CN220229143U - 一种无氧化低NOx烧嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无氧化低NOx烧嘴，属于工业炉窑技术领域。本实用新型包括壳体、烧嘴砖、燃气管和烧嘴芯，所述壳体与烧嘴砖连接，所述燃气管与壳体贯穿，所述燃气管的两端分别为燃气入口和燃气出口，所述燃气入口外露于壳体，所述燃气出口与烧嘴芯连接，所述烧嘴芯位于烧嘴砖内，其结构特点在于：所述烧嘴砖上设置有烧嘴砖第一腔体、烧嘴砖第二腔体、燃烧腔室、空气通孔和二次燃气安装孔，所述烧嘴砖第一腔体与燃烧腔室连通，所述燃烧腔室与烧嘴砖第二腔体连通，所述空气通孔倾斜设置，且空气通孔的两端分别与烧嘴砖第一腔体和烧嘴砖第二腔体连通，所述二次燃气安装孔的数量为两个，两个二次燃气安装孔对称、且倾斜设置。

Description

一种无氧化低NOx烧嘴

技术领域

本实用新型涉及一种无氧化低NOx烧嘴，属于工业炉窑技术领域，主要用于钢铁行业冷轧镀锌线、硅钢连续热处理生产线等产品快速无氧化加热。

背景技术

目前国内绝大部分镀锌线无氧化加热段普遍采用的常规烧嘴，有的仅在燃烧室内混合燃烧,无二次空气通孔,火焰局部温度高,造成钢带过烧；有的虽设空气通孔，但无偏转角，造成空气、燃气混合不理想，尤其是在无氧化加热欠氧燃烧的情况下，仍会出现”氧逃逸”现象，存带钢氧化等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的无氧化低NOx烧嘴。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该无氧化低NOx烧嘴，包括壳体、烧嘴砖、燃气管和烧嘴芯，所述壳体与烧嘴砖连接，所述燃气管与壳体贯穿，所述燃气管的两端分别为燃气入口和燃气出口，所述燃气入口外露于壳体，所述燃气出口与烧嘴芯连接，所述烧嘴芯位于烧嘴砖内，其结构特点在于：所述烧嘴砖上设置有烧嘴砖第一腔体、烧嘴砖第二腔体、燃烧腔室、空气通孔和二次燃气安装孔，所述烧嘴砖第一腔体与燃烧腔室连通，所述燃烧腔室与烧嘴砖第二腔体连通，所述空气通孔倾斜设置，且空气通孔的两端分别与烧嘴砖第一腔体和烧嘴砖第二腔体连通，所述二次燃气安装孔的数量为两个，两个二次燃气安装孔对称、且倾斜设置。

进一步地，所述燃烧腔室的两端分别为入口端和出口端，所述入口端和出口端均呈圆柱状结构设置，所述入口端与出口端之间为过渡段，所述过渡段呈收缩状结构设置，所述入口端的直径大于出口端的直径。

进一步地，还包括二次燃气管，所述二次燃气安装孔的两端分别为入口和出口，所述二次燃气管通过入口安装在二次燃气安装孔内，所述出口与加热空间连通。

进一步地，所述烧嘴砖上设置有烧嘴砖金属壳体，所述烧嘴砖金属壳体与壳体连接。

进一步地，所述空气通孔呈圆柱状结构设置，所述空气通孔的数量为m，8≥m≥2，且m为偶数，所述空气通孔的中心线与烧嘴砖的中心线夹角为α，30°≥α≥0°。

进一步地，当α=0°, 空气通孔的沿中心线逆时针偏角为γ，20°≥γ≥0°。

进一步地，所述二次燃气安装孔的中心线与烧嘴砖的中心线夹角为β，20°≥β≥0°。

进一步地，所述壳体由保温隔热材料制成，所述壳体内设置有壳体腔体和空气入口，所述壳体腔体与空气入口连通，所述壳体的一端设置有端盖，所述壳体的另一端与烧嘴砖金属壳体连接。

进一步地，所述烧嘴芯位于入口端，所述烧嘴芯包括风盘和气帽，所述气帽设置在风盘上，所述风盘上设置有风槽、风孔和电极安装孔，所述气帽上设置有内腔、喷孔和管状喷嘴，所述内腔与燃气出口连通。

