CN2588212Y

CN2588212Y - 蓄热式辐射管烧嘴

Info

Publication number: CN2588212Y
Application number: CN 02294499
Authority: CN
Inventors: 陆峥
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-12-31
Filing date: 2002-12-31
Publication date: 2003-11-26
Anticipated expiration: 2012-12-31

Abstract

一种蓄热式辐射管烧嘴，包括：一旋转四通结构的空气换向阀；一“L”型旋转三通结构的煤气换向阀，与空气换向阀共用一根同步轴；一旋转型气动装置，对该同步轴进行控制；一烧嘴，两个烧嘴本体分别连接辐射管的两端，该烧嘴本体内部设有点火装置，顶端固设蓄热器，该蓄热器连接助燃空气管。本实用新型采用蓄热式脉冲燃烧，其中一个燃烧，一个蓄热。本实用新型安全稳定运行，可实现低NO_X燃烧，有利于环境保护。具有体积小、往复旋转行程短、密封性好、速度快、稳定性好、动作准确可靠的特点。

Description

蓄热式辐射管烧嘴

技术领域

本实用新型涉及一种热处理设备使用的燃烧设备，尤其是指一种蓄热式辐射管烧嘴。

背景技术

许多热处理生产线对处理设备的气氛要求很高，由于辐射管燃烧系统的特点，辐射管本体将燃烧产物和热处理设备中的保护气氛隔离开来，燃烧产物对保护气氛不会造成影响，辐射管烧嘴被大量应用于各类热处理生产线。

近年来，蓄热式燃烧技术发展较快，该系统包括对称布置的烧嘴、蓄热器、换向器系统和相配套的控制系统。其原理和结构特点为：成对的一对烧嘴，附带各自的蓄热器，当一侧的烧嘴燃烧时，另一侧的烧嘴负责回收燃烧废气，利用废气温度将蓄热体加热，蓄热体完成了对热量的过滤工作，烟气以极低的温度排出。经过一定的时间后，由控制系统发出指令，由换向系统完成空气及烟气的流向控制，这样，原来处于蓄热状态的一侧变成放热状态，助燃空气经蓄热器后完成高温预热，以高温状态参加燃烧，处于放热状态的另一侧变成蓄热状态，负责回收废气温度。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于将蓄热式燃烧技术应用于辐射管，提供一种蓄热式辐射管烧嘴，结构简单，能够实现助燃空气和燃料换向的完全同步状态。

本实用新型的目的在于提供一种蓄热式辐射管烧嘴，能够节约能源，改善环保。

本实用新型的目的在于提供一种蓄热式辐射管烧嘴，强化温度分布的均匀性，延长辐射管使用寿命。

本实用新型的目的在于提供一种蓄热式辐射管烧嘴，简化排烟系统，使其小型化。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种蓄热式辐射管烧嘴，包括有空气换向阀、煤气换向阀、旋转型气动装置和带有蓄热器的烧嘴四个部分，其中：

一空气换向阀，为旋转四通结构，阀座引出四个接管，其中一对位置相对的四通阀接管分别固定连接空气气源和废气出口，另一对位置相对的四通阀接管分别固定连接烧嘴的两个助燃空气管，阀芯为四通阀芯，通过其旋转完成流向控制。

一煤气换向阀，为“L”型旋转三通结构，与空气换向阀共用一根同步轴，阀座引出三个接管，进气口的位置处于阀座同步轴轴线上，进气口连接燃烧煤气气源，阀座两个出气口垂直与同步轴线，其交叉角度为90°，分别连接烧嘴的两个燃料喷枪及入口连接件。阀芯为“L”型旋转两通结构，与空气换向阀阀芯用同一根轴联接，通过旋转完成流向控制，阀座两个出气口只有一个出气口与煤气气源接通。

一旋转型气动装置，连接空气换向阀和煤气换向阀的同步轴，完成对该同步轴的控制。

一对烧嘴，两个烧嘴本体分别连接辐射管的两端，该烧嘴设有点火装置、燃料喷枪及入口连接件和蓄热器，蓄热器连接助燃空气管。

所述的蓄热式辐射管烧嘴，其中空气换向阀为鼓形结构，其空气四通阀座与鼓型阀芯之间设有金属密封圈。

所述的蓄热式辐射管烧嘴，其中燃料煤气换向阀为“L”型旋转三通结构，其燃料三通阀座与“L”型阀芯之间设有燃料进口密封圈。

所述的蓄热式辐射管烧嘴，其中空气换向阀和煤气换向阀设同步轴，助燃空气和燃料换向处于机械同步状态。

所述的蓄热式辐射管烧嘴，其中蓄热器内填充球状蓄热体。球状蓄热体为陶瓷耐火材料，球径6mm-80mm。

所述的蓄热式辐射管烧嘴，其中在烧嘴本体和辐射管之间连接有过渡管。

所述的蓄热式辐射管烧嘴，其中在两个过渡管之间连接有烟气回流燃烧接管。

本实用新型采用蓄热式脉冲燃烧，其中一个燃烧，一个蓄热，烧嘴带有各自的蓄热器和燃烧系统，两个烧嘴的助燃空气接管接空气四通换向阀，两个烧嘴的燃料煤气接管接煤气“L型”换向阀，助燃空气由气源经空气换向阀、燃料煤气经煤气换向阀进入处于燃烧状态的烧嘴，燃烧废气经辐射管后进入处于蓄热状态的烧嘴，废气流经蓄热器出烧嘴，经其助燃空气接管回流空气四通换向阀，经空气换向阀后排出；经一段时间后，空气换向阀和煤气换向阀在旋转型气动装置的驱动下，完成状态切换，原来处于燃烧状态的烧嘴切换为蓄热状态，原来处于蓄热状态的烧嘴切换为燃烧状态。

