CN111486455A - 一种铝用炭素焙烧炉引射型燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝用炭素焙烧炉引射型燃烧器，包括喷嘴，所述喷嘴的侧壁通过第二密封垫密封连接有混合体，所述混合体的下端侧壁通过第一密封垫密封连接有接头，位于混合体中的所述喷嘴的侧壁设有引射嘴，所述混合体的侧壁设有扩散管，所述扩散管与混合体的侧壁连接，所述混合体远离喷嘴的侧壁密封连接有与扩散管匹配的引射体，所述引射体的上端侧壁密封连接有气嘴，所述气嘴远离引射体的一端密封连接有冷却管。本发明能够使天然气与空气充分混合，达到最佳燃烧比，提高燃烧效率，节约能源，并且提高气体压力，使产品受热均匀，而且能够快速冷却烧嘴，并将护套管和烧嘴头部的结焦物和氧化物吹落，保证烧嘴畅通、火焰直溜。
Description
技术领域
本发明涉及燃烧器技术领域，尤其涉及一种铝用炭素焙烧炉引射型燃烧器。
背景技术
焙烧车间最复杂最重要的部分就是焙烧工艺的控制，通过对整个燃烧系统的控制达到对火道温度的控制，使得火道温度按照既定的升温曲线进行升温，间接对预焙烧阳极进行周期性的焙烧。而这个控制过程中关键的环节就是天然气的正常燃烧，生产实际中往往由于天然气的不正常燃烧导致火道温度达不到规定的要求，造成诸多控制难题，如由火道温度达不到要求而引起的挥发份位置不合理、天然气超标、净化焦油排量超标，产品合格率等系列问题。因此保证燃烧系统的天然气正常燃烧是我们焙烧工艺控制中不可忽视的问题。
焙烧炉室在运行中，空气供应来自于两个源头。一是鼓风架对火道的鼓风量，二是燃烧器底座的观火孔。空气供给量的多少直接影响火道温度的高低，空气供给量不足或过剩，都会影响天然气的正常燃烧，使火道热效率降低，火道温度降低。
另外烧嘴头部温度在800℃左右，因高温和沥青烟气作用，一段时间后在头部形成结焦和氧化层，改变孔径大小，降低天然气流量和火焰形成偏流，影响燃烧效果，引起的挥发份位置不合理、天然气超标。
烧嘴头部温度在800℃左右，因高温和沥青烟气作用，一段时间后头部易氧化和腐蚀，故材质要求耐高温、耐腐蚀，高温温度性强等特性。
2018年公告授权的公告号为CN207279627U，名称为一种炭素焙烧炉用可伸缩吸射型燃烧器，该装置虽然解决了烧嘴烧损后可调节烧嘴长度延长使用周期以及燃烧器四周设置有可调节进气口，起到补充自然风的目的，但该装置未解决增大火焰长度和清除烧嘴头部结焦物的目的。
2011年公告授权的公告号为CN202074520U，名称为焙烧炉用燃烧器，该装置为连体结构，多个燃烧器安装在一根管道上，可解决多个炉室使用，但该装置未解决增大火焰长度和清除烧嘴头部结焦物以及冷却烧嘴的目的。
2010年公告授权的公告号为CN101725978A，名称为一种铝用阳极焙烧炉新型燃烧器，该装置进气采用文丘里管，可实现增压-减压- 增压-减压效果，以及燃烧器四周设置有可调节进气口，起到补充自然风的目的，但该装置未解决清除烧嘴头部结焦物和烧嘴烧损后可调节烧嘴长度延长使用周期的目的，耐温度≤1300℃。
2011年公告授权的公告号为CN202066011U，名称为焙烧炉天然气燃烧器，该装置四周设置有不可调进气口，起到补充自然风的目的，但该装置未解决增大火焰长度和清除烧嘴头部结焦物，以及烧嘴烧损后可调节烧嘴长度延长使用周期的目的。
2014年公告授权的公告号为CN203771414U，名称为焙烧炉节能耐温燃烧器，该装四周设置有可调节进气口，起到补充自然风的目的，但该装置未解决增大火焰长度和清除烧嘴头部结焦物，以及烧嘴烧损后可调节烧嘴长度延长使用周期的目的。
