CN201355040Y - 一种双预热蓄热式燃烧器 - Google Patents

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蒋扬虎
刘占增
宋中华
曾汉生
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吴杰
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孙丽萍
周章华
邵东
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Abstract

本实用新型提供一种双预热蓄热式燃烧器，这种双预热蓄热式燃烧器，它由空气管、空气蓄热室、空气烧嘴砖、煤气管、煤气蓄热室、煤气烧嘴砖组成，所述空气蓄热室和空气烧嘴砖各设2个，分列于煤气蓄热室和煤气烧嘴砖两侧，其空气管连接空气蓄热室，空气蓄热室连接空气烧嘴砖，煤气管连接煤气蓄热室，煤气蓄热室连接煤气烧嘴砖，煤气蓄热室和2个空气蓄热室内装填高效蜂窝陶瓷蓄热体。本实用新型保证助燃空气与煤气充分混合，完全燃烧，高温炉气在排出炉外时完全燃烬，烟气中CO含量可控制在近乎为零的水平。

Description

一种双预热蓄热式燃烧器
技术领域
本实用新型涉及一种蓄热式燃烧器，用于空气和煤气双蓄热预热的蓄热式燃烧系统的高风温低氧燃烧，属于气体燃料燃烧装置技术领域。
背景技术
在本实用新型提出之前，高风温低氧燃烧技术是90年代初期从日本和欧洲开始发展起来的一种新型工程燃烧技术，该技术使用新型高效热载体、切换式蓄热工作方式以及炉膛烟气自稀释技术，实现了极高的余热回收，以及低氮氧化物排放的优良效果。这类燃烧器由于采用比表面积很高的蜂窝蓄热载体，在同样蓄热量的前提下，蓄热室实现了小型化，烧嘴和蓄热室往往制成一体。工作状态时，该燃烧器一般成对(组)工作，一组在燃烧状态，另一组则处于蓄热状态。工作一特定的周期后，通过换向装置进行切换，双侧烧嘴交替燃烧和排烟。助燃空气可从室温预热至1000℃以上高温进炉内参与燃烧，同时高温烟气排烟温度控制在露点以上、150℃以下的范围内排出，高效蓄热室有效截留烟气余热，从而可大幅度降低加热炉能源消耗。同时，通过采取低氧燃烧技术，有效的降低了Nox的生成和排放，可达到环保、节能、加热质量高的效果。蓄热式燃烧系统针对燃料种类或热值的不同，有双预热与单预热之分。一般对清洁的低热值燃料(如高炉煤气、转炉煤气)采用空气、煤气双预热方式；油类、高热值煤气及含焦油粉尘的热脏发生炉煤气则只需或只能采用助燃空气单预热方式。
目前国内使用的双预热蓄热式燃烧器全部都是采用的一边为空气喷口，一边为煤气喷口，上下或者左右布置的结构型式，喷口形式多样但各居一边，以一定小角度交汇组织炉内燃烧。这种结构型式极易导致煤气燃烧不完全，烟气中CO含量超高，无法达到国家规定的排放标准，增加不完全燃烧热损失，降低煤气的利用率，同时增加了人身和设备的安全隐患。此外，目前蓄热式加热炉普遍存在炉压高，调节困难的问题。因为蓄热式燃烧器同时担负有燃烧和排烟两种功能，燃烧器喷头在设计时要两方面兼顾，对于双预热式蓄热式燃烧器尤其重要，因为双预热时炉内烟气基本上都是从燃烧器排出。目前国内使用的双预热式蓄热式燃烧器空气喷口和煤气喷口大多为简单的直角喷口形式，阻力损失很大，排烟困难，风机动力消耗也大，容易出现因排烟不畅而引起炉压过高的问题。炉压过高会导致炉子冒火严重，散热损失增大，危害炉体设备。同时，直角喷口结构耐火材料易受高温气流冲刷而产生裂纹和剥离，影响燃烧器使用寿命。
发明内容
针对现有技术存在的缺点，本实用新型的目的在于提供一种燃烧完全、使用安全可靠、排烟顺畅，易于炉压控制，寿命更长，更加节能和环保的空气和煤气双预热蓄热式燃烧器。
为了实现上述目的，本实用新型采取的具体技术方案是：这种双预热蓄热式燃烧器，它由空气管、空气蓄热室、空气烧嘴砖、煤气管、煤气蓄热室、煤气烧嘴砖组成，所述空气蓄热室和空气烧嘴砖各设2个，分列于煤气蓄热室和煤气烧嘴砖两侧，其空气管连接空气蓄热室，空气蓄热室连接空气烧嘴砖，煤气管连接煤气蓄热室，煤气蓄热室连接煤气烧嘴砖，煤气蓄热室和2个空气蓄热室内装填有蜂窝陶瓷蓄热体。为了克服和减少喷口处的阻力损失，设计者将空气烧嘴砖上空气喷口和煤气烧嘴砖上煤气喷口设计成为带有圆弧形倒角，煤气喷口位于烧嘴中心，空气喷口位于煤气喷口两侧。
