CN2092672U - 多功能低污染陶瓷高速烧嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型改造了传统非预混式高速烧嘴的结 构，分三段燃烧，配两根进风管，整个坑道中为低温不 完全燃烧，燃烧筒及缩扩喷头镶嵌在烧嘴砖内，对易 损喷头等可单独拆换使用，方法兰与燃烧筒间为舌槽 夹垫联结，除管道及法兰盘外，其他均是耐火陶瓷材 质，本体紧凑严密、低污染、多功能、长寿、后接管道温 升低，火焰稳定，调节比大，它既可用于冲击加热或熔 化炉，又可用于要求调温，调气氛及炉温均匀的各种 热处理炉和烧成窑、干燥窑等。

Description

本实用新型属热能工程燃烧装置技术领域。

高速烧嘴按煤气、空气的混合方式不同可分为预混式和非预混式两类，目前，普通采用非预混式高速烧嘴，现有技术中如英国的HOt－Work和我国北京钢铁设计研究总院研制的产品，一般包括燃料及空气接管，燃烧筒及烧嘴砖等三部分，这种结构的工作原理是燃料首先与总风管分给的一部分风在第二部分燃烧筒内混合燃烧，其中未完全燃烧的成份进入第三部分烧嘴砖里与余下部分风混合燃烧，最后燃料完全燃烧度达95％以上的高温高速烟气喷入炉膛。该结构存在的共同缺陷是：整个烧嘴长大笨重，占用空间多、散热损失大；燃烧比较集中，“爆燃”而引起的噪音较高，NOx生成量大污染环境；由于高温烟气的旋转冲刷以及冷热温度的急变，致使燃烧筒以及烧嘴砖喷出口的使用寿命较短，另外因第二部分（燃烧筒）金属壳体的传导传热致使第一部分燃气、空气接管温升高，除降低了炉子热效率外，还不利于操作。

本实用新型的目的是，提供一种非预混式多功能、低污染使用寿命长的陶瓷高速烧嘴、从而能较好地解决了现有技术的不足之处。

下面结合本实用新型的附图1和附图2对其结构特征进行展开说明

附图1为本实用新型多功能低污染陶瓷高速烧嘴的正视剖面图，附图2为本实用新型多功能低污染陶瓷高速烧嘴的左侧向视图。

燃料从管（1）通入，经末端径向小孔（4）喷出，设两条进风管（2）和（5），第一进风管（2）固定第二进风管（5）上，进风管（5）再固定在方法蓝盘（6）上，在两条进风管上各安上调节阀，这样既可灵活调节分段燃烧的空、燃比，又能控制一次进风量、使燃烧筒（8）、内的温度不超过1000摄氏度，从而可延长筒体等使用寿命降低噪音和NOx生成量；将燃烧筒（8）及缩扩喷头（11）镶嵌在烧嘴砖（7）内，这既缩短了烧嘴的全长又减少了散热损失；燃烧筒（8）、缩扩喷头（11）与烧嘴砖（7）三者根据不同的工作条件采用两种或两种以上的耐火陶瓷材料制成的，对于易损部件（如缩扩喷头）一旦损坏可随时单独更换、烧嘴砖（7）、燃烧筒（8）等陶瓷部件与金属管道间的联连是通过耐热铸铁方法兰盘（6）与预埋在烧嘴砖（7）的螺栓（15）来实现的。方法兰盘（6）带凸棱（16）与燃烧筒（8）带凹槽相匹配为舌槽接合，中间夹耐火纤维毡垫（14），燃嘴砖（7）四周色焊钢板外壳（12）。这样结构既保证了整个燃烧坑道中的气密性和高压，又可防止后续金属管道部分过热。

为了在燃烧筒内形成明显的适当体积的“中央四流区”以稳定火焰和强化燃烧等，本设计采用强旋流、旋流数“S”为0.6－1.2，最好为0.8－1.0；燃烧筒有合理的几何尺寸，扩张半角α为25～45°，最好为30～35°；扩张段长度为0.5－1.5do，最好0.8－1.1do；其中do为一次空气旋转射流喷口内径。

本设计采用分三段燃烧，进入燃烧筒内的一次空气量只允许燃料的燃烧完全度达30－50％（烟温在1000℃以下），其余未燃烧部分由第二进风管（5）经方法兰盘（6），耐火纤维毡垫（14）和燃烧筒（8）四周的通孔供入二次空气（9）及三次空气（10），在坑道中边混边烧，形成细长火焰（总的燃烧完全燃烧度达60－80％）经镶嵌在烧嘴砖（7）中的缩扩喷头（11）喷入炉膛。

本实用新型高速烧嘴是多功能的，所谓多功能是指：（1）油气两用燃烧、如原来烧煤气希望改烧轻质油，只要将进煤气管（1）改换成空气雾化的轻质油枪即可；（2）温度可调，如空气量不变则单独改变煤气量或反之煤气量不变，改变空气量，特别是二次和三次空气量，用同样的办法可调火焰长度；（3）炉内气氛可调，根据加热工艺的不同要求，炉气为氧化性，弱氧化性或还原性等，只要调节煤气与空气的配比就能达到目的。

本实用新型高速烧嘴属低污染的是因为采用了三段不完全燃烧和缩扩喷头（11）采用了特殊形状，即内部形状先是直线段，次为收缩段，再后以园弧过渡到渐扩口，类似拉鸟尔喷管，内径d按火焰平均喷出流速为100～150m／s来设计。这样既降低了NOx的生成量，克服了紊流爆燃和空气动力性引起的噪音，又减少了局部阻力引起的能量损失。

本实用新型的多功能低污染陶瓷高速烧嘴由于兼备非预混不调温与预混调温两类高速烧嘴的优点，故它既可用于不调温的冲击快速加热或冲击熔化的有关设备（如金属锻造、压延和冲压加。热炉或铝、铜等有色金属的熔化炉）又可用于调温或调气氛以及要求喷射循环炉温比较均匀的各种金属热处理炉，非金属干燥窑、烧成窑和钢铁水包烘烤等。安装本设计的高速煤嘴的热处理炉，可实行一炉多用。

附对比文献

（1）吴德荣等  英国高速烧嘴简介《工业炉通讯》1979·NO1

36－46

（2）宋  贤：燃煤气高速烧嘴简要介绍及操作要点《钢铁厂设计》

1989·NO1    16－18

Claims (5)

1、一种多功能低污染陶瓷高速烧嘴，它包括燃料及空气接管，燃烧筒和烧嘴砖，其特征在于：配有两根进风管(2)和(5)固定在方法兰盘(6)上，燃烧筒(8)与缩扩喷头(11)镶嵌在烧嘴砖(7)中。

2、根据权利要求1所述的高速烧嘴，其特征在于：进风管（2）固定在进风管（5）上，进风管（5）又固定在方法兰盘上。

3、根据权利要求1所述的高速烧嘴，其特征在于：燃烧筒（8）的扩张半角α为30～35°，扩张段的长度为0.8～1.1do，在燃烧筒（8）始端面上有一圈凹槽与方法兰盘（6）上的一圈凸棱（16）成舌槽接合。

4、根据权利要求1所述的高速烧嘴，其特征在于：缩扩喷头（11）其内部形状先是直线段，次为收缩段，再后以园弧过渡到渐扩口。

5、根据权利要求1所述的高速烧嘴，其特征在于：燃烧筒（8）缩扩喷头（11）和烧嘴砖（7）均采用耐火陶瓷材料制成的。

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