CN202092129U - 燃气烧嘴 - Google Patents

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王浩
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Abstract

本实用新型公开了一种燃气烧嘴,主要是针对现有燃气烧嘴存在的诸多缺陷而设计。本实用新型燃气烧嘴,包括:烧嘴壳体、第一风管、第二风管、燃气管、第一旋流器、第二旋流器以及烧嘴砖;烧嘴砖固定在所述烧嘴壳体内,其上设有燃烧通道;第二风管的出风口与燃烧通道连通,且该第二风管出风口端设有第二旋流器;燃气管套设在第一风管外,且第一风管外壁与燃气管内壁之间留有间隙,第一旋流器设置在燃气管的燃气喷口端。本实用新型充分发挥了空气分级燃烧技术的优势,一、二次助燃空气比例调节简单方便,火焰面呈扁平状还原性气氛,有效降低了钢坯的氧化烧损程度、提高了坯料的加热质量;还大大降低了氮氧化物等污染物的排放量。

Description

燃气烧嘴
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种工业炉窑领域,尤其涉及一种燃烧效率高且节能环保的燃气烧嘴。
背景技术
[0002] 目前国内用于工业炉窑的燃气烧嘴大多采用空气包裹燃气的套管式结构,燃气由中心的钢管喷出,助燃空气通过套设在燃气喷出钢管外围的套管,并在旋流器的旋转作用下以旋转气流的形式喷入炉膛,二者在炉膛内边混合边燃烧,形成圆柱形或喇叭形的回转体火焰,这属于典型的非预混燃烧火焰。火焰内部是以燃料为主的还原性气氛,外部是以空气、二氧化碳、水蒸气等燃烧产物为主的氧化性气氛。一方面,坯料在加热过程中始终被该氧化性气氛包围,致使坯料氧化烧损严重;另一方面,这种回转体火焰在水平方向上铺展度较短,致使高温区集中在较小的区域,在被加热坯料上的垂直投射面积小、辐射角系数较低,既影响了坯料的加热效果,也极易形成局部高温区。而局部高温区的存在,给热力型氮氧化物的生成提供了便利条件,致使燃烧产物中的氮氧化物含量较高,造成环境污染。
实用新型内容
[0003] 为了克服上述缺陷,本实用新型提供一种能够有效提高火焰形成质量的燃气烧嘴。
[0004] 为了达到上述目的,本实用新型所述燃气烧嘴,包括:烧嘴壳体、第一风管、第二风管、燃气管、第一旋流器、第二旋流器以及烧嘴砖;所述烧嘴砖固定在所述烧嘴壳体内,所述烧嘴砖设有燃烧通道;所述第二风管的出风口与所述燃烧通道连通,且该第二风管出风口端设有第二旋流器;所述燃气管套设在所述第一风管外,且所述第一风管外壁与所述燃气管内壁之间留有间隙,所述第一旋流器设置在所述燃气管的燃气喷口端。
[0005] 进一步地,所述烧嘴砖上设有一次燃烧室,所述第一风管和所述第二风管的出风口以及所述燃气管燃气喷口均与所述一次燃烧室连通,所述一次燃烧室经所述燃烧通道连通炉膛。
[0006] 进一步地,所述烧嘴砖上还设置有次风通道,所述第二风管的出风口经所述次风通道与所述炉膛连通。
[0007] 进一步地,所述第二风管与所述一次燃烧室连通的风道内设有风量调节装置。
[0008] 进一步地,所述风量调节装置由固定风管和可绕自身旋转轴旋转的活动风管构成;其中,
[0009] 所述固定风管,套设在所述活动风管外或插配在所述活动风管内且一端与所述烧嘴壳体固定连接,所述固定风管侧壁上设有第一通风口 ;
[0010] 所述活动风管,为一阶梯管,其小内径端套设在所述燃气管外并经定位件固定,大内径端与所述固定风管相配合,且其侧壁上设有与所述固定风管的第一通风口配合使用的第二通风口。[0011] 进一步地,所述燃烧通道的截面为长圆形。
[0012] 进一步地,所述次风通道的截面为长圆形。
[0013] 采用本实用新型所述燃气喷嘴的工业炉窑,包括至少一个燃气烧嘴和炉体,所述燃气烧嘴与所述炉体内的炉膛连通;所述燃气烧嘴为上述任意一所述的燃气烧嘴。
[0014] 本实用新型的有益效果是:
[0015] 1、本实用新型采用燃气管包裹中心风管的套管式结构,通过调节第一风管上阀门开度来控制中心风流量,从而达到调节火焰刚度和火焰形状的目的。