进一步地，所述风槽的数量为n个，16≥n≥6，n个风槽呈圆周阵列排布，所述风孔的数量为a个，a=n-1，a个风孔呈圆周阵列排布，所述电极安装孔内设置有电极。

进一步地，所述喷孔数量为b个，b=n/2或b=n，b个喷孔呈圆周阵列排布，所述喷孔的轴线与气帽的轴线夹角为θ，90°≥θ≥45°，所述管状喷嘴的直径D为，所述管状喷嘴的长度为L，L≥2D。

相比现有技术，本实用新型具有以下优点：该无氧化低NOx烧嘴通过设置的空气通孔可实现扩散混合燃烧（无焰）能够有效解决钢铁行业冷轧镀锌线、硅钢连续热处理生产线等无氧化加热段带钢烧损和氧化的问题，实现加热空间的温度均匀化，同时亦降低NOx排放，适合在高要求的连续热处理生产线无氧化加热空间上应用。

附图说明

图1是本实用新型实施例的无氧化低NOx烧嘴的主视结构示意图。

图2是本实用新型实施例的无氧化低NOx烧嘴的俯视结构示意图。

图3是本实用新型实施例的无氧化低NOx烧嘴的左视结构示意图。

图4是本实用新型实施例当α＞0°时烧嘴砖的主视结构示意图。

图5是本实用新型实施例当α＝0°时烧嘴砖的主视结构示意图。

图6是本实用新型实施例的烧嘴砖的俯视结构示意图。

图7是本实用新型实施例的烧嘴芯的剖面结构示意图。

图8是本实用新型实施例的烧嘴芯的右视结构示意图。

图9是本实用新型实施例的烧嘴砖的立体结构示意图1。

图10是本实用新型实施例的烧嘴砖的立体结构示意图2。

图11是本实用新型实施例当m＝4、且α＞0°时图9中的A向结构示意图。

图12是本实用新型实施例当m＝4、且α＝0°时图10中的B向结构示意图。

图13是本实用新型实施例当m＝6、且α＞0°时图9中的A向结构示意图。

图14是本实用新型实施例当m＝6、且α＝0°时图10中的B向结构示意图。

图15是本实用新型实施例当m＝8、且α＞0°时图9中的A向结构示意图。

图16是本实用新型实施例当m＝8、且α＝0°时图10中的B向结构示意图。

图中：壳体1、烧嘴砖2、燃气管3、烧嘴芯4、二次燃气管5、电极6、观火装置7、火焰监测装置8、

壳体腔体10、端盖11、空气入口12、保温隔热材料13、

烧嘴砖第一腔体20、烧嘴砖金属壳体21、烧嘴砖第二腔体22、燃烧腔室23、耐火材料24、空气通孔25、二次燃气安装孔26、入口端230、出口端231、入口处251、出口处252、入口261、出口262、

燃气入口31、燃气出口32、

风盘41、气帽42、风槽410、风孔411、电极安装孔412、内腔420、喷孔421、管状喷嘴422。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例

参见图1至图16所示，须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中若有引用如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实施例中的无氧化低NOx烧嘴，包括壳体1、烧嘴砖2、燃气管3、烧嘴芯4、二次燃气管5、电极6、观火装置7和火焰监测装置8，壳体1与烧嘴砖2连接，燃气管3与壳体1贯穿，燃气管3的两端分别为燃气入口31和燃气出口32，燃气入口31外露于壳体1，燃气出口32与烧嘴芯4连接，烧嘴芯4位于烧嘴砖2内。

本实施例中的烧嘴砖2上设置有烧嘴砖第一腔体20、烧嘴砖第二腔体22、燃烧腔室23、空气通孔25和二次燃气安装孔26，烧嘴砖第一腔体20与燃烧腔室23连通，燃烧腔室23与烧嘴砖第二腔体22连通，空气通孔25倾斜设置，且空气通孔25的两端分别与烧嘴砖第一腔体20和烧嘴砖第二腔体22连通，二次燃气安装孔26的数量为两个，两个二次燃气安装孔26对称、且倾斜设置。

本实施例中的燃烧腔室23的两端分别为入口端230和出口端231，入口端230和出口端231均呈圆柱状结构设置，入口端230与出口端231之间为过渡段，过渡段呈收缩状结构设置，入口端230的直径大于出口端231的直径。

本实施例中的二次燃气安装孔26的两端分别为入口261和出口262，二次燃气管5通过入口261安装在二次燃气安装孔26内，出口262与加热空间连通，二次燃气安装孔26的中心线与烧嘴砖2的中心线夹角为β，20°≥β≥0°。

