CN201289087Y

CN201289087Y - 四腔一体自身蓄热式烧嘴

Info

Publication number: CN201289087Y
Application number: CNU2008201530255U
Authority: CN
Inventors: 王海霞; 王凤平; 朱昆; 王永峰; 王敬梅
Original assignee: SHANGHAI DINGCAN THERMAL ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI DINGCAN THERMAL ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2018-09-12

Abstract

本实用新型涉及一种四腔一体自身蓄热式烧嘴，主要适用于热脏发生炉煤气、混合煤气、净发生炉煤气、焦炉煤气及天然气、液化石油气等高热值燃气，属于燃烧装置领域。烧嘴通体设计为圆柱形，蓄热体设计为扇形蜂窝体和扇形挡砖，烧嘴内部分割成四个交替换向的普通空气蓄热室，且以圆柱形轴线布置于燃气喷管四周，这种结构保证了煤气的连续流动和在炉内的连续燃烧，使蜂窝体的堵塞问题得到改善；在空气蓄热室的空气喷口内侧开有侧吸口，促进贫氧燃烧，使坯料的氧化烧损程度得到明显改善，另外NO_X的生成量大大降低；烧嘴设计了压紧结构，既提高了密封性又具有可拆卸性。本实用新型是一种结构新颖、环保节能、使用寿命长的蓄热式烧嘴。

Description

四腔一体自身蓄热式烧嘴

【技术领域】

本实用新型涉及冶金、陶瓷热工设备的燃烧装置技术领域，具体地说，是一种四腔一体自身蓄热式烧嘴。

【背景技术】

近年来，蓄热式燃烧技术以其显著的节能减排效果在我国钢铁、化工、机械行业得到广泛的应用。对于热值1200kcal/Nm³以上的燃料多以空气单蓄热形式为宜，对于以混合煤气(热值1800~2200kcal/Nm³)、净发生炉煤气(热值1400kcal/Nm³)、焦炉煤气(热值3400~4000kcal/Nm³)及天然气(热值8000~10000kcal/Nm³)等为燃料的工业炉上采用空气单蓄热式燃烧技术，普遍收到较好的节能效果，但是由于空气被预热到1000℃左右参与燃烧，因此被加热钢坯的氧化烧损加重。而在以热脏发生炉煤气为燃料的工业炉窑上采用空气单蓄热式燃烧技术并不成功，很多企业在以热脏发生炉煤气为燃料的工业炉窑上采用了蓄热式烧嘴后，由于热脏发生炉煤气含有大量焦油和灰尘，经常堵塞蓄热式烧嘴的关键部件——蜂窝体，导致蓄热式烧嘴不能正常发挥作用。

现有的蓄热式烧嘴的使用情况如下：

普通的单蓄热烧嘴用在热脏发生炉煤气上，在由供风期向蓄热期换向时，煤气需要切断。含有大量焦油和灰尘的煤气每60秒(换向周期)左右切断一次，导致焦油在煤气喷口处结焦堵塞煤气喷口。在煤气切断的瞬间，刚性气流消失后空气喷口开始排烟，此时抽吸的刚好是混有大量灰尘的烟气，甚至是未来得及完全燃烧的煤气、烟气混合物，因此就造成蓄热室内蜂窝体的堵塞。

普通的单蓄热烧嘴用在混合煤气、净发生炉煤气、焦炉煤气及天然气等热值相对较高的燃料上，节能效果比较明显，但由于空气被预热到1000℃左右参与燃烧，因此火焰有明显的高温区，整体温度不均匀。此外，由于蓄热式烧嘴是炉内混合，因此燃料热值越高，混合就越不好，为了得到刚性火焰，空气比例偏高，造成氧化烧损严重。

【发明内容】

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可拆卸的、四腔一体自身蓄热式烧嘴，既能使蜂窝体的堵塞和坯料的氧化烧损明显改善，又保证了煤气的连续流动和在炉内的连续燃烧，且NO_X的生成量大大降低。