[0016] 2、本实用新型通过设置一次燃烧室,将空气和燃气预混合后进行一次燃烧(即初级燃烧),使燃料在预热室内进行贫氧燃烧,避免了局部高温区,一次燃烧产物表现出强还原性气氛,使燃烧产物中氮氧
[0017] 化物的排放量减少,进而达到环保节能的目的。
[0018] 3、本实用新型采用了分级燃烧技术,通过主次风管以及风量调节装置的设置,可方便简单的调节一、二次助燃空气的比例,有效的控制燃气烧嘴的火焰。
[0019] 4、本实用新型通过设置次风通道,将经一次燃烧室内喷出的产物经燃烧通道喷入炉膛,再与次风通道喷出的二次助燃空气进行混合,使得燃烧更加充分,燃烧产物中氮氧化物的排放量可减少50%左右,另外,次风通道始终远离被加热件,使得贴近坯料的火焰面为弱还原性气氛,可有效降低坯料的氧化烧损,烧损率可降低30%左右,使坯料加热质量得以大幅提高。
[0020] 5、本实用新型所述燃烧通道的截面为长圆形,致使喷入炉膛内的火焰流为扁平状,覆盖在坯料表面,辐射角系数大,可有效提高坯料的辐射传热效果,热效率可提高15 %
左右ο
[0021] 6、本实用新型可有效消除火焰中的局部高温区,火焰刚性好,形状易于控制,且节能环保。
附图说明
[0022] 图1为本实用新型所述燃气烧嘴的一具体实施例的结构示意图;
[0023] 图2为图1中沿A-A向剖视结构示意图;
[0024] 图3为图1中沿B-B向剖视结构示意图;
[0025] 图4为本实用新型所述用于工业炉窑的燃气烧嘴的一布置位置实施例示意图。 具体实施方式
[0026] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0027] 如图1所示,本实用新型所述新型燃气烧嘴,包括:烧嘴壳体18、第一风管2(图1 中所示的具体实施例中第一风管2由进风管和中心风管5构成)、第二风管1、燃气管(图 1中所示具体实施例中燃气管由进燃气管3和燃气喷管4构成)、第一旋流器17、第二旋流器16以及烧嘴砖23 ;所述烧嘴砖23固定在所述烧嘴壳体18内,所述烧嘴砖23设有燃烧通道21 ;所述第二风管1的出风口与所述燃烧通道21连通,且该第二风管1出风口端设有第二旋流器16 ;所述燃气管套设在所述第一风管2外,且所述第一风管2外壁与所述燃气管内壁之间留有间隙,所述第一旋流器17设置在所述燃气管的燃气喷口 19端。[0028] 本实用新型中,为了使燃气燃烧的充分,减少氮氧化物的排放,如图1所示,所述烧嘴砖上设有一次燃烧室20,所述第一风管2和所述第二风管1的出风口以及所述燃气管燃气喷口 19均与所述一次燃烧室20连通,所述一次燃烧室20经所述燃烧通道21连通炉膛。
[0029] 作为本实用新型的进一步的实施例,如图1中所述,所述第二风管1与所述一次燃烧室20连通的风道内设有风量调节装置。这样即可以方便的对一、二次助燃空气流量比例进行控制,使燃料在一次燃烧室20内的一次燃烧在贫氧气氛中进行,有效的避免了局部高温区,一次燃烧产物呈还原性气氛,而后与次风通道2¾或22b内的二次助燃空气进行燃烧,进而可达到燃烧充分,火焰刚性好、氮氧化物排放少的目的。
[0030] 于一具体实施例中,如图1所示,上述的风量调节装置由固定风管12和可绕自身旋转轴旋转的活动风管11构成;其中,所述固定风管12,套设在所述活动风管11外或插配在所述活动风管11 (如图中所示)内且一端与所述烧嘴壳体18固定连接,所述固定风管12 侧壁上设有第一通风口 13 ;所述活动风管11,为一阶梯管,其小内径端套设在所述燃气管外并经定位件固定(如图2所示具体实施例中该定位件为定位螺钉8),大内径端与所述固定风管12相配合,且其侧壁上设有与所述固定风管12的第一通风口 13配合使用的第二通风口 14。
[0031 ] 本实用新型中,为了能为所述一次燃烧室经燃烧通道喷出的产物进行二次空气助燃,所述烧嘴砖上还设置一个次风通道22 (如图1、3、4所示具体实施例中,当为上烧嘴燃烧时只设置22a,当为下烧嘴燃烧时只设置22b,即次风通道远离被加热坯料),所述第二风管 1的出风口经所述次风通道2¾或22b与所述炉膛连通,这样因次风通道2¾或22b均离被加热件较远,使得贴近坯料的火焰面为弱还原性气氛,可有效减低坯料的氧化烧损,烧损率可降低30%左右,使坯料加热质量得以大幅提高。于一具体实施例中,所述的次风通道的截面为长圆形。