本实施例中的观火装置7和火焰监测装置8均设置在烧嘴砖2上，烧嘴砖2由耐火材料24制成，烧嘴砖2上设置有烧嘴砖金属壳体21，烧嘴砖金属壳体21与壳体1连接。

本实施例中的空气通孔25呈圆柱状结构设置，空气通孔25的数量为m，8≥m≥2，且m为偶数，空气通孔25的中心线与烧嘴砖2的中心线夹角为α，20°≥α≥0°（如图4、11、13、15）；当α=0°时，空气通孔25的入口处251与出口处252之间存在的夹角为γ，20°≥γ≥0（如图5、12、14、16）°；也就是说当α＞0°时、空气与燃气交叉混合，当α=0°时、空气与燃气旋转混合。需要说明的是γ为空气通孔25在入口处251的中心点与烧嘴砖2的中心点连线和空气通孔25在出口处252的中心点与烧嘴砖2的中心点连线在烧嘴砖2的端面的投影之间的夹角。

本实施例中的壳体1由保温隔热材料13制成，壳体1内设置有壳体腔体10和空气入口12，壳体腔体10与空气入口12连通，壳体1的一端设置有端盖11，壳体1的另一端与烧嘴砖金属壳体21连接。

本实施例中的烧嘴芯4位于入口端230，烧嘴芯4包括风盘41和气帽42，气帽42设置在风盘41上，风盘41上设置有风槽410、风孔411和电极安装孔412，气帽42上设置有内腔420、喷孔421和管状喷嘴422，内腔420与燃气出口32连通。

本实施例中的风槽410的数量为n个，16≥n≥6，n个风槽410呈圆周阵列排布，风孔411的数量为a个，a=n-1，a个风孔411呈圆周阵列排布，电极6设置在电极安装孔412内，电极6的一端固定在端盖11上，电极6的另一端置于燃烧腔室23内。

本实施例中的喷孔421数量为b个，b=n/2或b=n，b个喷孔421呈圆周阵列排布，喷孔421的轴线与气帽42的轴线夹角为θ，90°≥θ≥45°，管状喷嘴422的直径D为，管状喷嘴422的长度为L，L≥2D。

其中，燃烧腔室23为第一燃烧区；烧嘴砖第二腔体22及其在加热空间内的延伸部分为第二燃烧区。

具体的说，无氧化低NOx烧嘴实现低NOx燃烧过程包括以下步骤：

A）当加热空间在启动供热加热初期，其温度低于燃料燃点（例如天然气780℃），助燃空气通过壳体1的空气入口12进入壳体腔体10，经烧嘴砖2的烧嘴砖第一腔体20后，一部分助燃空气经过烧嘴芯4中风盘41上的风槽410和风孔411进入燃烧腔室23（即第一燃烧区），另一部分助燃空气通过圆柱形的空气通孔25进入烧嘴砖第二腔体22及其在加热空间内的延伸部分（即第二燃烧区）；燃气由燃气管3供应，燃气由燃气入口31进入燃气管3后进入烧嘴芯4中气帽42的内腔420,燃气一部分经由喷孔421进入燃烧腔室23与进入的助燃空气混合，通过电极6引燃在第一燃烧区燃烧，燃烧产物和经由管状喷嘴422直接喷出的另一部分燃气混合由燃烧腔室23的出口端231喷出，与通过圆柱形的空气通孔25喷出的另一部分助燃空气继续混合燃烧，在第二燃烧区并形成稳定火焰。

