混合室，所述低热值燃料管设置有低热值燃料进口、所述高热值燃料管设置有高热值燃料进口、所述氧气管设置有氧气进口、所述空气管设置有空气进口；根据不同燃气供应情况，低热值燃料管和高热值燃料管交替开通或关闭，根据燃烧方式，可调节氧气管和空气管的进气比例来实现助燃气的调节，最后，燃气和助燃气分别汇集到混合室，遇到明火点燃并向外喷出火焰。

优选地，所述低热值燃料管、高热值燃料管、氧气管、空气管按照由外向内依次为空气管、高热值燃料管、氧气管和低热值燃料管，所述保护管接在空气管的出气端作为喷嘴烧口，并藏住位于内部的高热值燃料管、氧气管和低热值燃料管的管口，保护管内腔作为所述的混合室。

优选地，所述高热值燃料管的进气端设计为斜切面，且高热值燃料进口与所述斜切面相对，从而可形成气体旋流，提高向下的速度和稳定气流。

优选地，所述高热值燃料管的管身上开设有通口而与空气管连通，高热值燃料的燃烧热值较高，为了避免遇到明火瞬间燃烧过于剧烈，因此将一部分燃料部分混入到空气流中，一方面避免局部燃烧剧烈，另一方面也提高了高热值燃料的燃烧充分性，避免缺氧燃烧，提高燃烧充分性。

优选地，所述氧气管的出气口为逐渐收窄的锥形气缝，该设计是为了适应在富氧燃烧时能够精确调节进氧量，而且形成一定的气流冲力，不仅可达到需要的温度，而且氧气流为锥形气流，能够将火焰集中，形成高速火焰，提高火焰的燃烧温度和燃烧范围，尤其满足像中间包这类对温度和燃烧范围都较高的使用要求。

较好的设置是，所述低热值燃料管的出气端成型为外锥面，所述氧气管的出气端成型为内锥面，所述外锥面和内锥面构成供氧气输出的所述锥形气缝。

由于高热值燃料的燃烧热值高，额定功率下需求量相对较小，所以将高热值燃料管设置在点火烧嘴靠外的位置，同时要控制其流通量和进气均匀性，尤其避免局部燃料浓度过大，本申请进一步将高热值燃料的出气端设置有端帽，所述端帽侧面沿周向均匀开设有喷射眼，高热值燃料管通过喷射眼连通混合室，进而控制高热值燃料的进气量，和进气方式。

优选地，所述空气管为双层管体，包括外管和内管，所述空气进口贯通外管，内管上开设有连通外管的环向通孔，内管和保护管的内壁平滑过渡，内管和外管之间的夹层构成空气包，确保整个混合室内被空气充盈。

优选地，低热值燃料管对应设置低热值燃料进口的进气端管体为椭圆体。

(1)本申请费的点火烧嘴可为中间包烧嘴提供稳定持续的常明火，低热值燃料管供以类似高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气等低热值燃料。高热值燃料管供以类似天然气等高热值燃料。氧气管是富氧烧嘴的关键通道。空气管提供烧嘴所需的助燃空气。

(2)当我们选择高热值燃料做燃料时，低热值燃料管是封闭的，没有燃气进入，氧气管道可根据需要进行开启或关闭。

黄色的天然气(高热值燃料)与灰色空气在混合室混合，汇集到烧嘴喷口中心处，烧嘴中心处有常明火，点燃天然气，从喷嘴烧口喷出火焰。

如果要富氧燃烧，则通入部分氧气，则蓝色的氧气与天然气、空气在烧嘴中心处混合，被常明火点燃，形成高速火焰。

因为天然气的热值相对较高，额定功率下需求的量相对较小，故喷头设计呈若干喷射眼。且将高热值燃料管设置得相对靠外。

(3)当选择煤气(低热值燃料)做燃料时，高热值燃料管通道关闭，无气体进入。氧气通道开启，紫红色煤气与蓝色氧气在常明火处混合，被常明火点燃。由于煤气热值相对较低，额定功率时需求量较大，为了易点燃及增大通道空间，故将煤气通道设置在内层靠近点火烧嘴的常明火处。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

