CN202141052U - 一种辐射管燃烧器 - Google Patents

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李志�
冯霄红
雍海泉
张道明
董斌
程奇伯
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Chongqing CCID thermal technology environment-friendly engineering Technology Co., Ltd.
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Abstract

本实用新型公开了一种辐射管燃烧器，包括辐射管，辐射管的中心设置有头部具有燃气喷口的燃料管路，燃气喷口的下方设置有点火枪，关键在于：辐射管的内侧设置有蜂窝状蓄热体，隔板将蓄热体与燃料管路和点火枪隔绝，分别形成一次空气管路和二次空气管路；一次空气管路内，燃气喷口周向方向环绕设置有一次空气喷口，且燃气喷口与点火枪穿出一次空气喷口；二次空气喷口位于二次空气管路内，并与蓄热体一端相接，且在周向方向等距离地环绕于燃气喷口前部的一次燃烧室。本实用新型提高冷态点火稳定性，解决了辐射管冷态点火较为困难的问题，提高燃料燃烧效率和辐射管表面温度均匀性，降低氮氧化物排放，可广泛应用于各种间接加热环境。

Description

一种辐射管燃烧器
技术领域
本实用新型涉及一种辐射管燃烧器。
背景技术
目前，金属热处理等需要使用保护气氛的加热设备大多使用辐射管式加热器，特别是在带钢连续退火炉中燃气式辐射管得到了广泛使用。随着高品质、长寿命蓄热体的小型化和紧凑化，20世纪80年代末人们开始将蓄热体应用于燃气辐射管中，通过直接增加助燃空气(或燃气)的预热温度，来提高燃气辐射管的热效率。但是，由于传统的辐射管体结构(U型及W型)并没有使烟气参与再循环回流结构的特征，故过高的预热温度也带来了辐射管内烟气参与再循环量不足，火焰中心温度较高，且NOX排放量较多的不利影响；同时整个辐射管空间较为狭小，冷态点火普遍比较困难，使得蓄热式辐射管的全面推广受到一定影响。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种提高冷态点火稳定性的辐射管燃烧器。
为了实现上述目的，采用以下技术方案：一种辐射管燃烧器，包括辐射管，辐射管的中心设置有头部具有燃气喷口的燃料管路，燃气喷口的下方设置有点火枪，其特征在于：辐射管的内侧设置有蜂窝状蓄热体，隔板将蓄热体与燃料管路和点火枪隔绝，分别形成一次空气管路和二次空气管路；一次空气管路内，燃气喷口周向方向环绕设置有一次空气喷口，且燃气喷口与点火枪穿出一次空气喷口；二次空气喷口位于二次空气管路内，并与蓄热体一端相接，且在周向方向等距离地环绕于燃气喷口前部的一次燃烧室；所述一次空气喷口包括沿圆周方向交错分布的旋流喷口与非旋流喷口；所述二次空气喷口包括中心喷口和在圆周方向分布的外围喷口。
为了燃烧充分，燃气喷口与辐射管燃烧器中心轴线呈一定的夹角A，夹角A的范围为 50°～80°。
所述旋流喷口为与中心轴线成20°～50°的矩形孔；
所述非旋流喷口为与中心轴线平行的圆形孔。
所述外围喷口不少于两个，为非对称布置，外围喷口所处的圆周上除去外围喷口后封闭区域的角度为C，C大于等于120°。
本实用新型综合利用多股流非对称布置、分级燃烧技术、非预混燃烧技术和蓄热燃烧技术，提高冷态点火稳定性，解决了辐射管冷态点火较为困难的问题，提高燃料燃烧效率和辐射管表面温度均匀性，降低氮氧化物排放，适用于各种形式的辐射管，可广泛应用于各种间接加热环境。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图； 
图2为图1中A的局部放大图；
图3为图1的立体剖面图；
图4为一次空气喷口的结构示意图；
图5为图4中B-B的剖面图；
图6为二次空气喷口的结构示意图；
图7为二次空气喷口外的空气流动示意图。
图中：件1是燃料管路、件2是一次空气管路、件3是蓄热体、件4是燃气喷口、件5是一次空气喷口、件5-1为旋流喷口、件5-2为非旋流喷口、件6是一次燃烧室、件7是辐射管、件8是二次空气喷口、件8-1为中心喷口、件8-2为外围喷口、件9是点火枪、件10为隔板、件11为二次空气管路。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1至图7所示，一种辐射管燃烧器，包括燃料管路1、一次空气管路2、蓄热体3、燃气喷口4、一次空气喷口5、一次燃烧室6、辐射管7、二次空气喷口8、点火枪9、隔板10、二次空气管路11。
燃气喷口4位于燃烧器的中心轴线外围并与中心轴线呈一定的夹角；一次空气喷口5嵌在一次空气管路内，在周向方向环绕于燃气喷口4；燃气喷口4前方的一次燃烧室6与燃气喷口4和一次空气喷口5相接，并被一次空气管路2包围；蓄热体3被隔板10隔离，并包裹在一次空气管路2外围；二次空气喷口8与蓄热体3相接，且在周向方向等距离地环绕于一次燃烧室6；辐射管7包裹在蓄热体3和二次空气喷口8的外围。
燃气喷口4引导燃气与水平成一定角度A（50°～70°）喷出,进入一次燃烧室6，遇到空气之后被点火枪9点燃；
一次空气喷口5包含交错均匀分布的旋流矩形喷口与非旋流圆形喷口，空气经一次空气喷口5进入一次燃烧室6，与燃气混合燃烧，并形成回流流场，提高冷态点火的稳定性。
二次空气喷口8则在周向方向等距离的环绕于一次燃烧室6，二次空气喷口8包括中心喷口8-1和在圆周方向分布的外围喷口8-2。其中外围喷口8-2在圆周上呈非对称布置，圆周上其他的封闭区域的角度C不低于120°，封闭区域即为烟气的回流区域。
空气被预热之后从二次空气喷口8高速喷出，在辐射管内形成压力差，形成燃烧气体回流，使得燃烧烟气参与再循环燃烧，以此降低燃烧反应区局部氧气浓度和燃烧强度，降低局部高温区，从而实现降低NOX的目的，实现拉长燃烧反应区、提高辐射管壁面的温度均匀性的目的。
蓄热体3布置在一次空气管路2外围，是二次空气进入的通道，也是烟气排放的通道。当燃烧器处于排烟工作状态时，烟气流过蓄热体3排出燃烧器，并把热量传递给蓄热体3；经过半个周期之后，燃烧器处于供热状态，空气进入燃烧器，流过蓄热体3，吸收储存在蓄热体3中的热量之后经二次空气喷口8喷出，参与燃烧。蓄热体可极限回收烟气余热，提高空气预热温度，大幅提高了燃料利用率。
本实用新型提高了辐射管燃烧器的燃料利用率、延长燃烧器的使用寿命、提高加热质量，通过空气分级燃烧及二次空气喷口的非对称布置，利用非对称二次空气喷口所形成的管内压力差，使得较多的低氧浓度燃烧烟气参与再循环，从而降低燃烧火焰中心温度及减少污染物NOX的生成。
本装置具有加工制造安装方便，使用寿命长、气密性良好及加热效果优良等优点；同时系统的稳定性和可靠性高，污染物NOX生成量低。