本实用新型优点如下：

1、换向稳定，设备运行平稳可靠；

2、密封严密，无泄漏；

3、运行过程中，助燃空气和燃料换向处于完全同步状态；

4、节能降耗；

5、低NOx排放；

6、排烟温度低，排烟系统小型化。

附图说明

图1(a)和图1(b)是本实用新型蓄热式辐射管燃嘴示意图；

图2是本实用新型换向阀示意图；

图3(a)和图3(b)是本实用新型空气换向阀旋转的状态示意图；

图4是本实用新型煤气换向阀旋转的状态示意图；

图5是本实用新型烧嘴本体示意图。

具体实施方式

如图1(a)和图1(b)所示，本实用新型蓄热式辐射管烧嘴由换向阀100和烧嘴200两大部分组成。换向阀100的要求是密封性好、稳定性好、运行可靠、空气和燃料换向完全同步；烧嘴200的要求是节能环保、燃烧效果好、温度均匀性高的辐射管烧嘴。

为确保空气和燃料的在换向节奏上保持完全同步，因此换向阀100采用同轴结构。由空气换向阀140、煤气换向阀150和旋转型气动装置123组成。空气换向阀140和煤气换向阀150采用同轴串联结构；由旋转型气动装置123完成控制和驱动。

如图1至图3所示，空气换向阀140为旋转四通结构，鼓型阀芯111的运动采用往复90°旋转运动；空气四通内阀座107、空气四通外阀座108与鼓型阀芯111之间的结合采用金属硬密封结构，用金属密封圈110密封，并用紧固件109紧固；同步轴122与空气四通内阀座107之间装有轴套103，并用填料压盖101、填料102密封。空气换向阀140用四通接口法兰105外接四通阀接管1041、四通阀接管1042、四通阀接管1043、四通阀接管1044，其中四通阀接管1041接助燃空气气源，四通阀接管1042接烧嘴200助燃空气管201，四通阀接管1043为废气排出管，四通阀接管1044接烧嘴200’的助燃空气管201’。

如图2所示，煤气换向阀150为“L”型旋转三通结构，“L”型阀芯120的运动采用往复90°旋转运动；燃料三通内阀座116、燃料三通外阀座117与“L”型阀芯120之间的结合采用金属硬密封结构，用燃料出口密封圈124密封；同步轴122与燃料三通内阀座116之间装有轴套114，并用填料压盖112、填料113密封。煤气换向阀150的进气口151与同步轴122处于同一轴线，并装有燃料进口连接件121，用燃料进口密封圈125密封；出气口152(图4所示)和出气口153(图4所示)分别连接燃料喷枪及入口连接件212(图1(a)所示)和燃料喷枪及入口连接件212’(图1(a)所示)，并装有燃料出口法兰118，用燃料出口连接件119紧固；两个出气口152和153的交叉角度为90°，只保持一个出气口与进气口151接通的状态。

如图3(a)所示，在此状态下，空气四通阀接管1041和四通阀接管1042连通，四通阀接管1043和四通阀接管1044连通，煤气“L”型换向阀进气口151(图4a所示)和出气口152(图4a所示)接通；当换向阀100在换向阀旋转型气动装置123带动作90°旋转运动时，空气鼓型阀芯111旋转90°，如图3(b)所示，四通阀接管1041和四通阀接管1044连通，四通阀接管1042和四通阀接管1043连通；由于燃料“L”型阀芯120与空气鼓型阀芯111同轴，当换向阀旋转型气动装置123作90°旋转运动时，燃料“L”型阀芯120也旋转90°，进气口151(图4(b)所示)接通出气口153(图4(b)所示)，需要强调的是在整个运动过程中助燃空气和燃料始终处于同步状态，因此不存在因换向动作造成的安全隐患。

烧嘴200主要由辐射管240和两个烧嘴本体250、250’组成。参见图5，烧嘴为带有蓄热器的烧嘴，每个烧嘴本体具体如下：助燃空气入口安装底板202上装有助燃空气入口接管201，并由助燃空气入口安装底板紧固件203紧固在蓄热器204下部。底部固设蓄热体支撑件205，容置若干球状蓄热体206。蓄热器204通过联接法兰211连接在绝热材料227上，用密封件207密封，该密封件207由螺栓208螺母209、蓄热器与弹簧垫圈210组成。燃料喷枪及入口连接件212和点火系统213穿过套筒安装板214进入烧嘴本体250内部直达辐射管240。套筒安装板214由安装板紧固件215紧固在绝热材料227，该绝热材料227外设套筒216。在烧嘴本体250和辐射管240之间还设有过渡管221，该过渡管221由套筒密封垫片217、螺栓218、螺母219和弹簧垫圈220紧固在烧嘴本体250上，由安装法兰222、密封垫片223、螺栓224、螺母225和弹簧垫圈226紧固在辐射管240上。

