CN208186346U - 一种可控混合弥散式蓄热燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可控混合弥散式蓄热燃烧装置，其特征在于：包括炉窑、蓄热箱、燃烧器、点火枪及火焰监测、执行气缸和换向阀；所述蓄热箱与燃烧器装在炉窑一侧，所述蓄热箱成对倾斜设置，一端固定在炉窑的风道上，另一端经管道与换向阀连通；所述燃烧器设置在两蓄热箱中间，所述执行气缸一端设置在燃烧器上，另一端设置在炉窑上，推动燃烧器在两蓄热箱之间摆动；所述点火枪及火焰监测固定在燃烧器上，点火枪自带小火检测装置，默认点火枪为长明火。本实用新型既提高了双蓄热箱体蓄热式烧嘴的换热性能，又改决了固定式弥散式燃烧器不足，比传统的蓄热式与弥散式蓄热燃烧器热效应提高了3%，节约能源消耗5%，真正实现了高效、节能、经济、方便维护的使用效果。

Description

一种可控混合弥散式蓄热燃烧装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于工业炉窑的蓄热式燃烧器，特别是一种可控混合弥散式蓄热燃烧装置。

背景技术

响应国家发改委节能减排的号召，面对日益紧张的能源趋势，随着科学技术的发展和节能工艺设备的完善，人们对铝工业竖式熔铝炉燃烧排放的高温烟气的回收利用提出了更高的要求，在追求高效的回收成果的同时，更应保证其使用寿命。人们要求热交换装置投入成本更低、使用寿命长、占空间位置更小和要求热交换装置操作维护更简单，维护成本更低的装置。

传统的蓄热式燃烧器大都是采用双室蓄热室，将空气和燃气在烧嘴口内强混合，再从烧嘴喷出。所以靠近烧嘴口部处的温度高，火焰长度短，温度分布不够均匀。由于烧嘴的出口处于火焰的高温区，故对烧嘴材料的性能有很严格的要求，不然很容易就引起烧嘴脱落，从而影响炉窑设备的性能和使用寿命。并且燃气和空气都在同一个蓄热烧嘴通向炉内燃烧，由于进气、排气和蓄热的需要，在换向阀的切换下，两蓄热烧嘴要轮换作为鼓风或引风的通道，原作为鼓风侧的蓄热烧嘴，在换向时要迅速停止燃气和空气的输出，改变气体的流向成为引风和蓄热通道，这时烧嘴内的燃气若未排净或换向阀若稍有泄漏，就可能产生回火或爆炸，更甚有脱火现象的产生，其安全性能是根本无法得到保障的。同时在烧嘴内蓄热体的设计既要考虑燃气喷口和空气喷口的布置，又要考虑引风蓄热和防回火效果，使烧嘴和蓄热体的结构复杂，制造难度增加。而且对换向阀性能和质量的要求也较高。在使用中，通常认为换向阀是个隐形的黑客，时刻都有产生放炮的潜在危险。整个系统内各部件间的相互依赖性很大，不稳定性因素增加，往往是一个小部件性能不好或者损坏，就能引起较大的故障或事故。所以上述技术方案工作的稳定性和可靠性较低，也很不利于平时的维护检修。

后来有人针对以上火焰短，易回火，工作稳定性和安全性较差，结构复杂，维护检修不方便的缺陷加以改进，出现了一种弥散式蓄热燃烧系统，在燃烧器两边设置蓄热箱体，将燃气与风进行分开，改变了燃烧形式，燃气与空气分别从各自的烧嘴进入炉窑内进行混合，在炉窑内形成弥散式燃烧，火焰长，对烧嘴材料的要求较低，对炉窑的使用寿相对提高。因为空气与燃气的分开，对换向设备的品质与性能的要求得到改善，不会因为换向设备的动作不到位，质量缺陷，不工作等小问题影响到生产，维护简单化。但是在实际的使用过程中，出风与出燃气侧风压与气压大，炉窑内会行成冷区，出现温度不均匀，炉窑膨胀不一，使用寿命打拆，熔化冷区无法正常同步熔化。因为空气道与燃气道固定的角度,至使加满料后与保温时的混合速度与弥散达不到效果，甚至来不及混合即被抽入大气，得不到充分燃烧，还浪费材料。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种可控混合弥散式蓄热燃烧装置，既提高了双蓄热箱体蓄热式烧嘴的换热性能，又改决了固定式弥散式燃烧器不足，并且设备投入成本更低、运行稳定，使用寿命长、占空间位置更小，同时操作维护更简单，维护成本更低，进一步降低能耗和生产成本，提高设备的稳定性能，减少人工及维护费用，提高工人劳动安全性。