本发明的目的在于提供一种铝用炭素焙烧炉引射型燃烧器，针对现有技术的不足，本发明所述的燃烧器混合体内天然气与空气充分接触，能使火焰燃烧更充分，混合气流通过扩散管时动能产生势能，混合气流势能增大，形成强大射流喷出烧嘴，能进入到火道底层燃烧；烧嘴通混合气体，护套管通空气，内外套管内的空气可以带走烧嘴上的热量，起到冷却烧嘴作用，同时，强大射流还可以将护套管上的结焦物和氧化物吹掉，始终保证烧嘴畅通，延长烧嘴使用寿命；当改变喷嘴压缩空气流量大小时或调整引射嘴至扩散管的距离，混合室内的负压也随之改变，即可调整天然气的供给量也可调整燃气混比；实现节能、提高产品质量，延长燃烧器寿命的目的。
为此，我们提出一种铝用炭素焙烧炉引射型燃烧器来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中燃烧器混合体内天然气与空气接触不够充分，而且燃烧器的使用寿命较短，能耗较高的问题，而提出的一种铝用炭素焙烧炉引射型燃烧器。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种铝用炭素焙烧炉引射型燃烧器，包括喷嘴，所述喷嘴的侧壁通过第二密封垫密封连接有混合体，所述混合体的下端侧壁通过第一密封垫密封连接有接头，位于混合体中的所述喷嘴的侧壁设有引射嘴，所述混合体的侧壁设有扩散管，所述扩散管与混合体的侧壁连接，所述混合体远离喷嘴的侧壁密封连接有与扩散管匹配的引射体，所述引射体的上端侧壁密封连接有气嘴，所述气嘴远离引射体的一端密封连接有冷却管，所述引射体远离混合体的一端密封连接有护套管，所述护套管中设有烧嘴，所述烧嘴的一端与引射体连接，所述护套管上设有固定盘。
优选的，所述喷嘴与所述引射嘴连通设置，且第二密封垫套设于喷嘴上。
优选的，所述引射嘴远离喷嘴的一端与混合体的侧壁螺纹连接。
优选的，所述混合体的侧壁开设有细小直管，且细小直管与扩散管密封连接。
优选的，所述混合体的下端侧壁与接头螺纹连接，且第一密封垫套设于接头上。
优选的，所述混合体与所述引射体之间螺纹连接，所述引射体中设有内接口、外接口和侧接口，所述内接口与烧嘴连接，所述侧接口与气嘴连接，所述外接口与护套管连接。
优选的，所述固定盘通过紧定螺钉固定套设于护套管上，且固定盘的内壁与护套管的侧壁相抵。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、由于喷射压缩气流速度特别高，将压力能转变为速度能，使吸气区压力降低产生真空。数条高速气流将被抽吸的气体攫走，经过文氏管收缩段与喉径充分混合压缩，进行分子扩散能量交换，速度均衡。在经扩张段速度降低压力增高，大于大气压力从出口喷入燃烧室中。在这种装置里，不同压力的两股流体相互混合，并发生能量交换，以形成一股居中压力的混合流体。耐热不锈钢烧可延长使用周期到6 个月以上，全国在产铝用炭素阳极2000万吨，每年消耗的燃烧器约 3万只，从经济性和产品质量方面考虑可在国内推广使用，具有广阔的应用前景；
2、压缩空气经过喷嘴进入引射嘴高速喷射出去，其套入密封垫并拧入混合体的入口，通过螺纹连接的同时可以调整引射嘴至扩散管的距离，以此调整混合腔真空度；
3、混合体的作用是将动能转换成势能，高速气流通过混合体内细小直管，进入扩散管降低速度，从而完成动能向势能的转换；
4、混合体侧部安装接头，通过螺纹连接，接头拧入前套好第一密封垫，它是天然气的进气口；