为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种四腔一体自身蓄热式烧嘴，含有小圆柱体、大圆柱体、烧嘴砖、燃气喷管以及空气入口，其特征是，小圆柱体与大圆柱体同轴心且连为一体，在大圆柱体的前端设有烧嘴砖，燃气喷管贯穿于小圆柱体、大圆柱体和烧嘴砖的轴心，空气入口设置于小圆柱体上；大圆柱体内壁衬有保温层，壳体内设有四个蓄热室，蓄热室以圆柱形的轴心为轴线设置在燃气喷管的四周，蓄热室与蓄热室以及与燃气喷管之间用耐火隔板隔开；小圆柱体不设保温层，其内部四个腔分别对应连接四个蓄热室；共设两个空气通道，每个空气通道分别外接一个空气入口，内连一组蓄热室；四个蓄热室的进气端连接在小圆柱体的内端，通过空气通道与空气入口相通，四个蓄热室的出气端通过热空气室连接空气喷管。

可选的，所述的空气入口有两个，为中空长方形柱状体，其口端有法兰，彼此呈垂直状态设置在小圆柱体上。

可选的，所述中空长方形柱状体的下半段呈喇叭状，其扩大的底部与小圆柱体连结。

可选的，所述的四个蓄热室为扇状柱形，蓄热体(蜂窝体和挡砖)分相同的小块扇状柱体置于蓄热室内，长度一般为100毫米。

可选的，所述的四个蓄热室，每相对的两个为一组，当一组蓄热室进气蓄热时，另一组蓄热室用于排烟。

可选的，所述的每个蓄热室设置有两根空气喷管，四个蓄热室共设置有八根空气喷管，空气喷管通过空气室向轴心燃气喷管倾斜。

在所述的空气喷管内设置有侧吸管。

所述侧吸管的一端连接在空气喷管的中部，侧吸管的另一端呈喇叭状开口，设置在空气喷管端口的外侧。

可选的，在大圆柱体与烧嘴砖之间设置有压紧结构，使大圆柱体与烧嘴砖结合更紧密。

可选的，所述的压紧结构可以拆装。

本实用新型四腔一体自身蓄热式烧嘴的工作过程是：

将本实用新型的烧嘴安装到炉墙上后，燃气由小圆柱体中轴经燃气喷管在大圆柱体的外端中心喷出，空气由一个空气入口经由空气通道进入相连通的一组蓄热室，经蓄热体蓄热至所需温度后从该组蓄热室出气端相对应的四个空气喷管喷出；燃气和空气分别被喷出后在炉膛内混合，炉膛内产生的烟气则同时从另一组蓄热室出气端的空气喷口和侧吸口进入该组蓄热体，最后经由该组蓄热室进气端的空气通道从另一个空气入口排出，两组蓄热室(两个空气通道)交替换向，实现了空气与烟气的换向在同一烧嘴上进行，而煤气是即不换向也不切断。

本实用新型四腔一体自身蓄热式烧嘴的积极效果是：

(1)将四个交替换向的普通空气蓄热室一体化，实现用同一根煤气喷管，相对的两个蓄热室作为一个单元与另外两个相对的蓄热室单元进行交替换向，实现了空气与烟气的换向在同一烧嘴上进行，这样，换向时煤气就不用切断，并且与上下或左右对称的空气喷口混合，使火焰保持恒定、长直，保证了煤气的连续流动和在炉内的连续燃烧。

(2)炉膛内的低含尘量烟气可及时通过蓄热室排出，使蜂窝体的堵塞问题得到了改善。

(3)烧嘴设计成圆柱形，蓄热体设计成扇形并以圆柱形轴心四周布置，其在工作时可将主要的受力均匀地向四周发散，与矩形蓄热式烧嘴以及矩形蜂窝体相比，本实用新型的寿命更长。

(4)烧嘴砖外形呈圆柱形，安装到加热炉炉墙上后给炉墙的浇注带来方便，浇注料会沿着烧嘴砖周身自然充满，使施工难度降低。

(5)烧嘴设计有安装压紧结构，使烧嘴和烧嘴砖结合紧密，使用过程中不受炉墙耐材变形影响，密封性有提高；同时，这样的设计克服了以往蓄热式烧嘴不可拆卸的缺点，可达到像常规烧嘴一样的拆装要求。