本实用新型采用的技术方案是：一种可控混合弥散式蓄热燃烧装置，其特征在于：包括炉窑、蓄热箱、燃烧器、点火枪及火焰监测、执行气缸和换向阀；所述蓄热箱与燃烧器装在炉窑一侧，所述蓄热箱成对倾斜设置，一端固定在炉窑的风道上，另一端经管道与换向阀连通；所述燃烧器设置在两蓄热箱中间，所述执行气缸一端设置在燃烧器上，另一端设置在炉窑上，推动燃烧器在两蓄热箱之间摆动；所述点火枪及火焰监测固定在燃烧器上，点火枪自带小火检测装置，默认点火枪为长明火。

所述蓄热箱倾斜设置的角度为15~35度，角度由炉窑大小设计决定。

所述执行气缸燃烧器摆动的角度为15-80度。

所述执行气缸推动燃烧器的摆动方向是根蓄热箱成鼓风时切换的，燃烧器出口与蓄热箱出口成10~85度交集在炉窑内。

本实用新型蓄热箱成对倾斜设置，其角度由炉窑大小设计决定，燃烧器设置在两蓄热箱体中间，将燃气与流通的空气在蓄热箱通向炉内的烧嘴口混合改成炉内混合，可以安全地进行鼓风和引风作业之间切换工作，彻底消除了蓄热箱处烧嘴口混合的回火现象，也从各方面杜绝了放炮的产生。

本实用新型的执行气缸的动作完全配合与蓄热箱的切换，当蓄热箱体成鼓风状态时，执行气缸将燃烧器推或拉动，将燃烧器出口与蓄热箱鼓风行成交集，实现蓄热箱喷出来的高温空气与燃烧器喷出的燃气进行可控的混合，其交集长度变短，混合空间加长，弥散运动提前进行，在空气压力的辅助下，火焰长而散，得到可靠的弥散式燃烧，使得整个炉体受热均匀，减小了升温的冷区，减小了膨胀差异，对烧嘴材料的要求也较低，对炉窑设备自身使用性能与使用寿命相对提高。

本实用新型的点火枪及火焰监测固定在燃烧器上，点火枪自带小火检测装置，默认点火枪为长明火，主要实现了点火自动化，更是保证了在炉窑在低温运行时，防止蓄热箱切换过程中燃烧器火焰因冲击产生的不稳定燃烧，并带小火检测装置，以保证运行中的正常状态。

本实用新型的两个蓄热箱共用一个燃烧器，相比原有两个蓄热箱各设置一个燃烧器来说，由于蓄热箱只需通过空气与烟气，对换向切换设备的性能与品质要求得到改善，并且不会因为切换故障导致不能持续的工作，也就是说即使切换停止了，也不会影响燃烧的进行，减小了切换对生产的影响；又因为蓄热箱体不再监护点火燃烧的工作，从结构形式更是可以简洁，紧凑，灵活。

本实用新型通过进行预热后的助燃空气输送到燃烧设备参与燃烧，比助燃空气未经预热的燃烧热效率提高58%，节约能源消耗45-55%；比传统的蓄热式与弥散式蓄热燃烧器热效应提高了3%，节约能源消耗5%，真正实现了高效、节能、经济、方便维护的使用效果。

附图说明

图1为本实用新型的原理图；

1是炉窑；2、3是蓄热箱；4是燃烧器； 5是点火枪；6是火焰监测；7是执行气缸；8是换向阀； 9是蓄热体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

从图1可知，在炉窑1外侧设置有两个蓄热箱2、 3，蓄热箱2、3的内部设置有蓄热体9，蓄热箱2、3成对倾斜设置，角度由炉窑大小设计决定，一般为15~35度，蓄热箱2、3的一端通过风口通向炉窑1内侧，蓄热箱2、3的另一端经空气管道与换向阀8连通，在两蓄热箱之间还设置有一燃烧器4，所述燃烧器4的出气口通过火口通向炉窑1内侧，其进气口经管道、阀门与燃气管连通。在燃烧器4上设有点火枪5及火焰监测6，点火枪自带小火检测装置，默认点火枪为长明火。