Claims (4)

1.一种辐射管燃烧器，包括辐射管（7），辐射管（7）的中心设置有头部具有燃气喷口（4）的燃料管路（1），燃气喷口（4）的下方设置有点火枪（9），其特征在于：辐射管（7）的内侧设置有蜂窝状蓄热体（3），隔板（10）将蓄热体（3）与燃料管路（1）和点火枪（9）隔绝，分别形成一次空气管路（2）和二次空气管路（11）；一次空气管路（2）内，燃气喷口（4）周向方向环绕设置有一次空气喷口（5），且燃气喷口（4）与点火枪（9）穿出一次空气喷口（5）；二次空气喷口（8）位于二次空气管路（11）内，并与蓄热体（3）一端相接，且在周向方向等距离地环绕于燃气喷口（4）前部的一次燃烧室（6）；
所述一次空气喷口（5）包括沿圆周方向交错分布的旋流喷口（5-1）与非旋流喷口（5-2）；
所述二次空气喷口（8）包括中心喷口（8-1）和在圆周方向分布的外围喷口（8-2）。
2.如权利要求1所述的辐射管燃烧器，其特征在于：燃气喷口（4）与辐射管燃烧器中心轴线呈一定的夹角A，夹角A的范围为 50°～80°。
3.如权利要求1或2所述的辐射管燃烧器，其特征在于：所述旋流喷口（5-1）为与中心轴线成20°～50°的矩形孔；
所述非旋流喷口（5-2）为与中心轴线平行的圆形孔。
4.如权利要求3所述的辐射管燃烧器，其特征在于：所述外围喷口（8-2）不少于两个，为非对称布置，外围喷口所处的圆周上除去外围喷口（8-2）后封闭区域的角度为C，C大于等于120°。
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