5、混合体与引射体的入口通过螺纹连接，引射体出口设有内、外和侧面接口，内接口连接烧嘴，用来喷射高速混合气体进入燃烧室燃烧，侧面接口连接接头和冷却管，外接口连接护套管，压缩空气通过冷却管进入到烧嘴和护套管形成的空腔内，然后高速从出口喷出，起到冷却烧嘴和吹扫烧嘴头部结焦物的作用；
6、固定盘套在护套管上，通过紧定螺钉固定，用来支撑整个燃烧器，同时烧嘴烧损后可调节烧嘴长度延长使用周期；
7、燃烧器中压缩空气经引射嘴喷射，动能产生势能，在混合室内形成负压，天然气吸入混合室内，与空气充分混合、接触。通过调整压缩空气进量可达到最佳燃烧混合比(15:1)，以此弥补燃烧室内自然空气不足问题，使天然气充分燃烧，从而达到节能目的。混合室同时提高了气体压力，形成强大射流喷出烧嘴，能够进入到火道底层燃烧，产品受热均匀，提高产品质量。烧嘴内外均通有高速气流，冷却烧嘴的同时还可以将护套管和烧嘴头部的结焦物和氧化物吹掉，始终保证烧嘴畅通、火焰直溜，起到延长使用寿命和保证燃烧效果的目的。可调节固定盘可当烧嘴烧损后调节烧嘴长度延长使用周期。
附图说明
图1为本发明的铝用炭素焙烧炉引射型燃烧器的结构示意图；
图2为本发明的铝用炭素焙烧炉引射型燃烧器应用场所示意图。
图中：1第一密封垫、2接头、3喷嘴、4第二密封垫、5混合体、 6引射体、7气嘴、8护套管、9固定盘、10紧定螺钉、11烧嘴、12 冷却管、13引射嘴、14扩散管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-2，一种铝用炭素焙烧炉引射型燃烧器，包括喷嘴3，喷嘴3的侧壁通过第二密封垫4密封连接有混合体5，混合体5的下端侧壁与接头2螺纹连接，第一密封垫1套设于接头2上，混合体5 侧部安装接头2，通过螺纹连接，接头2拧入前套好第一密封垫1，它是天然气的进气口，混合体5的下端侧壁通过第一密封垫1密封连接有接头2，位于混合体5中的喷嘴3的侧壁设有引射嘴13，喷嘴3 与引射嘴13连通设置，引射嘴13远离喷嘴3的一端与混合体5的侧壁螺纹连接，第二密封垫4套设于喷嘴3上，压缩空气经过喷嘴3进入引射嘴13高速喷射出去，其套入密封垫并拧入混合体5的入口，通过螺纹连接的同时可以调整引射嘴13至扩散管14的距离，以此调整混合腔真空度；
混合体5的侧壁设有扩散管14，扩散管14与混合体5的侧壁连接，混合体5的侧壁开设有细小直管，细小直管与扩散管14密封连接，混合体5的作用是将动能转换成势能，高速气流通过混合体5内细小直管，进入扩散管14降低速度，从而完成动能向势能的转换，混合体5远离喷嘴3的侧壁密封连接有与扩散管14匹配的引射体6，混合体5与引射体6之间螺纹连接，引射体6中设有内接口、外接口和侧接口，内接口与烧嘴11连接，侧接口与气嘴7连接，外接口与护套管8连接，混合体5与引射体6的入口通过螺纹连接，引射体6 出口设有内、外和侧面接口，内接口连接烧嘴11，用来喷射高速混合气体进入燃烧室燃烧；
侧面接口连接接头2和冷却管12，外接口连接护套管8，压缩空气通过冷却管12进入到烧嘴11和护套管8形成的空腔内，然后高速从出口喷出，起到冷却烧嘴11和吹扫烧嘴11头部结焦物的作用，引射体6的上端侧壁密封连接有气嘴7，气嘴7远离引射体6的一端密封连接有冷却管12，引射体6远离混合体5的一端密封连接有护套管8，护套管8中设有烧嘴11，烧嘴11的一端与引射体6连接，护套管8上设有固定盘9，固定盘9通过紧定螺钉10固定套设于护套管8上，固定盘9的内壁与护套管8的侧壁相抵，固定盘9套在护套管8上，通过紧定螺钉10固定，用来支撑整个燃烧器，同时烧嘴11 烧损后可调节烧嘴11长度延长使用周期。