一、多种燃料

通常来说，常规的单燃料烧嘴只有2个气体进口，分别是燃料进口与助燃气体进口。故而一般来说，烧嘴仅能适应单一的气体燃料。

本申请为了适应多变的复杂的工况环境，设置4个气体进口，可以在高热值燃料(天然气)及低热值燃料(煤气)之间选择及切换，实现烧嘴的多用性，一旦现场燃料种类发生变化，不需更换烧嘴，减少了企业烧嘴备件。

其次，因为同时设置了空气进口与氧气进口，为助燃气体的调节提供更多的选择空间，实现最大范围的助燃空气比例调节。

本申请另外对四个气体通道进行了合理的设置使达到最佳的燃烧方式。

二、富氧烧嘴

本申请可灵活调节燃烧方式，尤其可实现富氧燃烧，普通燃烧器所用的助燃空气均在自然状态下。如果用比自然状态下含氧量高的空气作助燃空气，则该燃烧称富氧燃烧。相反，称贫氧燃烧。富氧燃烧的极限状态是纯氧燃烧。对高温工业炉采用富氧燃烧，不仅可达到需要温度，而且节约能源。富氧燃烧或纯氧燃烧火焰与普通燃烧火焰相比有如下特点。

①理论空气需要量少。随着富氧空气中含氧量的增加，理论空气量减少，从而改变了燃烧特性。

②火焰温度高。火焰温度随富氧空气中含氧量增加而升高。当含氧浓度小于30％时，火焰温度上升快，大于30％时，温度上升缓慢，因此，一般含氧浓度控制在28％以下为宜。

③排烟量减少。富氧空气含氧量由21％增至27％时，在理论空气量的情况下，湿烟气量可减少20％，从而减少了排烟热损失。富氧空气中含氧量越高，排烟损失所占比例小，节能效果越好。

④分解热增加。随着烟气温度升高，分解热增加，当遇到低温表面时，将放出大量分解热，这也是富氧燃烧火焰具有较大传热能力的原因之一。

⑤节约能源。由于富氧燃烧火焰温度高，炉内温压增大，辐射换热量增强，提高了炉内有效利用热。同时，由于排烟量减少，排烟热损失减小，故设备热效率提高，从而节约了燃料消耗量。

附图说明

图1为本发明实施例中富氧烧嘴的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例中的一种多用富氧烧嘴，包括管体，点火烧嘴1，管体的前端作为喷嘴烧口2，管体内靠近喷嘴烧口2成型有混合室A，点火烧嘴1设置在管体中心，点火烧嘴1的火口一直延伸至混合室A，提供稳定持续的常明火；管体主要包括低热值燃料管3、高热值燃料管4、氧气管5、空气管6、保护管7，低热值燃料管3、高热值燃料管4、氧气管5、空气管6的出气口都汇通到混合室A，低热值燃料管3设置有低热值燃料进口301、高热值燃料管4设置有高热值燃料进口401、氧气管5设置有氧气进口501、空气管6设置有空气进口601。低热值燃料管3、高热值燃料管4、氧气管5、空气管6按照由外向内依次为空气管6、高热值燃料管4、氧气管5和低热值燃料管3，保护管7接在空气管6的出气端作为喷嘴烧口2，并藏住位于内部的高热值燃料管4、氧气管5和低热值燃料管4的管口，保护管7内腔作为混合室A。

根据不同燃气供应情况，低热值燃料管和高热值燃料管交替开通或关闭，根据燃烧方式，可调节氧气管和空气管的进气比例来实现助燃气的调节，最后，燃气和助燃气分别汇集到混合室，遇到明火点燃并向外喷出火焰。当我们选择高热值燃料做燃料时，低热值燃料管是封闭的，没有燃气进入，氧气管道可根据需要进行开启或关闭。黄色的天然气(高热值燃料)与灰色空气在混合室混合，汇集到烧嘴喷口中心处，烧嘴中心处有常明火，点燃天然气，从喷嘴烧口喷出火焰。如果要富氧燃烧，则通入部分氧气，则蓝色的氧气与天然气、空气在烧嘴中心处混合，被常明火点燃，形成高速火焰。因为天然气的热值相对较高，额定功率下需求的量相对较小，故喷头设计呈若干喷射眼。且将高热值燃料管设置得相对靠外。当选择煤气(低热值燃料)做燃料时，高热值燃料管通道关闭，无气体进入。氧气通道开启，紫红色煤气与蓝色氧气在常明火处混合，被常明火点燃。由于煤气热值相对较低，额定功率时需求量较大，为了易点燃及增大通道空间，故将煤气通道设置在内层靠近点火烧嘴的常明火处。

