CN205501104U - 管壁弧缝式无级调控浸没燃烧喷管 - Google Patents

Abstract

一种管壁弧缝式无级调控浸没燃烧喷管，其特征是：这种燃烧喷管至少由内管（2）和外管（3）同轴套装构成；在内管（2）和外管（3）的管壁环周方向上，开设有内管（2）的弧形喷缝（4），和外管（3）的弧形喷缝（5）；它们相互对应，并各自沿喷管轴向排成一排；内管（2）为通气管，外管（3）为阀门管；它们紧密滑动连接，将它们相对旋转，便可使内管（2）的弧形喷缝（4）开启、关闭，并无级调节弧形喷缝的开启大小，从而达到改变流速和流量的目的；在外管（3）的外壁上，可紧密套装一层保护管，它与外管（3）相对固定，其弧形喷缝与内管（2）和外管（3）的弧形喷缝相对应。

Description

管壁弧缝式无级调控浸没燃烧喷管

技术领域

一种浸没燃烧器。

背景技术

目前，用燃料连续熔制玻璃液均采用表面加热的方法。它有着几个难以克服的缺点：一是热效率较低，热损耗严重；二是熔化率较低；三是熔化池燃烧空间的燃气温度高、流速大，对窑炉耐火材料侵蚀较快，降低了窑炉使用寿命。为了节省能源、减少排放和降低成本并提高窑炉使用寿命，国内外都在探索更有效的加热方法代替表面加热，例如浸没燃烧和电极加热。

但是，迄今为止，所谓浸没燃烧是将气态燃料燃烧器从窑底插入窑内，使燃烧的废气以高温高速直接喷入熔池玻璃液中，搅动着玻璃液，并将大部分热量传给玻璃液和配合料，使玻璃料迅速熔化。

这种方法不仅可使燃烧气体的热量被玻璃液充分吸收，热损失小，熔化率高，节能效果十分显著（国外介绍浸没燃烧方法的熔化率可达9~10吨/平方米·日，每公斤玻璃液热耗在1000千卡以下）。而且由于高温气体翻腾，对玻璃液起搅拌作用，使池内的玻璃液更均匀。又由于离开玻璃液的废气温度基本和熔池中表面玻璃液的温度相同，因而降低了熔窑空间的温度，延长了窑炉的使用寿命。

浸没燃烧方法有许多优点，因此包括中国在内的美、日、法、俄等国都先后进行了深入的研究和试验，但到目前为止均未在大规模工业应用上获得成功。

其原因在于，这种传统浸没燃烧的方法有着难以解决的问题： 1、澄清问题：在向玻璃液中喷入燃气和空气混合物时(燃烧产物)，喷嘴的作业条件比较困难，只有混合气体耗量大大超过用空气或蒸汽鼓抱时，熔制才会正常进行。由于玻璃液的激烈鼓泡翻腾，使玻璃液呈泡沫状，自身的微小气体夹杂物显著增多，因此，使玻璃液澄清很困难。 2、燃料问题：在熔体中吸留或夹杂的灰泡成分主要是未参加反应的不活泼气体，也就是燃料燃烧过程中释放出的氮，如：用天然气一空气混合气体的浸没燃烧喷嘴所产生的燃烧产物中，含氮量超过70%，而一般的燃烧方法则允许在燃烧产物中的含氮量不超过30%，对于平板玻璃，则最好不超过10%(重量)。因此，这也是气体夹杂物多的主要原因。用纯氧燃烧工艺可有效解决上述两个问题，但带来的问题是，火焰温度过高，喷嘴蚀损过快，又无法补偿或更换。 3、燃烧器问题：由于燃烧器是浸没在熔体中的，其质量、安放位置以及操作控制都比以往要求严格，否则，一旦燃烧发生故障，使玻璃液进人其内固化，则不能继续使用。另外，当玻璃液达到一定深度时，喷嘴的冲力不够，火焰则不进玻璃液，而从旁边耐火材料喷出。秦皇岛玻璃研究院在试验中就遇到过这种情况。缩小喷嘴直径可解决上述问题，但又会造成燃烧热量不足的问题。 4、耐火材料问题：由于玻璃液在窑内剧烈翻腾，上部结构空间会被飞溅出来的玻璃液所冲刷，一般的硅砖和铬砖适应不了这种熔窑的需要。当在池底设置多个燃烧喷嘴时，也会削弱耐火材料的强度。另外，如在熔液中燃烧天然气(为供入窑内总量的7-10%),会使热交换大大加强。过多地提高直接在熔窑中燃烧的天然气量，耐火材料受蚀严重。 5、玻璃液粘度、气源压力和流量的波动，对混合气体压力和喷速的影响很大，使其难以长期恒定地保持在玻璃液中燃烧，极易造成脱火或回火现象。 6、最为关键的问题是：由于受材料限制，燃烧器(尤其是喷火嘴)极易损耗、寿命较短，而且既无法补偿也难以更换。所以尽管经过长期的研究和试验，却难以投入实际应用。