执行气缸7的一端设置在燃烧器4上，另一端设置在炉窑1上，执行气缸7可以推动燃烧器4在两蓄热箱之间摆动，摆动角度由炉窑功率大小设计，摆动角度一般为15-80度，所述执行气缸7推动燃烧器4摆动的方向是跟蓄热箱2、3成鼓风切换时同步的，燃烧器4出口与蓄热箱2、3出口成10~85度交集在炉窑1内。

本实用新型的蓄热箱和燃烧器可以设置在炉窑1的上方，这时蓄热箱和燃烧器在同个竖直平面里；也可以设置在炉门的二侧，这时蓄热箱和燃烧器在同个水平平面里。

本实用新型的工作过程：

本实用新型工作时，所有风机开始运行，空气经换向阀8的送气管，流经蓄热室2，热的蓄热体把空气加热，由蓄热室2的风道进入炉膛1；执行气缸7将燃烧器4推动，让燃烧器与蓄热室2的风道形成夹角，这时燃气与空气经过点火枪5，点燃点火枪5，非停机不熄灭，火焰监测显视正常，燃气再经燃烧器4遇点火枪5明火点燃，此时火焰监测6检测到燃烧器火焰正常；燃烧器喷出来的火焰与由蓄热室2的风道进入热空气在炉窑1内部进行压力混合，弥散，燃烧。蓄热箱3通过风道经换向阀8与排气管连通，成为引风，两蓄热箱2、3在炉窑1内部构成空气流通的通路，炉窑1燃烧系统正式启动。在下个周期时，蓄热箱3在引风的作用下，使其内部的蓄热体9吸收烟气余热，达到一定温度后，控制系统间歇给出换向指定，使换向阀8改变方向，于是蓄热箱2从鼓风对成了引风，蓄热箱3从引风变成了鼓风，同进执行气缸7将燃烧器4拉动，让燃烧器与蓄热室3的风道形成夹角，燃烧器4与点火枪5都继续工作，无需要关断。两蓄热箱体2、3交替进行鼓风和引风的作业，充分利用蓄热体9吸取排放烟气的余热，再施放预热空气与燃烧器4所喷出的燃气形成夹角对冲，达到充分形成压力扩散，混合，弥漫，完全的提高了燃气的着火点，使得燃气的热效应增高，达到有效节能的目的。因为其主火是燃气在主动与空气在炉内行成混合，扩散，形成弥散燃烧，所以称该燃烧方式为可控混合弥散式蓄热燃烧装置。

本实用新型专利充分利用烟气余热，主动混合，扩散，火焰长，火焰弥散在炉窑各个角落，使得炉窑各部位温差小，受热均匀，排除了升温冷区，减小了温度高低差异引起的膨胀，对炉窑自身的性能有较好的保障，使用寿命延长，确保了本装置工作的称定性和安全性，结构简单，制作方便，安装简单，能耗和生产，维护成本降低。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种可控混合弥散式蓄热燃烧装置，其特征在于：包括炉窑、蓄热箱、燃烧器、点火枪及火焰监测、执行气缸和换向阀；所述蓄热箱与燃烧器装在炉窑一侧，所述蓄热箱成对倾斜设置，一端固定在炉窑的风道上，另一端经管道与换向阀连通；所述燃烧器设置在两蓄热箱中间，所述执行气缸一端设置在燃烧器上，另一端设置在炉窑上，推动燃烧器在两蓄热箱之间摆动；所述点火枪及火焰监测固定在燃烧器上，点火枪自带小火检测装置，默认点火枪为长明火。

2.根据权利要求1所述的可控混合弥散式蓄热燃烧装置，其特征在于：所述蓄热箱倾斜设置的角度为15~35度。

3.根据权利要求1所述的可控混合弥散式蓄热燃烧装置，其特征在于：所述执行气缸燃烧器摆动的角度为15-80度。

4.根据权利要求1所述的可控混合弥散式蓄热燃烧装置，其特征在于：所述执行气缸推动燃烧器的摆动方向是根蓄热箱成鼓风时切换的，燃烧器出口与蓄热箱出口成10~85度交集在炉窑内。