[0032] 在本实用新型中,如图3所示,所述燃烧通道21的截面为长圆形,这样经长圆形截面通道喷出的火焰流为扁平状,与长形坯料的长度方向平行(如图4中所示),覆盖在坯料表面。相比较现有的燃气烧嘴来说,本实用新型中的长圆形截面燃烧通道火焰喷出端(即一次燃烧室20、次风通道2¾或22b)的辐射角系数大,消除了火焰中的局部高温区,有效的提高了坯料的辐射传热效果,热效率可提高15%左右。其中需要注意的是:次风通道22a 或22b在一个燃气烧嘴上只能存在一个,不能同时存在,如图3中的22b用细虚线表示出。
[0033] 实施例1
[0034] 本实施例如图1、2和图3所示,新型燃气烧嘴包括:第二风管1、进风管、进燃气管 3、燃气喷管4、中心风管5、固定风管12、活动风管11、活动圈6、固定圈7、定位螺钉8、背板 9、螺栓10、第一通风口 13、第二通风口 14、异形法兰15、第二旋流器16、第一旋流器17、烧嘴壳体18、燃气喷口 19、一次燃烧室20、燃烧通道21、次通风道22½¾或22b)和烧嘴砖 23。本实施例如图4所示,工业炉窑中所述燃气烧嘴安装在被加热件即坯料M上方时—— 作为“上烧嘴”,次风通道仅有一个22a,且该次风通道2¾远离坯料对,燃气由进燃气管3 进入燃气烧嘴,助燃空气通过第二风管1和次进风管2进入烧嘴。第二风管1的助燃空气, 一部分通过固定风管12和活动风管11上的第一通风口 13与第二通风口 14之间的重合部分,进入固定风管12和活动风管11的内腔,这部分空气和来自中心风管5的助燃空气构成烧嘴的一次助燃空气,通过第二旋流器16和第一旋流器17的旋转作用后,以旋转流的形式和燃气喷口 19喷出的燃气一起喷入一次燃烧室20,在一次燃烧室内20发生不完全燃烧,然后通过燃烧通道21喷入炉膛。第二风管1的二次助燃空气经长条形次风通道2¾直接喷入炉膛,该部分二次助燃空气与燃烧通道21喷出的不完全燃烧产物再次混合,并在炉膛内完成整个燃烧过程。其中一、二次助燃空气的比例通过调整活动风管12和固定风管11上的第一通风口 13与第二通风口 14之间的重合面积来调节,当第一通风口 13与第二通风口 14之间的重合面积达到最大值时,一次风所占的比例最高可达40%左右。一般次进风管2 的助燃空气进入量占全部助燃空气量的10 %左右。通过调节第一风管2上阀门开度来控制中心风管5内空气流量,从而达到控制调节火焰的刚度、控制火焰的形状的目的,同时加大一次助燃空气和燃气的扰动,促进二者的混合。
[0035] 如图4所示,本实用新型实施于的工业炉窑,包括至少一个燃气烧嘴和炉体,所述燃气烧嘴与所述炉体内的炉膛连通;所述燃气烧嘴为上述任意一所述的燃气烧嘴。
[0036] 实施例2
[0037] 本实施例如图4所示,实施于工业炉窑中所述燃气烧嘴安装在被加热件即坯料30 下方时——作为“下烧嘴”,次风通道仅有一个22b,且该次风通道2¾远离坯料对,燃气由进燃气管3进入燃气烧嘴,助燃空气通过第二风管1和次进风管2进入烧嘴。第二风管1的助燃空气,一部分通过固定风管12和活动风管11上的第一通风口 13与第二通风口 14之间的重合部分,进入固定风管12和活动风管11的内腔,这部分空气和来自中心风管5的助燃空气构成烧嘴的一次助燃空气,通过第二旋流器16和第一旋流器17的旋转作用后,以旋转流的形式和燃气喷口 19喷出的燃气一起喷入一次燃烧室20,在一次燃烧室内20发生不完全燃烧,然后通过燃烧通道21喷入炉膛。第二风管1的二次助燃空气经长条形次风通道 22b直接喷入炉膛,该部分二次助燃空气与燃烧通道21喷出的不完全燃烧产物再次混合, 并在炉膛内完成整个燃烧过程。其中一、二次助燃空气的比例通过调整活动风管12和固定风管11上的第一通风口 13与第二通风口 14之间的重合面积来调节,当第一通风口 13与第二通风口 14之间的重合面积达到最大值时,一次风所占的比例最高可达40%左右。一般第一风管2的助燃空气进入量占全部助燃空气量的10%左右。通过调节第一风管2上阀门开度来控制中心风管5内空气流量,从而达到控制调节火焰的刚度、控制火焰的形状的目的, 同时加大一次助燃空气和燃气的扰动,促进二者的混合。
[0038] 以上仅为本实用新型的较佳实施例,但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
6