为此，专利申请“排管浸没燃烧法及其喷管浸没燃烧器”（申请号：2016100631883）发明了一种 喷管浸没燃烧器，可对燃气和助燃气体进行分级调节；但其不足之处在于：不能对燃气和助燃气体进行无级调控，因此无法对燃烧效果进行精细可靠的控制。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种管壁弧缝式无级调控浸没燃烧喷管，其特征是：这种燃烧喷管至少由内管2和外管3同轴套装构成；在内管2和外管3的管壁环周方向上，开设有内管2的弧形喷缝4，和外管3的弧形喷缝5；它们相互对应，并各自沿喷管轴向排成一排；内管2为通气管，外管3为阀门管；它们紧密滑动连接，将它们相对旋转，便可使内管2的弧形喷缝4开启、关闭，并无级调节弧形喷缝的开启大小，从而达到改变流速和流量的目的；在外管3的外壁上，可紧密套装一层保护管（图中未画出），它与外管3相对固定，其弧形喷缝与内管（2）和外管（3）的弧形喷缝相对应。

上述内管2和外管3可用耐热钢制作，保护管用耐火材料（如刚玉等）制作；可将保护管分为数段，套装在外管3的外壁上，以便将其从窑池的一侧，一段一段地顶出池壁砖外更换，从而达到长期使用的目的。

为了提高其使用寿命，也可对喷管采取气冷或水冷保护措施。

这种管壁弧缝式无级调控浸没燃烧喷管，被设置在窑池底部、横跨窑池并行排列；其中一支喷管喷出燃料，另一支喷管喷出助燃剂，喷出的燃料和助燃剂在熔液内上升过程中相遇、混合并发生燃烧反应，生成高温烟气，并将热量传给周围的熔液，从而达到熔化和均化物料的目的。

上述喷管的弧形喷缝宽度可从几毫米至十几毫米；弧长不长于半个周长。

上述喷管也可以鼓泡方式喷出燃气和助燃剂，或仅仅鼓出压缩空气，作为传统的鼓泡器使用。相对于传统的鼓泡器，这种喷管具有容易更换、喷孔直径可调、制造成本低、安装使用方便等优点。

这种喷管浸没燃烧器的有益之处在于：1、结构简单，制造容易，使用方便；2、便于更换，使用寿命长； 3、安全可靠，燃烧完全；4、熔化效率高，熔液均化效果好；5、对耐火材料的侵蚀小；6、适合于纯氧高温燃烧，不仅可以熔化高熔点物料，而且烟气量大为减少；7、可对燃烧效果进行精细无级、可靠调控。

附图说明

图1是上述喷管的轴向剖面构造图。

图2是上述喷管的外观立体构造图。

图中1. 通气管腔，2. 内管，3. 外管，4. 内管2的弧形喷缝，5. 外管3的弧形喷缝。

具体实施方式

图1、图2中，这种燃烧喷管至少由内管2和外管3同轴套装构成；在内管2和外管3的管壁环周方向上，开设有内管2的弧形喷缝4，和外管3的弧形喷缝5；它们相互对应，并各自沿喷管轴向排成一排；内管2为通气管，外管3为阀门管；它们紧密滑动连接，将它们相对旋转，便可使内管2的弧形喷缝4开启、关闭，并无级调节弧形喷缝的开启大小，从而达到改变流速和流量的目的；在外管3的外壁上，可紧密套装一层保护管（图中未画出），它与外管3相对固定，其弧形喷缝相对应。

上述内管2和外管3可用耐热钢制作，保护管用耐火材料（如刚玉等）制作；可将保护管分为数段，套装在外管3的外壁上，以便将其从窑池的一侧，一段一段地顶出池壁砖外更换，从而达到长期使用的目的。

为了提高其使用寿命，也可对喷管采取气冷或水冷保护措施。

这种管壁弧缝式无级调控浸没燃烧喷管，被设置在窑池底部、横跨窑池并行排列；其中一支喷管喷出燃料，另一支喷管喷出助燃剂，喷出的燃料和助燃剂在熔液内上升过程中相遇、混合并发生燃烧反应，生成高温烟气，并将热量传给周围的熔液，从而达到熔化和均化物料的目的。

上述喷管的弧形喷缝宽度可从几毫米至十几毫米；弧长不长于半个周长。

上述喷管也可以鼓泡方式喷出燃气和助燃剂，或仅仅鼓出压缩空气，作为传统的鼓泡器使用。相对于传统的鼓泡器，这种喷管具有容易更换、喷孔直径可调、制造成本低、安装使用方便等优点。

Claims (2)

1.一种管壁弧缝式无级调控浸没燃烧喷管，其特征是：这种燃烧喷管至少由内管（2）和外管（3）同轴套装构成；在内管（2）和外管（3）的管壁环周方向上，开设有内管（2）的弧形喷缝（4），和外管（3）的弧形喷缝（5）；它们相互对应，并各自沿喷管轴向排成一排；内管（2）为通气管，外管（3）为阀门管；它们紧密滑动连接，将它们相对旋转，便可使内管（2）的弧形喷缝（4）开启、关闭，并无级调节弧形喷缝的开启大小，从而达到改变流速和流量的目的；在外管（3）的外壁上，可紧密套装一层保护管，它与外管（3）相对固定，其弧形喷缝与内管（2）和外管（3）的弧形喷缝相对应。

2.根据权利要求1所述的一种管壁弧缝式无级调控浸没燃烧喷管，其特征是：上述内管（2）和外管（3）用耐热钢制作，保护管用耐火材料制作；将保护管分为数段，套装在外管（3）的外壁上，以便将其从窑池的一侧，一段段地顶出池壁砖外更换，从而达到长期使用的目的。