CN207880840U - 一种单蓄热式烧嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种单蓄热式烧嘴，其烧嘴砖上开有一个燃料喷口和四个空气喷口，燃料喷口开孔位于烧嘴砖的中心，4个呈斜圆柱形的空气喷口均匀分布在以燃料喷口为中心的圆上；四个烧嘴砖内侧空气喷口开孔所在圆的半径大于四个烧嘴砖外侧空气喷口开孔；空气喷口与水平面的夹角为α，与炉墙厚度垂直截面夹角为β，使开孔方向偏向中心的燃料喷口，且同时偏向顺时针或逆时针方向相邻的空气喷口。燃烧时，由于各空气喷口气流均有偏向相邻喷口的切向速度，四股气流之间相互扰动，优化了燃料与空气的混合程度并增强了对炉内烟气的卷吸效果，从而大了提高了燃料的燃烧效率以及降低NO_x的排放的目的。

Description

一种单蓄热式烧嘴

技术领域

本实用新型属于蓄热式加热炉设备及蓄热式燃烧技术领域，具体涉及一种单蓄热式烧嘴。

背景技术

蓄热燃烧装置是实现高温空气燃烧技术的关键设备。高温空气燃烧技术，采用热回收率达80％以上的蓄热式换热装置，极大限度回收燃烧产物中的显热，用于预热助燃空气，余热回收率高，可以节约燃料的同时减少CO₂排放；同时采取燃料分级燃烧和高速气流卷吸炉内燃烧产物，稀释反应区的含氧体积浓度，获得低氧气氛，可以大幅度减少NO_x的排放浓度。

蓄热式烧嘴对称布置在炉膛宽度方向，两侧周期性交替供热。受炉膛宽度的限制，在实际生产中，常出现燃料和空气混合不理想的现象，从而造成：(1)造成炉宽方向上的温度波动，影响出炉坯料的温度均匀性；(2)燃料燃烧不完全，造成能量的浪费，且不完全燃烧的产生烟气可能在蓄热过程中发生二次燃烧影响蓄热体的使用寿命；(3)传统的蓄热式燃烧方式，高温空气和煤气的混合过程中对炉内烟气的卷吸效果并不显著，因而并不能达到预期的低氧燃烧效果。

实用新型内容

针对目前蓄热式燃烧存在的空气与燃料混合不够理想的问题，本实用新型提供了一种单蓄热式烧嘴，通过改进空气喷口开孔轴线方向角度来达到的增加气流扰动的目的，用以提高燃料的利用率和炉膛温度的均匀性。

解决上述问题的技术方案如下：

一种单蓄热式烧嘴包括燃料入口、燃料喷口，烧嘴砖、蓄热体、燃料喷嘴、空气入口、烟气出口、烧嘴内腔、烧嘴壳体和空气喷口；燃料喷嘴穿过烧嘴内腔嵌入烧嘴砖内，烧嘴砖嵌入炉墙内；烧嘴砖上开有1个燃料喷口和4个空气喷口，燃料喷口位于烧嘴砖的中心，4个呈斜圆柱形的空气喷口均匀分布在以燃料喷口为中心的圆上；四个烧嘴砖内侧空气喷口开孔所在圆的半径大于四个烧嘴砖外侧空气喷口开孔；空气喷口与水平面的夹角为α，与炉墙(10)厚度垂直截面夹角为β，使开孔方向偏向中心的燃料喷口，且同时偏向顺时针或逆时针方向相邻的空气喷口。

进一步，所述的单蓄热式烧嘴的燃料喷嘴呈圆柱状，其轴线方向平行于炉墙厚度方向。

进一步，所述的单蓄热式烧嘴的蓄热体安装在烧嘴内下方，空气入口和烟气出口位于烧嘴下部；空气入口进入的常温空气经蓄热体加热后经烧嘴内腔后，进入空气喷口。

更进一步，所述的单蓄热式烧嘴的蓄热体由换向前的烟气加热，烟气通过蓄热体后经烟气出口排出。

与现有技术相比较，本实用新型至少具有如下有益效果：

(1)燃料经燃料喷口直接喷入炉内，提高了扩散燃烧的速率，从而减少了燃料的不完全燃烧，能量利用率得到了提升；

(2)烟气中可燃物成分减少，减少了蓄热体内二次燃烧的发生，延长了蓄热体的使用寿命；

(3)空气经蓄热体预热后经烧嘴砖的空气喷口喷入炉内，高温气体扩散速率加快，局部高温区温差减小，炉内温度均匀性提高；

(4)由于各空气喷口气流均有偏向相邻喷口的切向速度，四股气流之间相互扰动，优化了燃料与空气的混合程度增强了对炉内烟气的卷吸效果，烟气对燃烧区域的氧含量产生了稀释作用，高温低氧燃烧效果增强，有利于降低NO_x的排放。

附图说明

图1本实用新型蓄热式烧嘴示意图；

图2本实用新型蓄热式烧嘴烧嘴砖右视图及气流流动方式示意图；

图3本实用新型蓄热式烧嘴烧嘴砖内侧示意图；

图4本实用新型蓄热式烧嘴烧嘴砖外侧示意图；

其中：1-燃料入口，2-燃料口，3-烧嘴砖，3a-烧嘴砖内侧，3b-烧嘴砖外侧，4-蓄热体，5-燃料喷嘴，6-空气入口，7-烟气出口，8-烧嘴内腔，9-烧嘴壳体，10-炉墙，11、12、13、14-空气喷口，11a、12a、13a、14a-烧嘴砖内侧空气喷口开孔，11b、12b、13b、14b-烧嘴砖外侧空气喷口开孔。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

