CN2890657Y - 蓄热式脉冲烧嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蓄热式脉冲烧嘴，包括烧嘴本体、气体通道、炉膛、燃料管、气体管道，送风管道和排烟管道，设置在送风管道和排烟管道上的空气和烟气脉冲装置，其改进之处在于：在所述烧嘴本体上，设置由作为空气进入通道的旁路进气管和作为燃料进入通道的旁路进料管组成的旁路燃烧装置，旁路进气管和旁路进料管通入炉膛内；本实用新型的烧嘴，具有蓄热式燃烧装置节能效果好的优点，能源利用效率高；燃料分两步进入，在烧嘴中的不同部位燃烧，能有效控制火焰温度，控温精度高，炉温均匀性好；利用旁路燃烧系统，保证燃料能被及时引燃，有效避免因燃料不能及时引燃而引起的安全隐患。

Description

蓄热式脉冲烧嘴

技术领域

本实用新型涉及一种中、低温燃料工业炉烧嘴，尤其是中、低温燃料工业炉的蓄热式脉冲烧嘴。

背景技术

蓄热式燃烧技术是目前世界上节能效果最好的节能燃烧技术，其原理是采用成对的带有蓄热体的烧嘴进行控制式燃烧，当一个烧嘴燃烧时，另一个烧嘴进行吸气排烟，高温烟气通过蓄热体时与蓄热体进行热能交换，蓄热体吸热、高温烟气温度降低；经过一定时间，蓄热体蓄热饱和后，进行换向，另一个烧嘴燃烧时，冷空气或燃料从已吸热温度较高的蓄热体中进入烧嘴，被该蓄热体加热；同时，原燃烧的烧嘴进行吸气排烟，高温烟气又将其蓄热体加热，进行热交换，通过两个烧嘴不断的反复交替燃烧，达到节能的效果。现有技术中的烧嘴，结构各有差别，其共同点是助燃空气进气管和燃料进气管在烧嘴内混合后一次性燃烧，导致火焰燃烧部位炉膛温度较高，常规燃料可达1500℃以上，对工艺温度不高的中温炉(如热处理炉、保温炉等，其工作温度常在650-900℃之间)而言，就存在温度控制不准、控温精度低、炉温均匀性差的缺陷。另外，其常用的点火装置是电子点火装置，而在两个烧嘴不断的反复交替燃烧过程中，其交替燃烧的工艺时间一般在一分钟内，或在一分钟至两分钟之间，每个烧嘴都要被频繁的点火，对电子点火装置的性能要求特别高；如果其中某个烧嘴在某一次因故障未能及时点燃，其中的燃料大量聚集，存在极大的安全隐患。

发明内容

本实用新型针对现有技术的烧嘴的以上不足，提供一种受脉冲阀控制的、控温精度高、具有旁路燃烧系统的蓄热式脉冲烧嘴。

本实用新型的技术方案：一种蓄热式烧嘴，包括烧嘴本体、气体通道、炉膛、燃料管、气体管道，作为助燃空气进入通道的送风管道和作为高温烟气排出通道的排烟管道，设置在送风管道和排烟管道上的空气和烟气脉冲装置，其改进之处在于：在所述烧嘴本体上，设置由作为空气进入通道的旁路进气管和作为燃料进入通道的旁路进料管组成的旁路燃烧装置，旁路进气管和旁路进料管通入炉膛内；

在所述气体通道内设置有蓄热体，该蓄热体内部有供气体通过的孔洞；

在烧嘴本体内设置由燃料二次进管和二次燃料通道组成的二次燃烧结构；燃料二次进管的一端通入烧嘴本体内，与烧嘴本体内的二次燃料通道连接，二次燃料通道将燃料通入二次燃烧炉膛中。

本实用新型的烧嘴，具有蓄热式燃烧装置节能效果好的优点，能源利用效率高；燃料分两步进入，采用两根燃烧管道加入烧嘴中的不同部位后燃烧，能有效控制火焰温度，控温精度高，炉温均匀性好；利用旁路燃烧系统，保证燃气(燃料)能被及时引燃，有效避免因燃料不能及时引燃而聚集所引起的安全隐患。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型烧嘴的第一种实施例结构图。