本发明将压缩空气从喷嘴3通入，天然气从接头2通入，而冷却压缩空气从冷却管12通入，燃烧器中压缩空气经引射嘴13喷射，动能产生势能，在混合室内形成负压，天然气吸入混合室内，与空气充分混合、接触。通过调整压缩空气进量可达到最佳燃烧混合比(15:1)，以此弥补燃烧室内自然空气不足问题，使天然气充分燃烧，从而达到节能目的。混合室同时提高了气体压力，形成强大射流喷出烧嘴11，能够进入到火道底层燃烧，产品受热均匀，提高产品质量。烧嘴11 内外均通有高速气流，冷却烧嘴11的同时还可以将护套管8和烧嘴 11头部的结焦物和氧化物吹掉，始终保证烧嘴11畅通、火焰直溜，起到延长使用寿命和保证燃烧效果的目的。可调节固定盘9可当烧嘴 11烧损后调节烧嘴11长度延长使用周期；
由于喷射压缩气流速度特别高，将压力能转变为速度能，使吸气区压力降低产生真空。数条高速气流将被抽吸的气体攫走，经过文氏管收缩段与喉径充分混合压缩，进行分子扩散能量交换，速度均衡。在经扩张段速度降低压力增高，大于大气压力从出口喷入燃烧室中。在这种装置里，不同压力的两股流体相互混合，并发生能量交换，以形成一股居中压力的混合流体。耐热不锈钢烧可延长使用周期到6个月以上，全国在产铝用炭素阳极2000万吨，每年消耗的燃烧器约3 万只，从经济性和产品质量方面考虑可在国内推广使用，具有广阔的应用前景。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种铝用炭素焙烧炉引射型燃烧器，包括喷嘴(3)，其特征在于，所述喷嘴(3)的侧壁通过第二密封垫(4)密封连接有混合体(5)，所述混合体(5)的下端侧壁通过第一密封垫(1)密封连接有接头(2)，位于混合体(5)中的所述喷嘴(3)的侧壁设有引射嘴(13)，所述混合体(5)的侧壁设有扩散管(14)，所述扩散管(14)与混合体(5)的侧壁连接，所述混合体(5)远离喷嘴(3)的侧壁密封连接有与扩散管(14)匹配的引射体(6)，所述引射体(6)的上端侧壁密封连接有气嘴(7)，所述气嘴(7)远离引射体(6)的一端密封连接有冷却管(12)，所述引射体(6)远离混合体(5)的一端密封连接有护套管(8)，所述护套管(8)中设有烧嘴(11)，所述烧嘴(11)的一端与引射体(6)连接，所述护套管(8)上设有固定盘(9)。
2.如权利要求1所述的铝用炭素焙烧炉引射型燃烧器，其特征在于，所述喷嘴(3)与所述引射嘴(13)连通设置，且第二密封垫(4)套设于喷嘴(3)上。
3.如权利要求1所述的铝用炭素焙烧炉引射型燃烧器，其特征在于，所述引射嘴(13)远离喷嘴(3)的一端与混合体(5)的侧壁螺纹连接。
4.如权利要求1所述的铝用炭素焙烧炉引射型燃烧器，其特征在于，所述混合体(5)的侧壁开设有细小直管，且细小直管与扩散管(14)密封连接。
5.如权利要求1所述的铝用炭素焙烧炉引射型燃烧器，其特征在于，所述混合体(5)的下端侧壁与接头(2)螺纹连接，且第一密封垫(1)套设于接头(2)上。
6.如权利要求1所述的铝用炭素焙烧炉引射型燃烧器，其特征在于，所述混合体(5)与所述引射体(6)之间螺纹连接，所述引射体(6)中设有内接口、外接口和侧接口，所述内接口与烧嘴(11)连接，所述侧接口与气嘴(7)连接，所述外接口与护套管(8)连接。
7.如权利要求1所述的铝用炭素焙烧炉引射型燃烧器，其特征在于，所述固定盘(9)通过紧定螺钉(10)固定套设于护套管(8)上，且固定盘(9)的内壁与护套管(8)的侧壁相抵。
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