Claims (7)

1. 一种燃气烧嘴,包括:烧嘴壳体、第一风管、第二风管、燃气管、第一旋流器、第二旋流器以及烧嘴砖;所述烧嘴砖固定在所述烧嘴壳体内,所述烧嘴砖设有燃烧通道;所述第二风管的出风口与所述燃烧通道连通,且该第二风管出风口端设有第二旋流器;其特征在于,所述燃气管套设在所述第一风管外,且所述第一风管外壁与所述燃气管内壁之间留有间隙,所述第一旋流器设置在所述燃气管的燃气喷口端。
2.根据权利要求1所述的燃气烧嘴,其特征在于,所述烧嘴砖上设有一次燃烧室,所述第一风管和所述第二风管的出风口以及和所述燃气管燃气喷口均与所述一次燃烧室连通, 所述一次燃烧室经所述燃烧通道连通炉膛。
3.根据权利要求1所述的燃气烧嘴,其特征在于,所述烧嘴砖上还设置有次风通道,所述第二风管的出风口经所述次风通道与所述炉膛连通。
4.根据权利要求1所述的燃气烧嘴,其特征在于,所述第二风管与所述一次燃烧室连通的风道内设有风量调节装置。
5.根据权利要求4所述的燃气烧嘴,其特征在于,所述风量调节装置由固定风管和可绕自身旋转轴旋转的活动风管构成;其中,所述固定风管,套设在所述活动风管外或插配在所述活动风管内且一端与所述烧嘴壳体固定连接,所述固定风管侧壁上设有第一通风口 ;所述活动风管,为一阶梯管,其小内径端套设在所述燃气管外并经定位件固定,大内径端与所述固定风管相配合,且其侧壁上设有与所述固定风管的第一通风口配合使用的第二通风口。
6.根据权利要求1所述的燃气烧嘴,其特征在于,所述燃烧通道的截面为长圆形。
7.根据权利要求3所述的燃气烧嘴,其特征在于,所述次风通道的截面为长圆形。
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GR01 Patent grant
C14 Grant of patent or utility model
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Nanjing Industrial Furnace Co., Ltd., HTC

Assignor: Zhongye Huatian Engineering Technology Co., Ltd.

Contract record no.: 2013320000283

Denomination of utility model: Cathode roasting furnace gas burner nozzle

Granted publication date: 20111228

License type: Exclusive License

Record date: 20130401

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Granted publication date: 20111228

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