参见图1，一种单蓄热式烧嘴，包括燃料入口1、燃料喷口2，烧嘴砖3、蓄热体4、燃料喷嘴5、空气入口6、烟气出口7、烧嘴内腔8、烧嘴壳体9和空气喷口11、12、13、14；燃料喷嘴5穿过烧嘴内腔8嵌入烧嘴砖3内，烧嘴砖3嵌入炉墙10内。燃料喷嘴5呈圆柱状，其轴线方向平行于炉墙厚度方向。蓄热体4安装在烧嘴内下方，空气入口6和烟气出口7位于烧嘴下部；空气入口6进入的常温空气经蓄热体4加热后经烧嘴内腔8后，进入空气喷口11、12、13、14。蓄热体4由换向前的烟气加热，烟气通过蓄热体4后经烟气出口7排出。烧嘴砖3上开有1个燃料喷口2和4个空气喷口11、12、13、14，燃料喷口2位于烧嘴砖3的中心，4个呈斜圆柱形的空气喷口11、12、13、14均匀分布在以燃料喷口2为中心的圆上。四个烧嘴砖内侧空气喷口开孔11a、12a、13a、14a所在圆的半径大于四个烧嘴砖外侧空气喷口开孔11b、12b、13b、14b。

如图2所示为本实用新型单蓄热式烧嘴的烧嘴砖右视图及气流流动方式示意图，所述烧嘴的燃料喷口2呈圆柱状，其轴线方向平行于炉墙厚度方向。空气喷口11、12、13、14为斜圆柱形。所述空气喷口11，其中心轴线方向与水平面成30°夹角，方向偏向燃料喷口2；与炉墙厚度垂直截面成13°夹角，方向偏向空气喷口12。所述空气喷口12，其中心轴线方向与炉墙厚度垂直截面成30°夹角，方向偏向燃料喷口2；与水平面成13°夹角，方向偏向空气喷口13。所述空气喷口13，其中心轴线方向与水平面成30°夹角，方向偏向燃料喷口2；与炉墙厚度垂直截面成13°夹角，方向偏向空气喷口14。所述空气喷口14，其中心轴线方向与炉墙厚度垂直截面成30°夹角，方向偏向燃料喷口2；与水平面成13°夹角，方向偏向空气喷口11。

如图1和图2所示，所述单蓄热式烧嘴其燃烧方式如下：低温的燃料气体从燃料入口1喷入，经燃料出口2喷入炉内；常温空气经空气入口6喷入，空气经蓄热体4被加热到800～1000℃，该部分热量是由换向前烟气所传递给蓄热体的；高温空气流经烧嘴内腔8后，进入空气喷口11、12、13、14，沿四个喷口方向流入炉内，四个喷口内气流方向如图2所示。燃料喷口2喷出的燃料和烧嘴砖外侧空气出口11b、12b、13b、14b喷出的高温空气在炉内边混合边燃烧，由于空气喷口11、12、13、14具有不同的角度，使喷入炉内的四股空气气流不仅有平行于炉宽方向的轴向速度，同时有偏向相邻喷口的切向速度，从而四股气流之间相互扰动，一方面优化了燃料与空气的混合程度，提高了燃料的能量利用率；另一方面，强烈的扰动增强了对炉内烟气的卷吸效果，从而使蓄热式燃烧的低氧效果更显著，有利于减少NO_x的排放。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，但并不能因此理解为对本实用新型范围的限制。本领域的技术人员在本实用新型构思的启示下对本实用新型所做的任何变动均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种单蓄热式烧嘴，其特征在于，包括燃料入口(1)、燃料喷口(2)，烧嘴砖(3)、蓄热体(4)、燃料喷嘴(5)、空气入口(6)、烟气出口(7)、烧嘴内腔(8)、烧嘴壳体(9)和空气喷口(11、12、13、14)；燃料喷嘴(5)穿过烧嘴内腔(8)嵌入烧嘴砖(3)内，烧嘴砖(3)嵌入炉墙(10)内；烧嘴砖(3)上开有1个燃料喷口(2)和4个空气喷口(11、12、13、14)，燃料喷口(2)位于烧嘴砖(3)的中心，4个呈斜圆柱形的空气喷口(11、12、13、14)均匀分布在以燃料喷口(2)为中心的圆上；四个烧嘴砖内侧空气喷口开孔(11a、12a、13a、14a)所在圆的半径大于四个烧嘴砖外侧空气喷口开孔(11b、12b、13b、14b)；空气喷口(11、12、13、14)与水平面的夹角为α，与炉墙(10)厚度垂直截面夹角为β，使开孔方向偏向中心的燃料喷口(2)，且同时偏向顺时针或逆时针方向相邻的空气喷口。

2.根据权利要求1所述的一种单蓄热式烧嘴，其特征在于，所述的燃料喷嘴(5)呈圆柱状，其轴线方向平行于炉墙厚度方向。

3.根据权利要求1所述的一种单蓄热式烧嘴，其特征在于，所述的蓄热体(4)安装在烧嘴内下方，空气入口(6)和烟气出口(7)位于烧嘴下部；空气入口(6)进入的常温空气经蓄热体(4)加热后经烧嘴内腔(8)后，进入空气喷口(11、12、13、14)。

4.根据权利要求3所述的一种单蓄热式烧嘴，其特征在于，所述的蓄热体(4)由换向前的烟气加热，烟气通过蓄热体(4)后经烟气出口(7)排出。