專利名稱：一種燃?xì)忸A(yù)混高速燒嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃?xì)忸A(yù)混高速燒嘴。
背景技術(shù)：
目前應(yīng)用的燃?xì)飧咚贌炀腿細(xì)馀c空氣的混合方式可以分為預(yù)混式和非預(yù)混式兩種。預(yù)混式高速燒嘴的調(diào)節(jié)范圍小，燃?xì)夂涂諝獠荒艿陀谀骋涣髁浚駝t會(huì)出現(xiàn)回火現(xiàn)象。非預(yù)混式不受此限制，可以供給預(yù)熱空氣；按燃?xì)飧咚贌煊猛究梢苑譃橛糜诳焖賹?duì)流加熱的不調(diào)溫高速燒嘴和用于熱處理及干燥爐的調(diào)溫高速燒嘴，前者不供二次空氣，空氣過(guò)剩系數(shù)變動(dòng)不大，出口煙氣溫度調(diào)節(jié)范圍小，后者供給二次空氣，空氣過(guò)剩系數(shù)變化幅度大，出口煙氣溫度調(diào)節(jié)范圍也大。
非預(yù)混式燃?xì)飧咚贌焓菍⑷細(xì)馀c空氣分別直接送入燃燒室，二者在燃燒室內(nèi)進(jìn)行非預(yù)混式燃燒，在混合裝置中，燃?xì)馔ǔＱ刂行墓?、?jīng)與中心管同心的噴嘴或經(jīng)過(guò)與空氣形成一定角度的若干小噴嘴進(jìn)入燃燒室。普通的高速燒嘴常采用非預(yù)混式，如英國(guó)的Hot-Work公司和我國(guó)北京鋼鐵設(shè)計(jì)研究總院研制的產(chǎn)品，一般包括燃料及空氣接管、燃燒筒及燒嘴磚等三個(gè)部分，其工作原理是燃?xì)馐紫扰c部分空氣在燃燒筒內(nèi)混合燃燒，未完全燃燒的燃?xì)膺M(jìn)入燒嘴磚與剩下的空氣混合燃燒。這類非預(yù)混燒嘴的共同缺陷是燃?xì)馀c空氣的混合過(guò)程都是通過(guò)旋流裝置來(lái)完成，混合的效果有限，燒嘴的體積大而笨重、火焰穩(wěn)定性差、易受燒嘴外被加熱物料的影響、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修不方便，而且由于燃?xì)夂涂諝庠谌紵覂?nèi)進(jìn)行混合，混合過(guò)程占據(jù)了燃燒室的一部分體積，不僅降低了燃燒室的單位容積燃燒強(qiáng)度，還會(huì)降低燃燒的完全程度。但是這種高速燒嘴的調(diào)節(jié)范圍比較大。
預(yù)混式高速燒嘴是將燃?xì)夂涂諝庠谒腿肴紵仪斑M(jìn)行充分混合，其混合形式很多，如大型的采用比例混合鼓風(fēng)機(jī)，中小型的采用引射器等。近年較為普遍采用的是以空氣作為工質(zhì)的引射器，燃?xì)鈩t應(yīng)用零位調(diào)節(jié)器保持其壓力恒定，從而嚴(yán)格控制燃?xì)馀c空氣的混合比。
現(xiàn)在廣泛使用的有以下幾種高速燒嘴1、SGM型燃?xì)獾蛪焊咚贌霺GM型燃?xì)獾蛪焊咚贌斓娜細(xì)饨?jīng)過(guò)狹縫呈薄層流出，空氣與燃?xì)獬?0°角相遇，由于空氣的引射作用，促使二者進(jìn)行強(qiáng)烈混合，混合氣體經(jīng)腰圓形孔進(jìn)入圓柱形燃燒室燃燒?；鹧娣€(wěn)定是依靠轉(zhuǎn)角處和流股間的高溫?zé)煔庠傺h(huán)及燃燒室壁面實(shí)現(xiàn)的。該種高速燒嘴空氣過(guò)剩系數(shù)調(diào)節(jié)范圍廣，容易實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒，但是加工工藝復(fù)雜，體積大，不適合小空間加熱的情況。
2、帶煙氣縮口的高速燒嘴帶煙氣縮口的高速燒嘴主要用于室式金屬加熱爐。該種高速燒嘴的特點(diǎn)是，空氣沿著燃燒室長(zhǎng)度分散供應(yīng)，且設(shè)置了空氣節(jié)流室?？諝獾姆稚⒐?yīng)起到了對(duì)燃燒室的冷卻作用，這樣，燃燒室可以用普通耐熱鋼制造?；鹧娣€(wěn)定性高，允許高速燒嘴在較大過(guò)?？諝庀禂?shù)下工作。這種高速燒嘴的特點(diǎn)決定了它的構(gòu)造比較復(fù)雜，不適合加熱小顆粒物料。
3、鑄鐵外殼與焊接外殼高速燒嘴在燃?xì)馊肟谔幱幸粨醢?，用三根圓鋼支撐在燃?xì)鈬娍谏?，迫使燃?xì)庋刂瞬績(jī)?nèi)表面流動(dòng)，同時(shí)產(chǎn)生渦流，有利于與空氣的混合。空氣經(jīng)燃燒室上的兩排開(kāi)孔進(jìn)入燃燒室內(nèi)，與空氣邊混合邊燃燒。燃燒室用不銹鋼板制成，內(nèi)襯耐火材料。燃燒室縮口用高鋁耐火混凝土制成，外邊有不銹鋼外殼，內(nèi)襯碳化硅。高速燒嘴工作時(shí)，耐火混凝土容易產(chǎn)生裂縫。為防止發(fā)生這種現(xiàn)象，不僅安裝了不銹鋼外殼，還設(shè)置了冷空氣道，保持外側(cè)空氣壓力大于內(nèi)側(cè)煙氣壓力，一旦發(fā)生裂縫，冷空氣可以沿縫流入起冷卻作用，避免熱煙氣外竄，燒壞燒嘴。
