CN2649968Y

CN2649968Y - 蓄热式烧嘴

Info

Publication number: CN2649968Y
Application number: CNU032589921U
Authority: CN
Inventors: 高建勋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2013-06-18

Abstract

本实用新型涉及一种蓄热式烧嘴，用于空气单蓄热预热、燃料连续供给的蓄热式燃烧系统的高风温低氧燃烧，属于燃烧装置技术领域。其主要采用二个空气蓄热箱和燃料管砖组成，在二个蓄热箱体内的蓄热箱喷口与燃料管砖内的燃料喷口呈品字型或倒品字型设置。这种烧嘴可以根据工艺要求方便地调整燃料喷口与蓄热箱喷口间的距离和交角，使采用这种烧嘴的蓄热式燃烧系统可以在燃料连续供给的情况下形成高风温和低氧燃烧，并避免燃料的短路抽出，减少NOx的生成量，是一种新型的环保、节能型的，并且使用寿命长的烧嘴。

Description

蓄热式烧嘴

技术领域：

本实用新型涉及一种蓄热式烧嘴，用于空气单蓄热预热、燃料连续供给的蓄热式燃烧系统的高风温低氧燃烧，属于燃烧装置技术领域。

背景技术：

高风温低氧燃烧是目前国内外开始流行的一种燃烧方式，又称为HTAC(High Temperature Air Combustion)燃烧方式，这种燃烧方式的技术关键是在通过交替工作的若干对高效蓄热室将助燃空气从室温预热至800～1100℃高温的同时，通过有效组织燃料与助燃空气入炉流股的流速、交角、混合方式等手段，使燃料在含氧量控制在2～15％的炉内空间进行体积燃烧，从而可大幅度降低NOx排放量，高效蓄热室可有效截留烟气余热，使排烟温度控制在露点以上、150℃以下的范围内，这种先进的燃烧方式可同时达到环保、节能、加热质量高的效果，可望产生巨大的社会效益和经济效益。

HTAC系统针对燃料种类或热值的不同，有双蓄热与单蓄热之分。一般认为清洁的低热值燃料(如高炉煤气、转炉煤气)可采用双蓄热方式；油类、高热值煤气及含焦油粉尘的热脏发生炉煤气则只需或只能采用助燃空气单蓄热方式。

采用单蓄热方式的HTAC系统又分为燃料换向和燃料连续供给两种形式，燃料连续供给可解决喷口结焦、堵塞问题及简化控制系统。

本实用新型作出以前，在已有技术中，用于空气单蓄热预热，燃烧连续供给的蓄热式燃烧系统的高风温低氧燃烧的烧嘴，主要采用以下两种形式。

1.四腔自身预热烧嘴：

四腔自身预热烧嘴是从日本传入我国的一种燃料连续供给的可嵌入炉墙的蓄热式烧嘴。其主要由烧嘴砖、中心燃料管、四个蓄热腔、空气—烟气分配箱及换向阀组成。

该烧嘴可根据排烟温度设定值或相对应的换向时间控制烧嘴的内部换向工作，使供给的燃料得以连续不断火燃烧。这种烧嘴结构紧凑，适合使用高热值气体燃料或液体燃料的HTAC系统，也比较适合老炉改造。

但由于这种烧嘴结构太紧凑，尽管已设置了用于减少抽烟干扰的四个旁通孔，实际使用时，特别是热负荷较小时，还是有较明显的回吸短路现象，容易造成蓄热室前腔的二次超高温内燃，缩短装置使用寿命；更为不足的是由于中心燃料处于两股喷出的高温助燃空气之间，容易形成超高温的表面燃烧，使NOx的生成量不降反升；另外这种烧嘴制作精度要求高，材料要求高，所以造价昂贵。

鉴于以上原因，四腔自身预热烧嘴虽能达到较好的节能效果，但环保效果并不好，加上高昂的造价，使这种烧嘴难以大面积推广使用。

2.两腔自身预热烧嘴：

两腔自身预热烧嘴是四腔蓄热式烧嘴的一种变化，国内有将其应用于熔铝炉等小型炉窑。其主要为燃料口处于两个水平布置的蓄热箱喷口之间，并且对处于中间的燃料供给压力有较高的要求，实际应用中经常由于烧嘴工作在小负荷时出现燃料短路回抽进蓄热室前腔而造成欠氧燃烧，这种燃烧会导致蓄热室前腔使用寿命缩短及蓄热体积炭的后果，并且燃料和助燃空气出口的角度调整范围小，燃料与助燃空气的混合不理想。

鉴于以上原因，这种蓄热式烧嘴至今难以推广至实际运用。

发明内容：

本实用新型的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种结构简单，紧凑，合理；可以在燃料连续供给的情况下形成高风温和低氧燃烧，并可避免燃料的短路抽出，减少NO_X的生成量的环保、节能型的使用寿命长的蓄热式烧嘴。