图2是本实用新型烧嘴的第二种实施例结构图。

图3是本实用新型烧嘴的第三种实施例结构图。

图4是本实用新型烧嘴的小火稳焰装置(件8)第一种结构图。

图5是本实用新型烧嘴的小火稳焰装置(件8)第二种结构图。

具体实施方式

如图1中，1-烧嘴本体、2-气体通道、3-炉膛、4-燃料管、5-旁路进气管、6-旁路进料管、7-蓄热体、8-小火稳焰装置、9-炉膛观察道、10-气体管道、11-送风管道、12-排烟管道、13-空气和烟气脉冲装置、14-空气和烟气换向装置。

本实用新型的脉冲烧嘴，包括烧嘴本体1，设置在烧嘴本体1内的气体通道2和炉膛3，烧嘴本体1由耐火材料制成，具有较高的耐热性，气体通道2作为助燃空气的进入通道或(另一个烧嘴)燃烧后的高温烟气的排出通道，外接气体管道10，气体管道10再分开为送风管道11和排烟管道12，送风管道11作为助燃空气进入的通道，排烟管道12作为燃烧后的高温烟气的排出通道，在送风管道11和排烟管道12设置有空气和烟气脉冲装置13、空气和烟气换向装置14等，炉膛3作为空气和燃料混和燃烧的地方，同时也是(另一个烧嘴)燃烧后的高温烟气的排出通道。作为燃烧烧嘴之用时，助燃空气的进入顺序为：空气和烟气换向装置14、空气和烟气脉冲装置13、气体管道10、送风管道11、气体通道2和炉膛3；作为排烟烧嘴之用时，高温烟气的排出顺序为：炉膛3、气体通道2、气体管道10、排烟管道12、空气和烟气脉冲装置13、空气和烟气换向装置14。在送风管道11和排烟管道12设置的空气和烟气脉冲装置13，作为调节、控制管道内气体和燃料进入烧嘴本体1的流量的控制阀，是一个联动阀，可以采用现有技术的换向电磁阀及气缸等，其与燃料管4的控制阀(电磁阀)联动，依靠其相对于管道内径的开口度而调节流量大小；在脉冲供给燃料的情况下，使进入烧嘴本体1内的气体和燃料比例适当、均匀进入。在送风管道11和排烟管道12设置的换向阀14，换向阀14是一个联动阀，可以采用现有技术的换向电磁阀及气缸等，在打开一个管道的同时，就关闭另一个管道，如打开送风管道11的同时，换向阀14就关闭排烟管道12，反之，亦然。

本实用新型的烧嘴，在烧嘴本体1上设置燃料管4，作为燃料通入炉膛3的通道，燃料管4内的燃料是受控制阀控制的，控制其通入的时间及时间的长短、通入量等，其控制方式、控制阀等采用现有技术。

在烧嘴本体1上，设置一个小火稳焰装置8，该装置由旁路进气管5和旁路进料管6组成，旁路进气管5作为助燃空气的进入通道，旁路进料管6作为燃料的进入通道，分别通入炉膛3内混合而燃烧；旁路进料管6的一端应与燃料总管(燃料管4控制阀前的管道)接通，其另一端通入烧嘴本体1内，其内的燃料应不受燃料管4的控制阀控制，旁路进气管5的的一端与进气总管(气体通道2控制阀前的管道)接通，其另一端通入烧嘴本体1内，其内的空气应不受气体通道2的控制阀控制。在采用本实用新型烧嘴的中、低温燃料工业炉的燃烧、保温过程中，旁路进气管5和旁路进料管6内的气体和燃料应一直不间断供应，其燃烧的火焰作为点火火源，使频繁关闭、打开的燃料管4中通入的燃料能被及时引燃，消除因燃料大量聚集而引起的安全隐患。旁路进气管5和旁路进料管6的尺寸相对较小，其燃烧的火焰同样较小，其具体管径大小由工艺参数决定。为了获得更好的燃烧效果，以及防止旁路燃烧系统的火焰在排烟时熄灭，旁路进气管5和旁路进料管6内的空气和燃料都分别通入由耐温材料制成的小火稳焰装置8内，基本不受气体通道2作为高温烟气的排出通道时抽风系统的强力抽风的影响。炉膛观察道9用于观察炉膛3内的情况，特别是燃烧情况。