高热值燃料管的进气端设计为斜切面，且高热值燃料进口与所述斜切面相对。高热值燃料管4的管身上开设有通口402而与空气管连通。氧气管5的出气口为逐渐收窄的锥形气缝502。该锥形气缝502对应的结构设计为低热值燃料管的出气端成型为外锥面，氧气管的出气端成型为内锥面，外锥面和内锥面构成供氧气输出的锥形气缝502。

高热值燃料管4的出气端设置有端帽403，端帽403侧面沿周向均匀开设有喷射眼404，高热值燃料管通过所述喷射眼404连通混合室A，对于天然。

空气管6为双层管体，包括外管602和内管603，空气进口601贯通外管602，内管603上开设有连通外管602的环向通孔604，内管603和保护管7的内壁平滑过渡，内管603和外管602之间的夹层构成空气室。低热值燃料管3对应设置低热值燃料进口的进气端管体为椭圆体。

除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多用富氧烧嘴，其特征在于：包括管体，点火烧嘴(1)，所述管体的前端作为喷嘴烧口(2)，管体内靠近喷嘴烧口(2)成型有混合室(A)，点火烧嘴(1)设置在管体中心，点火烧嘴(1)的火口一直延伸至混合室(A)，提供稳定持续的常明火；所述管体主要包括低热值燃料管(3)、高热值燃料管(4)、氧气管(5)、空气管(6)、保护管(7)，所述低热值燃料管(3)、高热值燃料管(4)、氧气管(5)、空气管(6)的出气口都汇通到所述混合室(A)，所述低热值燃料管(3)设置有低热值燃料进口(301)、所述高热值燃料管(4)设置有高热值燃料进口(401)、氧气管(5)设置有氧气进口(501)、所述空气管(6)设置有空气进口(601)；

所述低热值燃料管(3)、高热值燃料管(4)、氧气管(5)、空气管(6)按照由外向内依次为空气管、高热值燃料管、氧气管和低热值燃料管，所述保护管接在空气管的出气端作为喷嘴烧口，并藏住位于内部的高热值燃料管、氧气管和低热值燃料管的管口，保护管内腔作为所述的混合室；根据不同燃气供应情况，低热值燃料管和高热值燃料管交替开通或关闭，根据燃烧方式，可调节氧气管和空气管的进气比例来实现助燃气的调节，最后，燃气和助燃气分别汇集到混合室，遇到明火点燃并向外喷出火焰。

2.根据权利要求1所述的多用富氧烧嘴，其特征在于：所述高热值燃料管的进气端设计为斜切面，且高热值燃料进口与所述斜切面相对。

3.根据权利要求2所述的多用富氧烧嘴，其特征在于：所述高热值燃料管(4)的管身上开设有通口(402)而与空气管连通。

4.根据权利要求1所述的多用富氧烧嘴，其特征在于：所述氧气管(5)的出气口为逐渐收窄的锥形气缝(502)。

5.根据权利要求5所述的多用富氧烧嘴，其特征在于：所述低热值燃料管的出气端成型为外锥面，所述氧气管的出气端成型为内锥面，所述外锥面和内锥面构成供氧气输出的所述锥形气缝(502)。

6.根据权利要求1所述的多用富氧烧嘴，其特征在于：所述高热值燃料管(4)的出气端设置有端帽(403)，所述端帽(403)侧面沿周向均匀开设有喷射眼(404)，高热值燃料管通过所述喷射眼(404)连通混合室(A)。

7.根据权利要求1所述的多用富氧烧嘴，其特征在于：所述空气管(6)为双层管体，包括外管(602)和内管(603)，所述空气进口(601)贯通外管(602)，内管上开设有连通外管的环向通孔(604)，内管和保护管的内壁平滑过渡，内管和外管之间的夹层构成空气室。

8.根据权利要求1所述的多用富氧烧嘴，其特征在于：所述低热值燃料管(3)对应设置低热值燃料进口的进气端管体为椭圆体。