B）当加热空间在启动供热加热一段时间后，其加热空间温度高于燃料燃点时（例如天然气780℃），助燃空气通过壳体1的空气入口12进入壳体腔体10，经烧嘴砖2的烧嘴砖第一腔体20后，助燃空气经过烧嘴芯4中风盘41上的风槽410和风孔411，由燃烧腔室23喷出，并与通过圆柱形的空气通孔25喷出的助燃空气一起进入烧嘴砖第二腔体22及其在加热空间内的延伸部分；燃气切换至由二次燃气管5供应，燃气通过二次燃气安装孔26的出口262喷入加热空间与烧嘴砖第二腔体22喷出的助燃空气边混合边燃烧，形成一种均一的无明显火焰的扩散燃烧。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种无氧化低NOx烧嘴，包括壳体（1）、烧嘴砖（2）、燃气管（3）和烧嘴芯（4），所述壳体（1）与烧嘴砖（2）连接，所述燃气管（3）与壳体（1）贯穿，所述燃气管（3）的两端分别为燃气入口（31）和燃气出口（32），所述燃气入口（31）外露于壳体（1），所述燃气出口（32）与烧嘴芯（4）连接，所述烧嘴芯（4）位于烧嘴砖（2）内，其特征在于：所述烧嘴砖（2）上设置有烧嘴砖第一腔体（20）、烧嘴砖第二腔体（22）、燃烧腔室（23）、空气通孔（25）和二次燃气安装孔（26），所述烧嘴砖第一腔体（20）与燃烧腔室（23）连通，所述燃烧腔室（23）与烧嘴砖第二腔体（22）连通，所述空气通孔（25）倾斜设置，且空气通孔（25）的两端分别与烧嘴砖第一腔体（20）和烧嘴砖第二腔体（22）连通，所述二次燃气安装孔（26）的数量为两个，两个二次燃气安装孔（26）对称、且倾斜设置。

2.根据权利要求1所述的无氧化低NOx烧嘴，其特征在于：所述燃烧腔室（23）的两端分别为入口端（230）和出口端（231），所述入口端（230）和出口端（231）均呈圆柱状结构设置，所述入口端（230）与出口端（231）之间为过渡段，所述过渡段呈收缩状结构设置，所述入口端（230）的直径大于出口端（231）的直径。

3.根据权利要求1所述的无氧化低NOx烧嘴，其特征在于：还包括二次燃气管（5），所述二次燃气安装孔（26）的两端分别为入口（261）和出口（262），所述二次燃气管（5）通过入口（261）安装在二次燃气安装孔（26）内，所述出口（262）与加热空间连通。

4.根据权利要求1所述的无氧化低NOx烧嘴，其特征在于：所述烧嘴砖（2）上设置有烧嘴砖金属壳体（21），所述烧嘴砖金属壳体（21）与壳体（1）连接。

5.根据权利要求1所述的无氧化低NOx烧嘴，其特征在于：所述空气通孔（25）呈圆柱状结构设置，所述空气通孔（25）的数量为m，8≥m≥2，且m为偶数，所述空气通孔（25）的中心线与烧嘴砖（2）的中心线夹角为α，30°≥α≥0°；当α=0°, 所述空气通孔（25）的中心线沿逆时针偏角为γ, 20°≥γ≥0°。

6.根据权利要求1所述的无氧化低NOx烧嘴，其特征在于：所述二次燃气安装孔（26）的中心线与烧嘴砖（2）的中心线夹角为β，20°≥β≥0°。

7.根据权利要求1所述的无氧化低NOx烧嘴，其特征在于：所述壳体（1）由保温隔热材料（13）制成，所述壳体（1）内设置有壳体腔体（10）和空气入口（12），所述壳体腔体（10）与空气入口（12）连通，所述壳体（1）的一端设置有端盖（11），所述壳体（1）的另一端与烧嘴砖金属壳体（21）连接。

8.根据权利要求1所述的无氧化低NOx烧嘴，其特征在于：所述烧嘴芯（4）位于入口端（230），所述烧嘴芯（4）包括风盘（41）和气帽（42），所述气帽（42）设置在风盘（41）上，所述风盘（41）上设置有风槽（410）、风孔（411）和电极安装孔（412），所述气帽（42）上设置有内腔（420）、喷孔（421）和管状喷嘴（422），所述内腔（420）与燃气出口（32）连通。

9.根据权利要求8所述的无氧化低NOx烧嘴，其特征在于：所述风槽（410）的数量为n个，16≥n≥6，n个风槽（410）呈圆周阵列排布，所述风孔（411）的数量为a个，a=n-1，a个风孔（411）呈圆周阵列排布，所述电极安装孔（412）内设置有电极（6）。

10.根据权利要求9所述的无氧化低NOx烧嘴，其特征在于：所述喷孔（421）数量为b个，b=n/2或b=n，b个喷孔（421）沿气帽（42）四周呈圆周阵列排布，所述喷孔（421）的轴线与气帽（42）的轴线夹角为θ，90°≥θ≥45°，所述管状喷嘴（422）的直径D为，所述管状喷嘴（422）的长度为L，L≥2D。