在气体通道2内，设置有蓄热体7，由耐火材料(如高温陶瓷类材料)制成的蓄热体7，内部有许多供气体通过的细小孔洞，在气体通过时，能与气体进行热量交换；如通过的是高温烟气，则蓄热体7吸收高温烟气的热量，使其自身温度升高，将热能贮存起来；当较低温度的助燃空气通过时，则蓄热体7放热，在加热空气时又降低其自身温度，将热能传递到空气上。

参见图2，15-燃料二次进管、16-二次燃料通道、31-二次燃烧炉膛；作为本实用新型烧嘴结构的第二种实施例，在烧嘴本体1内设置了二次燃烧结构；该二次燃烧结构由燃料二次进管15、二次燃料通道16组成。在燃料总管的控制阀后、与上述燃料管4并行设置燃料二次进管15，作为二次燃烧燃料的输入管道，燃料二次进管15的另一端通入烧嘴本体1内，与烧嘴本体1内的二次燃料通道16连接，二次燃料通道16将二次燃烧燃料通入二次燃烧炉膛31中，使二次燃烧燃料在二次燃烧炉膛31部位与经过一次燃烧后的气体混合、再次燃烧。燃料从控制阀受控通过后，分别进入燃料管4和燃料二次进管15内，从燃料管4内喷出的燃料先与气体通道2内的空气混合、燃烧；然后，从燃料二次进管15、二次燃料通道16内喷出的燃料再与气体通道2内的空气在二次燃烧炉膛31部位混合、燃烧。二次燃烧炉膛31是烧嘴本体1内的炉膛3的一部分，只是为了描述方便，将其称为二次燃烧炉膛31。二次燃烧结构能有效降低高温烟气的温度，特别是燃料管4的燃料和空气混和燃烧的炉膛3部位的温度，有利于温度控制，特别是作为保温炉在保温阶段的温度控制阶段，能达到较高的温控精度。

图3所示，是本实用新型烧嘴的第三种实施例结构图；图中，从气体通道2内进入的空气在烧嘴本体1外与燃料管4的燃料混合，在烧嘴本体1外燃烧。其他结构与前述的实施例相同或基本相似。

为进一步说明小火稳焰装置8，参见图4所示，4-主燃料管，5-旁路进气管，6-旁路进料管，34-冷空气通道，35-主燃料喷口，36-换热稳焰装置外壳，37-小火燃料喷头，38-点火电极，39-带有通孔的配风器，40-火焰检测电极，41-小火燃料管。旁路进气管5与冷空气通道34相连通，旁路进料管6与小火燃料管41相连通。通过旁路进气管5进入小火稳焰装置8的空气为冷空气，由耐温材料制成的换热稳焰装置外壳36与小火燃料管41之间被设计为狭小的缝隙，作为从旁路进气管5进入的冷空气进入小火燃料喷头37的冷空气通道34，当冷空气沿冷空气通道34流经该狭小的缝隙时与灼热的外壳36进行热交换后被加热为热空气，进一步利用了烟气的余热。同时，冷空气冷却了小火燃料管41、主燃料管4，点火电极38和火焰检测电极40，防止了从主燃料管4、小火燃料管41中进入的燃料炭化分解和延长了点火电极38和火焰检测电极40的使用寿命。旁路进气管5进入的冷空气在冷空气通道34中与外壳36热交换后变成热空气，与旁路进料管6进入的燃料经小火燃料管41后，在小火燃料喷头37喷出而混合，通过点火电极38点燃后，在稳焰装置外壳36与主燃料喷口35之间的空腔形成稳定燃烧的火根，由于燃烧造成的压力和喷射力，保证了通过主燃料喷口35喷出燃料被点燃和防止被抽熄。火焰检测电极40经控制系统的火焰监测器对燃烧情况进行监控。保证了本实用新型在全自动情况下和中低温工况下使用。点火电极38、带有通孔的配风器39和火焰检测电极40都可以采用现有技术，不再详述。