所述燃烧器空气喷口截面形状为圆形或者扁长形，喷口个数为单孔或者≥2个孔，煤气喷口水平布置，空气喷口水平或者向煤气喷口倾斜0～10°角度设置。2个空气喷口倾斜角度可以相同也可以不同。
本实用新型在试验中充分显示优越性，由于空气喷口设置于煤气喷口两侧，保证助燃空气与煤气充分混合，完全燃烧，高温炉气在排出炉外时完全燃烬，烟气中CO含量可控制在近乎为零的水平，充分利用能源，减少有害气体CO的排放，保证人身和设备的安全。本实用新型助燃空气分两路引入，根据具体炉窑情况，两路空气以不同的交角与煤气混合进行燃烧，组织合理的火焰形状，保证加热温度均匀，且高速射出的高温空气流强烈卷吸炉内烟气后形成稀薄贫氧高温气流参于燃烧，有效的抑制NOX的生成和排放。本实用新型空气喷口和煤气喷口均带有圆弧形倒角，阻力损失小，排烟顺畅，风机动力消耗小，易于炉压控制，避免出现炉压过高，炉子冒火严重，散热损失增大，危害炉体设备的问题。同时本实用新型结构保证燃烧器具有更长的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：空气管-1、煤气管-2、空气蓄热室-3、煤气蓄热室-4、空气烧嘴砖-5、空气喷口-6、煤气烧嘴砖-7、煤气喷口-8。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1所示，本实用新型燃烧器主要由空气管1、空气蓄热室3、空气烧嘴砖5、煤气管2、煤气蓄热室4、煤气烧嘴砖7等组成。空气蓄热室3和空气烧嘴砖5各2个，分列于煤气蓄热室4和煤气烧嘴砖7两侧。空气管1连接空气蓄热室3，空气蓄热室3连接空气烧嘴砖5，煤气管2连接煤气蓄热室4，煤气蓄热室4连接煤气烧嘴砖7。空气烧嘴砖5和煤气烧嘴砖7可以整体制作成为一体式，也可以为分体组合式。煤气蓄热室4和2个空气蓄热室3内装填高效蜂窝陶瓷蓄热体，节流高温烟气显热，将常温煤气和助燃空气预热到1000℃以上高温进炉内参与燃烧。煤气喷口8位于烧嘴中心，水平布置，多个圆形或者扁长形空气喷口6位于煤气喷口8两侧，经预热后的高温空气流由此高速射出，强烈卷吸炉内烟气后形成稀薄贫氧高温气流，以不同的交角与煤气混合进行燃烧，有效的抑制有害气体NOX的生成和排放。为保证煤气在炉内充分燃烬并达到火焰长度方向的温度均匀性，根据使用的炉子环境，空气喷口6水平或者向煤气喷口8倾斜0～10°角度布置。根据现场安装条件，燃烧器可以垂直布置也可以水平布置，垂直布置时，空气喷口6和煤气喷口8上下排列，水平面置时空气喷口6和煤气喷口8左右排列。空气烧嘴砖5上空气喷口6和煤气烧嘴砖7上煤气喷口8带有圆弧形倒角，减少排烟阻力，节约风机电力消耗，易于加热炉炉压控制；同时避免烧嘴砖耐火材料受高温气流冲刷而破损，增强燃烧器使用寿命。
本燃烧器直接安装在炉体的侧墙上，方便新建和改造现有的加热炉。
本燃烧器实现高温空气燃烧技术，使炉内平均温度增加，强化炉内传热，降低排烟废气温度，可大幅度节约能源，降低NOX和CO2的排放，利于环保。特别的是本实用新型的这种结构，保证了助燃空气与煤气的充分混合，完全燃烧，高温炉气在排出炉外时完全燃烬，烟气中CO含量可控制在近乎为零的水平，充分利用能源，减少有害气体CO的排放，保证人身和设备的安全。本燃烧器还具有阻力损失小，排烟顺畅，风机动力消耗小，易于加热炉炉压控制，使用寿命长等优点。本燃烧器特别针对高炉煤气和转炉煤气等低热值煤气的应用设计，适合各种火焰炉窑。

Claims (3)

1.一种双预热蓄热式燃烧器，它由空气管、空气蓄热室、空气烧嘴砖、煤气管、煤气蓄热室、煤气烧嘴砖组成，其特征在于：所述空气蓄热室和空气烧嘴砖各设2个，分列于煤气蓄热室和煤气烧嘴砖两侧，其空气管连接空气蓄热室，空气蓄热室连接空气烧嘴砖，煤气管连接煤气蓄热室，煤气蓄热室连接煤气烧嘴砖，煤气蓄热室和2个空气蓄热室内装填有蜂窝陶瓷蓄热体。
2.根据权利要求1所述的一种双预热蓄热式燃烧器，其特征在于：所述空气烧嘴砖上空气喷口和煤气烧嘴砖上煤气喷口设计成为带有圆弧形倒角，煤气喷口位于烧嘴中心，空气喷口位于煤气喷口两侧。
3.根据权利要求1或2所述的一种双预热蓄热式燃烧器，其特征在于：所述燃烧器空气喷口截面形状为圆形或者扁长形，喷口个数为单孔或者≥2个孔，煤气喷口水平布置，空气喷口水平或者向煤气喷口倾斜0～10°角度设置。
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