(6)空气喷管内设有侧吸口，此结构是利用烟气或空气经过蓄热室喷口时在喷口侧内壁产生负压的原理，在排烟时可以实现通过主排烟口和侧吸口同时排烟，降低了排烟处炉内的气流扰动。供空气助燃时侧吸口可吸入一定量的烟气参混到助燃空气中，从而降低了助燃空气的氧含量，形成贫氧燃烧。此结构解决了高温空气单纯与煤气混合、产生带有高温区的氧化焰的问题，使坯料的氧化烧损程度得到明显改善，同时NO_X的生成量大大降低。

【附图说明】

附图1是本实用新型四腔一体自身蓄热式烧嘴的结构外观图；

附图2是本实用新型四腔一体自身蓄热式烧嘴的结构左视图；

附图3是本实用新型四腔一体自身蓄热式烧嘴的结构右视图；

附图4是附图3B-B’的截面剖视图；

附图5是附图4D-D’的截面剖视图。

图中的标号分别为：

1、小圆柱体，　　　　2、大圆柱体，　　3、燃气喷管，

31、燃气喷管法兰，　 32、燃气喷嘴， 33、燃气喷口，

41、第一空气入口， 42、第二空气入口， 51、第一蓄热室，

52、第二蓄热室， 53、第三蓄热室， 54、第四蓄热室，

6、空气通道， 7、空气室， 8、空气喷管，

9、侧吸管，　　　　　　10、耐火隔板，　　　　　11、保温陶瓷纤维毡，

12、烧嘴砖， 13、锚固钩， 14、压紧结构，

15、蜂窝体， 16、螺栓， 17、法兰螺栓。

【具体实施方式】

以下结合附图给出本实用新型的具体实施方式，但本实用新型不限于以下的实施方式。

参见附图1。本实用新型四腔一体自身蓄热式烧嘴含有小圆柱体1、大圆柱体2、燃气喷管3以及第一空气入口41、第二空气入口42，小圆柱体1的直径比大圆柱体2的直径小，但两者同轴心且连为一体：小圆柱体1通过法兰和法兰螺栓17与大圆柱体2(的法兰)连接，法兰与法兰之间采用橡胶石棉板密封垫密封，同时小圆柱体1内的四腔隔板端部插入大圆柱体2连接端面上的插槽内，插槽内事先垫有陶瓷纸，其随着小圆柱体1四腔隔板端部的插入、压紧可达到密封，这样小圆柱体1的四腔与大圆柱体2的四腔联通。

燃气喷管3位于圆柱体的中心，第一空气入口41与第二空气入口42相互垂直且均垂直设置在小圆柱体1上。第一空气入口41和第二空气入口42大小和结构相同，均为中空方形，口上端有法兰，口下端呈喇叭状与小圆柱体1垂直连结为一体。

小圆柱体1和大圆柱体2的外壳、第一空气入口41和第二空气入口42均可采用钢板制作。

参见附图2和附图4。燃气喷管3贯穿于小圆柱体1和大圆柱体2的轴心，管体可采用耐热钢管，燃气喷管法兰31通过螺栓16连接在小圆柱体1左侧的端面上，燃气喷管3出气端连接有燃气喷嘴32，燃气喷嘴32为哑铃状，中间有一缩口，燃气喷嘴32的外端为喇叭状的燃气喷口33。

参见附图3和附图4。大圆柱体2内设有四个大小和结构相同的扇形蓄热室：第一蓄热室51、第二蓄热室52、第三蓄热室53和第四蓄热室54，它们以圆柱形轴线为中心对称布置在燃气喷管3的四周；蓄热室进气端与空气通道6的一端连接，空气通道6设置在小圆柱体1内，其另一端与空气入口连接；蓄热室的出气端均有一个梯形端面的扇柱形空气室7，空气室7的出气端连有两个空气喷管8，空气喷管8向燃气喷管3的轴心倾斜；在空气喷管8内设有侧吸管9，侧吸管9的内端连接在空气喷管8的中部，外端口呈喇叭状，设置在空气喷管8端口的外侧，比空气喷管8端口离燃气喷口33(轴心)稍远。