烟气回流燃烧接管228连通两个烧嘴过渡管221，用烟气回流燃烧接管法兰229和法兰230固设在过渡管221上。

如图1(a)所示，助燃空气在换向阀100的控制下，经四通阀接管1041(图3(a)所示)、四通阀接管1042(图3(a)所示)和助燃空气管201从蓄热器底部进入蓄热器204，沿球状蓄热体206的间隙向上运行，逐渐被预热到高温状态，进入烧嘴本体250，燃料煤气由进气口151(图4(a)所示)、出气口152(图4(a)所示)和燃料喷枪及入口连接件212供入，经点火系统213点火，在辐射管内形成高温燃烧；燃烧废气经蓄热器204’，沿蓄热体小球206’的间隙向下运行，废气热量被小球逐渐吸收，形成低温烟气经助燃空气管201’、四通阀接管1044和四通阀接管1043排出。

经一定的时间后，控制系统发出指令，需要将烧嘴本体燃烧状态和蓄热状态互换。

如图1(b)所示，此时由旋转型气动装置123旋转同步轴122后，助燃空气经四通阀接管1041(图3(b)所示)、四通阀接管1044(图3(b)所示)和助燃空气管201’从蓄热器底部进入蓄热器204’，沿球状蓄热体206’的间隙向上运行，逐渐被预热到高温状态，进入烧嘴本体250’，燃料煤气由进气口151(图4(b)所示)、出气口153(图4(b)所示)和燃料喷枪及入口连接件212’供入，经点火系统213’点火，在辐射管内形成高温燃烧；燃烧废气经蓄热器204，沿蓄热体小球206的间隙向下运行，废气热量被小球逐渐吸收，形成低温烟气经助燃空气管201、四通阀接管1042和四通阀接管1043排出。

在切换过程中，部分烟气在负压抽力作用下，经烟气回流燃烧接管228，参与燃烧，形成目前国际上先进的HTAC燃烧模式(high temperatureair combustion)，降低了NO_X的排放量。

Claims

1、一种蓄热式辐射管烧嘴，其特征在于包括有：空气换向阀、煤气换向阀、旋转型气动装置和带有蓄热器的烧嘴四个部分，其中：

一空气换向阀，为旋转四通结构，引出四个四通阀接管，其中一对位置相对的四通阀接管分别固定连接空气气源和废气出口，另一对位置相对的四通阀接管分别固定连接烧嘴的两个助燃空气管；

一煤气换向阀，为“L”型旋转三通结构，与空气换向阀共用一根同步轴，阀座引出三个接管，进气口的位置处于阀座同步轴轴线上，进气口连接燃烧煤气气源，阀座两个出气口垂直与同步轴线，其交叉角度为90°，分别连接烧嘴的两个燃料喷枪及入口连接件，阀芯为“L”型旋转两通结构，与空气换向阀阀芯用同一根轴联接，通过旋转完成流向控制，阀座两个出气口中只有一个出气口与煤气气源接通；

一旋转型气动装置，连接空气换向阀和煤气换向阀的同步轴；

一烧嘴，两个烧嘴本体分别连接辐射管的两端，该烧嘴本体内部设有点火装置，顶端固设燃料喷枪及入口连接件和蓄热器，该蓄热器连接助燃空气管。

2、根据权利要求书1所述的蓄热式辐射管烧嘴，其特征在于：其中其中空气换向阀为鼓形结构，其空气四通内阀座、空气四通外阀座与鼓型阀芯之间设有金属密封圈。

3、根据权利要求书1所述的蓄热式辐射管烧嘴，其特征在于：其中燃料煤气换向阀为“L”型旋转三通结构，其燃料三通阀座与“L”型阀芯之间设有燃料进口密封圈；煤气三通内阀座、煤气三通外阀座与“L”型阀芯之间设有金属密封圈。

4、根据权利要求书1所述的蓄热式辐射管烧嘴，其特征在于：其中空气换向阀和煤气换向阀采用同步轴联接。

5、根据权利要求1所述的蓄热式辐射管烧嘴，其特征在于：其中蓄热器内填充球状蓄热体。

6、根据权利要求5所述的蓄热式辐射管烧嘴，其特征在于：其中球状蓄热体为陶瓷耐火材料，球径6mm-80mm。

7、根据权利要求1所述的蓄热式辐射管烧嘴，其特征在于：其中在烧嘴本体和辐射管之间连接有过渡管。

8、根据权利要求7所述的蓄热式辐射管烧嘴，其特征在于：其中在两个过渡管之间连接有烟气回流燃烧接管。