本实用新型的主要解决方案是这样实现的：

本实用新型主要采用在两个相邻水平位置的蓄热箱体1内分别制有蓄热箱喷口5、7，燃料管砖2内制有燃料喷口3。燃料喷口3设在两个相邻水平布置的蓄热箱喷口5、7的上方或下方。

本实用新型的两个蓄热箱喷口5、7及燃料喷口3呈品字型或倒品字型设置。

本实用新型与已有技术相比具有以下优点：

与四腔自身预热烧嘴相比，本实用新型的喷口间相互距离不受结构限制，可通过调节参数‘H’、‘B’、‘α’、‘β’以及助燃空气和燃料的喷出速度，方便地控制形成低氧区所需的稀释长度，避免了燃料过早地与助燃空气混合而产生“富氧”表面燃烧使N0x产量不降反升。而且当热负荷变化时由于三个喷口间有足够的间距，相互间不易“短路”，本实用新型结构简单，制作成本低。

与两腔自身预热烧嘴相比，本实用新型由于将相对流速较低的燃料喷口从两个助燃空气蓄热箱喷口间拉了出来，使燃料喷出流股所受干扰很小，避免了两腔自身预热烧嘴严重的气流“短路”问题。

与四腔或两腔自身预热烧嘴相比，本实用新型更容易实现炉内气氛的区域控制，可以方便地将燃料喷口布置在靠近工件的一侧或两侧，使工件处于还原气氛之中，明显降低工件的氧化烧损率。同时由于燃料与经稀释的助燃空气混合后形成的体积燃烧气流以较大的动能对工件进行“冲击加热”，可显著提高工件的加热速度。

本实用新型除能很好地适应高热值燃料的使用外，还特别适合压力、流速很低的热脏发生炉煤气的使用，可有效地避免由于燃料喷口速度降低造成的“短路”加剧现象。

附图说明：

图1为本实用新型结构示意主视图。

图2为本实用新型结构俯视图。

图3为本实用新型结构侧视图。

图4为本实用新型结构H向示意图。

图5为本实用新型单面加热时烧嘴布置示意图。

图6为本实用新型上下加热时烧嘴布置示意图。

具体实施方式：

下面本实用新型将结合附图中的实施例作进一步描述：

本实用新型主要由二个相邻水平布置的空气蓄热箱体1和一个燃料管砖2组成。在二个空气蓄热箱体1内分别制有蓄热箱喷口5、7，在燃料管砖2内制有燃料喷口3。燃料喷口3设在两个相邻水平布置的的助燃空气蓄热箱喷口5、7的上方或下方。该2个蓄热箱喷口5、7及燃料喷口3呈品字型或倒品字型设置。蓄热箱喷口5、7分别连接蓄热箱体内的蓄热箱A腔4及蓄热箱B腔6，并在两个蓄热箱体上分别制有接口8、9及燃料管砖2上制有接口10。

本实用新型工作时燃料连续从接口10进入，从燃料喷口3喷入炉内；假定在某一时刻助燃空气从接口8进入蓄热箱A腔4，通过蓄热体后被加热至接近炉内温度，然后从喷口5喷出，与从喷口3喷出的燃料混合燃烧，此时炉内烟气被从喷口7吸入蓄热箱B腔6，在通过蓄热体的过程中将大部分热量交换给蓄热体，温度降至120℃的烟气从接口9抽出；

经一个换向周期时间(一般为1～3分钟)后HTAC系统经换向阀换向，此时燃料仍连续供给，但助燃空气改由接口9进入蓄热箱B腔6，通过蓄热体后被加热至接近炉内温度，然后从喷口7喷出，与从喷口3喷出的燃料混合燃烧，此时炉内烟气被从喷口5吸入蓄热箱A腔4，在通过蓄热体的过程中将大部分热量交换给蓄热体，温度降至120℃的烟气从接口8抽出。

本实用新型中助燃空气蓄热箱可以是水平嵌入炉墙式，也可以是置于炉墙外或炉墙内式。使用时如图5、6所示：一种为单面加热时烧嘴的布置，另一种为上下加热时烧嘴的布置。

Claims

1、一种蓄热式烧嘴，包括蓄热箱(1)、燃料管砖(2)，其特征是采用在两个相邻水平位置的蓄热箱(1)内分别制有蓄热箱喷口(5)、(7)，燃料管砖(2)内制有燃料喷口(3)，燃料喷口(3)设在两个相邻水平布置的蓄热箱喷口(5)、(7)的上方或下方。

2、根据权利要求1所述的蓄热式烧嘴，其特征在于所述的在两个水平位置的蓄热箱喷口(5)、(7)及燃料喷口(3)呈品字型或倒品字型设置。