图5所示，为小火稳焰装置8的另一种具体实施例结构；42-整流风管，43-鳞片；本实施例结构采用了更有效率的方式强化通过旁路进气管5的空气与稳焰装置外壳36的热交换，整流风管42进一步提高了空气流经外壳36内壁的速度，以及外壳内外突起的鳞片43扩大了外壳36的换热面积，加强了外壳36与空气的换热效率。同时整流风管42防止了外壳36的热辐射，保护了小火燃料管41、主燃料管4以及点火电极38和火焰检测电极40。

Claims (9)

1、一种蓄热式脉冲烧嘴，包括烧嘴本体(1)，气体通道(2)，炉膛(3)，燃料管(4)，气体管道(10)，作为助燃空气进入通道的送风管道(11)和作为高温烟气排出通道的排烟管道(12)，设置在送风管道(11)和排烟管道(12)上的空气和烟气脉冲装置(13)，其特征在于：在所述烧嘴本体(1)上，设置由作为空气进入通道的旁路进气管(5)和作为燃料进入通道的旁路进料管(6)组成的旁路燃烧装置，旁路进气管(5)和旁路进料管(6)通入炉膛3内。

2、根据权利要求1所述的蓄热式脉冲烧嘴，其特征在于：在所述气体通道(2)内设置有蓄热体(7)，蓄热体(7)内部有供气体通过的孔洞。

3、根据权利要求1或2所述的蓄热式脉冲烧嘴，其特征在于：在烧嘴本体(1)内设置由燃料二次进管(15)和二次燃料通道(16)组成的二次燃烧结构；燃料二次进管(15)的一端通入烧嘴本体(1)内，与烧嘴本体(1)内的二次燃料通道(16)连接，二次燃料通道(16)将燃料通入二次燃烧炉膛(31)中。

4、根据权利要求1或2所述的蓄热式脉冲烧嘴，其特征在于：在所述烧嘴本体(1)内设置小火稳焰装置(8)，燃料管(4)、旁路进气管(5)和旁路进料管(6)内的气体和燃料都通入小火稳焰装置(8)内。

5、根据权利要求3所述的蓄热式脉冲烧嘴，其特征在于：在所述烧嘴本体(1)内设置小火稳焰装置(8)，燃料管(4)、旁路进气管(5)和旁路进料管(6)内的气体和燃料都通入小火稳焰装置(8)内。

6、根据权利要求4所述的蓄热式脉冲烧嘴，其特征在于：所述的小火稳焰装置(8)包括冷空气通道(34)、换热稳焰装置外壳(36)、点火电极(38)、火焰检测电极(40)、小火燃料管(41)，冷空气通道(34)是换热稳焰装置外壳(36)与小火燃料管(41)之间的缝隙；旁路进气管(5)与冷空气通道(34)相连通，旁路进料管(6)与小火燃料管(41)相连通。

7、根据权利要求5所述的蓄热式脉冲烧嘴，其特征在于：所述的小火稳焰装置(8)包括冷空气通道(34)、换热稳焰装置外壳(36)、点火电极(38)、火焰检测电极(40)、小火燃料管(41)，冷空气通道(34)是换热稳焰装置外壳(36)与小火燃料管(41)之间的缝隙；旁路进气管(5)与冷空气通道(34)相连通，旁路进料管(6)与小火燃料管(41)相连通。

8、根据权利要求6所述的蓄热式脉冲烧嘴，其特征在于：所述的换热稳焰装置外壳(36)内外有鳞片(43)。

9、根据权利要求7所述的蓄热式脉冲烧嘴，其特征在于：所述的换热稳焰装置外壳(36)内外有鳞片(43)。

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