專利名稱：蓄熱式燒嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種蓄熱式燒嘴，用于空氣單蓄熱預(yù)熱、燃料連續(xù)供給的蓄熱式燃燒系統(tǒng)的高風(fēng)溫低氧燃燒，屬于燃燒裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高風(fēng)溫低氧燃燒是目前國內(nèi)外開始流行的一種燃燒方式，又稱為HTAC(High Temperature Air Combustion)燃燒方式，這種燃燒方式的技術(shù)關(guān)鍵是在通過交替工作的若干對高效蓄熱室將助燃空氣從室溫預(yù)熱至800～1100℃高溫的同時，通過有效組織燃料與助燃空氣入爐流股的流速、交角、混合方式等手段，使燃料在含氧量控制在2～15％的爐內(nèi)空間進行體積燃燒，從而可大幅度降低NOx排放量，高效蓄熱室可有效截留煙氣余熱，使排煙溫度控制在露點以上、150℃以下的范圍內(nèi)，這種先進的燃燒方式可同時達(dá)到環(huán)保、節(jié)能、加熱質(zhì)量高的效果，可望產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。
HTAC系統(tǒng)針對燃料種類或熱值的不同，有雙蓄熱與單蓄熱之分。一般認(rèn)為清潔的低熱值燃料(如高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣)可采用雙蓄熱方式；油類、高熱值煤氣及含焦油粉塵的熱臟發(fā)生爐煤氣則只需或只能采用助燃空氣單蓄熱方式。
采用單蓄熱方式的HTAC系統(tǒng)又分為燃料換向和燃料連續(xù)供給兩種形式，燃料連續(xù)供給可解決噴口結(jié)焦、堵塞問題及簡化控制系統(tǒng)。
本實用新型作出以前，在已有技術(shù)中，用于空氣單蓄熱預(yù)熱，燃燒連續(xù)供給的蓄熱式燃燒系統(tǒng)的高風(fēng)溫低氧燃燒的燒嘴，主要采用以下兩種形式。
1.四腔自身預(yù)熱燒嘴四腔自身預(yù)熱燒嘴是從日本傳入我國的一種燃料連續(xù)供給的可嵌入爐墻的蓄熱式燒嘴。其主要由燒嘴磚、中心燃料管、四個蓄熱腔、空氣—煙氣分配箱及換向閥組成。
該燒嘴可根據(jù)排煙溫度設(shè)定值或相對應(yīng)的換向時間控制燒嘴的內(nèi)部換向工作，使供給的燃料得以連續(xù)不斷火燃燒。這種燒嘴結(jié)構(gòu)緊湊，適合使用高熱值氣體燃料或液體燃料的HTAC系統(tǒng)，也比較適合老爐改造。
但由于這種燒嘴結(jié)構(gòu)太緊湊，盡管已設(shè)置了用于減少抽煙干擾的四個旁通孔，實際使用時，特別是熱負(fù)荷較小時，還是有較明顯的回吸短路現(xiàn)象，容易造成蓄熱室前腔的二次超高溫內(nèi)燃，縮短裝置使用壽命；更為不足的是由于中心燃料處于兩股噴出的高溫助燃空氣之間，容易形成超高溫的表面燃燒，使NOx的生成量不降反升；另外這種燒嘴制作精度要求高，材料要求高，所以造價昂貴。
鑒于以上原因，四腔自身預(yù)熱燒嘴雖能達(dá)到較好的節(jié)能效果，但環(huán)保效果并不好，加上高昂的造價，使這種燒嘴難以大面積推廣使用。
2.兩腔自身預(yù)熱燒嘴兩腔自身預(yù)熱燒嘴是四腔蓄熱式燒嘴的一種變化，國內(nèi)有將其應(yīng)用于熔鋁爐等小型爐窯。其主要為燃料口處于兩個水平布置的蓄熱箱噴口之間，并且對處于中間的燃料供給壓力有較高的要求，實際應(yīng)用中經(jīng)常由于燒嘴工作在小負(fù)荷時出現(xiàn)燃料短路回抽進蓄熱室前腔而造成欠氧燃燒，這種燃燒會導(dǎo)致蓄熱室前腔使用壽命縮短及蓄熱體積炭的后果，并且燃料和助燃空氣出口的角度調(diào)整范圍小，燃料與助燃空氣的混合不理想。
鑒于以上原因，這種蓄熱式燒嘴至今難以推廣至實際運用。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，合理；可以在燃料連續(xù)供給的情況下形成高風(fēng)溫和低氧燃燒，并可避免燃料的短路抽出，減少NOX的生成量的環(huán)保、節(jié)能型的使用壽命長的蓄熱式燒嘴。
本實用新型的主要解決方案是這樣實現(xiàn)的本實用新型主要采用在兩個相鄰水平位置的蓄熱箱體1內(nèi)分別制有蓄熱箱噴口5、7，燃料管磚2內(nèi)制有燃料噴口3。燃料噴口3設(shè)在兩個相鄰水平布置的蓄熱箱噴口5、7的上方或下方。
本實用新型的兩個蓄熱箱噴口5、7及燃料噴口3呈品字型或倒品字型設(shè)置。
本實用新型與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點與四腔自身預(yù)熱燒嘴相比，本實用新型的噴口間相互距離不受結(jié)構(gòu)限制，可通過調(diào)節(jié)參數(shù)‘H’、‘B’、‘α’、‘β’以及助燃空氣和燃料的噴出速度，方便地控制形成低氧區(qū)所需的稀釋長度，避免了燃料過早地與助燃空氣混合而產(chǎn)生“富氧”表面燃燒使N0x產(chǎn)量不降反升。而且當(dāng)熱負(fù)荷變化時由于三個噴口間有足夠的間距，相互間不易“短路”，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低。