四个蓄热室主体部分及燃气喷管3相互之间用耐火隔板10隔开，在耐火隔板10与大圆柱体2的外壳之间设有保温陶瓷纤维毡11，耐火隔板10与保温陶瓷纤维毡11之间通过若干锚固钩13固定在一起；在大圆柱体2的前端设有烧嘴砖12，四个蓄热室的出气端部分及空气室7和侧吸管9均设在烧嘴砖12上，燃气喷管3插入烧嘴砖12的中心圆柱管内；在大圆柱体2与烧嘴砖12之间设置压紧结构14，耐火隔板10及大圆柱体2与烧嘴砖12之间通过压紧结构14连结在一起，可提高烧嘴安装的密封性，同时压紧结构14可拆装，从而使烧嘴可拆卸。

参见附图5。将第一蓄热室51、第二蓄热室52、第三蓄热室53、第四蓄热室54设计成扇形结构，蜂窝体15也设计成扇形，填充在蓄热室内，并以圆柱形轴线为中心对称布置，其构成的烧嘴就成为圆柱形结构，其在工作时可将受力均匀地向四周发散，与矩形蓄热式烧嘴及矩形蜂窝体相比，圆柱形结构烧嘴的寿命更长。

Claims

1、一种四腔一体自身蓄热式烧嘴，含有小圆柱体、大圆柱体、烧嘴砖、燃气喷管以及空气入口，其特征是，小圆柱体与大圆柱体同轴心且连为一体，在大圆柱体的前端设有烧嘴砖，燃气喷管贯穿于小圆柱体、大圆柱体和烧嘴砖的轴心，空气入口设置于小圆柱体上；大圆柱体内壁衬有保温层，壳体内设有四个蓄热室，蓄热室以圆柱形的轴心为轴线设置在燃气喷管的四周，蓄热室与蓄热室以及与燃气喷管之间用耐火隔板隔开；小圆柱体不设保温层，其内部四个腔分别对应连接四个蓄热室；共设两个空气通道，每个空气通道分别外接一个空气入口，内连一组蓄热室；四个蓄热室的进气端连接在小圆柱体的内端，通过空气通道与空气入口相通，四个蓄热室的出气端通过热空气室连接空气喷管。

2、根据权利要求1所述的四腔一体自身蓄热式烧嘴，其特征在于，所述的空气入口有两个，为中空长方形柱状体，其口端有法兰，彼此呈垂直状态设置在小圆柱体上。

3、根据权利要求2所述的四腔一体自身蓄热式烧嘴，其特征在于，所述中空长方形柱状体的下半段呈喇叭状，其扩大的底部与小圆柱体连结。

4、根据权利要求1所述的四腔一体自身蓄热式烧嘴，其特征在于，所述的四个蓄热室为扇状柱形，蓄热体——蜂窝体和挡砖分相同的小块扇状柱体置于蓄热室内。

5、根据权利要求1、或4所述的四腔一体自身蓄热式烧嘴，其特征在于，所述的四个蓄热室，每相对的两个为一组，当一组蓄热室进气蓄热时，另一组蓄热室用于排烟。

6、根据权利要求5所述的四腔一体自身蓄热式烧嘴，其特征在于，所述的蓄热室设置有两根空气喷管，四个蓄热室共设置有八根空气喷管，空气喷管通过空气室向轴心燃气喷管倾斜。

7、根据权利要求1所述的四腔一体自身蓄热式烧嘴，其特征在于，在所述的空气喷管内设置有侧吸管。

8、根据权利要求7所述的四腔一体自身蓄热式烧嘴，其特征在于，所述侧吸管的一端连接在空气喷管的中部，侧吸管的另一端呈喇叭状开口，设置在空气喷管端口的外侧。

9、根据权利要求1所述的四腔一体自身蓄热式烧嘴，其特征在于，在大圆柱体与烧嘴砖之间设置有压紧结构。

10、根据权利要求9所述的四腔一体自身蓄热式烧嘴，其特征在于，所述的压紧结构可以拆装。