與兩腔自身預(yù)熱燒嘴相比，本實用新型由于將相對流速較低的燃料噴口從兩個助燃空氣蓄熱箱噴口間拉了出來，使燃料噴出流股所受干擾很小，避免了兩腔自身預(yù)熱燒嘴嚴(yán)重的氣流“短路”問題。
與四腔或兩腔自身預(yù)熱燒嘴相比，本實用新型更容易實現(xiàn)爐內(nèi)氣氛的區(qū)域控制，可以方便地將燃料噴口布置在靠近工件的一側(cè)或兩側(cè)，使工件處于還原氣氛之中，明顯降低工件的氧化燒損率。同時由于燃料與經(jīng)稀釋的助燃空氣混合后形成的體積燃燒氣流以較大的動能對工件進行“沖擊加熱”，可顯著提高工件的加熱速度。
本實用新型除能很好地適應(yīng)高熱值燃料的使用外，還特別適合壓力、流速很低的熱臟發(fā)生爐煤氣的使用，可有效地避免由于燃料噴口速度降低造成的“短路”加劇現(xiàn)象。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意主視圖。
圖2為本實用新型結(jié)構(gòu)俯視圖。
圖3為本實用新型結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
圖4為本實用新型結(jié)構(gòu)H向示意圖。
圖5為本實用新型單面加熱時燒嘴布置示意圖。
圖6為本實用新型上下加熱時燒嘴布置示意圖。
具體實施方式
下面本實用新型將結(jié)合附圖中的實施例作進一步描述本實用新型主要由二個相鄰水平布置的空氣蓄熱箱體1和一個燃料管磚2組成。在二個空氣蓄熱箱體1內(nèi)分別制有蓄熱箱噴口5、7，在燃料管磚2內(nèi)制有燃料噴口3。燃料噴口3設(shè)在兩個相鄰水平布置的的助燃空氣蓄熱箱噴口5、7的上方或下方。該2個蓄熱箱噴口5、7及燃料噴口3呈品字型或倒品字型設(shè)置。蓄熱箱噴口5、7分別連接蓄熱箱體內(nèi)的蓄熱箱A腔4及蓄熱箱B腔6，并在兩個蓄熱箱體上分別制有接口8、9及燃料管磚2上制有接口10。
本實用新型工作時燃料連續(xù)從接口10進入，從燃料噴口3噴入爐內(nèi)；假定在某一時刻助燃空氣從接口8進入蓄熱箱A腔4，通過蓄熱體后被加熱至接近爐內(nèi)溫度，然后從噴口5噴出，與從噴口3噴出的燃料混合燃燒，此時爐內(nèi)煙氣被從噴口7吸入蓄熱箱B腔6，在通過蓄熱體的過程中將大部分熱量交換給蓄熱體，溫度降至120℃的煙氣從接口9抽出；經(jīng)一個換向周期時間(一般為1～3分鐘)后HTAC系統(tǒng)經(jīng)換向閥換向，此時燃料仍連續(xù)供給，但助燃空氣改由接口9進入蓄熱箱B腔6，通過蓄熱體后被加熱至接近爐內(nèi)溫度，然后從噴口7噴出，與從噴口3噴出的燃料混合燃燒，此時爐內(nèi)煙氣被從噴口5吸入蓄熱箱A腔4，在通過蓄熱體的過程中將大部分熱量交換給蓄熱體，溫度降至120℃的煙氣從接口8抽出。
本實用新型中助燃空氣蓄熱箱可以是水平嵌入爐墻式，也可以是置于爐墻外或爐墻內(nèi)式。使用時如圖5、6所示一種為單面加熱時燒嘴的布置，另一種為上下加熱時燒嘴的布置。
權(quán)利要求1.一種蓄熱式燒嘴，包括蓄熱箱(1)、燃料管磚(2)，其特征是采用在兩個相鄰水平位置的蓄熱箱(1)內(nèi)分別制有蓄熱箱噴口(5)、(7)，燃料管磚(2)內(nèi)制有燃料噴口(3)，燃料噴口(3)設(shè)在兩個相鄰水平布置的蓄熱箱噴口(5)、(7)的上方或下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式燒嘴，其特征在于所述的在兩個水平位置的蓄熱箱噴口(5)、(7)及燃料噴口(3)呈品字型或倒品字型設(shè)置。
專利摘要本實用新型涉及一種蓄熱式燒嘴，用于空氣單蓄熱預(yù)熱、燃料連續(xù)供給的蓄熱式燃燒系統(tǒng)的高風(fēng)溫低氧燃燒，屬于燃燒裝置技術(shù)領(lǐng)域。其主要采用二個空氣蓄熱箱和燃料管磚組成，在二個蓄熱箱體內(nèi)的蓄熱箱噴口與燃料管磚內(nèi)的燃料噴口呈品字型或倒品字型設(shè)置。這種燒嘴可以根據(jù)工藝要求方便地調(diào)整燃料噴口與蓄熱箱噴口間的距離和交角，使采用這種燒嘴的蓄熱式燃燒系統(tǒng)可以在燃料連續(xù)供給的情況下形成高風(fēng)溫和低氧燃燒，并避免燃料的短路抽出，減少NOx的生成量，是一種新型的環(huán)保、節(jié)能型的，并且使用壽命長的燒嘴。
文檔編號F23L15/00GK2649968SQ0325899
公開日2004年10月20日 申請日期2003年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月18日
發(fā)明者高建勛 申請人:高建勛