4、自身預(yù)熱式高速燒嘴自身預(yù)熱式高速燒嘴實(shí)際上是由一個(gè)高速燒嘴和一個(gè)逆流式換熱器組成。燃?xì)鈴闹行墓芰魅肴紵?，空氣在空氣管與燃?xì)夤墉h(huán)縫中流入燃燒室，空氣管表面裝有換熱器肋片。煙氣在套管與空氣管之間經(jīng)肋片間隙與空氣成逆流，流向燒嘴前端被排出。預(yù)熱后的空氣立即進(jìn)入燃燒室與燃?xì)饣旌先紵４祟惛咚贌旖Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修不便，不適合加熱流態(tài)化物料。
到目前為止，所有的高速燒嘴都面向于冶金爐窯，這些高速燒嘴有一些共同的弊端體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適合加熱小顆粒物料和液體物料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種燃?xì)忸A(yù)混高速燒嘴，主要用于直接加熱處于流態(tài)化的固體顆粒狀物料。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供的燃?xì)忸A(yù)混高速燒嘴，包括燃?xì)夤?、空氣管2、預(yù)混室5、混合著火室6和燃燒室8；燃?xì)夤?、空氣管2和預(yù)混室5三者同軸布置，燃?xì)夤?通過(guò)位于預(yù)混室5底部的燃?xì)馊肟谛】?與預(yù)混室5相通，空氣管2罩于燃?xì)夤?外部，并通過(guò)位于預(yù)混室5側(cè)壁上的空氣入口小孔4與預(yù)混室5相通，燃燒室8底部與混合著火室6相連通，其特征在于，所述的混合著火室6內(nèi)填有高溫多孔陶瓷觸媒7；所述的燃燒室8為柱型風(fēng)帽狀，其側(cè)壁開(kāi)有煙氣出口小孔9。
本發(fā)明的燃?xì)忸A(yù)混高速燒嘴中，燃?xì)馔ㄟ^(guò)預(yù)混室5底部的燃?xì)馊肟谛】?以150～200m/s的速度進(jìn)入預(yù)混室5，空氣通過(guò)預(yù)混室側(cè)壁的空氣入口小孔4以200m/s左右的速度進(jìn)入預(yù)混室5，空氣和燃?xì)庠陬A(yù)混室5內(nèi)初步混合，而后進(jìn)入混合著火室6與位于其中的高溫多孔陶瓷觸媒7接觸后完全混合并著火，在燃燒室8內(nèi)完全燃燒，高溫?zé)煔鈴娜紵?側(cè)壁的煙氣出口小孔9高速噴出。
本發(fā)明的原理是，采用上述結(jié)構(gòu)，尤其是高溫多孔陶瓷觸媒可使燃?xì)馀c空氣快速充分地混合，并提供穩(wěn)定的著火源，從而保證燃?xì)庠谌紵抑蟹€(wěn)定、完全地燃燒，高溫?zé)煔庖愿哌_(dá)200m/s以上的速度噴出燒嘴，加熱物料，燃?xì)獾娜紵谥惋L(fēng)帽狀的燃燒室的保護(hù)下，不受外界被加熱物料的影響。由于本發(fā)明提出的燃?xì)忸A(yù)混高速燒嘴燃燒強(qiáng)度非常高，可以達(dá)到70MW/m3，所以混合著火室和燃燒室的材料必須是高溫合金，比如Cr25Ni20或等級(jí)更高的高溫合金。
本發(fā)明提出的燃?xì)忸A(yù)混高速燒嘴，燃?xì)馀c空氣混合速度快、混合充分，燃燒完全、強(qiáng)度高，燃燒調(diào)節(jié)方便，燒嘴體積小、單位容積的燃燒強(qiáng)度高；可以單獨(dú)使用，特別適用于空間非常狹小內(nèi)的加熱；也可以多個(gè)燒嘴并聯(lián)使用，用于大空間內(nèi)的加熱。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)附圖1，本發(fā)明的燃?xì)忸A(yù)混高速燒嘴，包括燃?xì)夤?、空氣管2、預(yù)混室5、混合著火室6和燃燒室8，燃?xì)夤?、空氣管2和預(yù)混室5三者同軸布置，燃?xì)夤?通過(guò)位于預(yù)混室5底部的燃?xì)馊肟谛】?與預(yù)混室5相通，空氣管2罩于燃?xì)夤?外部，并通過(guò)位于預(yù)混室5側(cè)壁上的空氣入口小孔4與預(yù)混室5相通，燃燒室8底部與混合著火室6相連通；混合著火室6內(nèi)填有高溫多孔陶瓷觸媒7；燃燒室8為柱型風(fēng)帽狀，其側(cè)壁開(kāi)有煙氣出口小孔9。
權(quán)利要求
1.一種燃?xì)忸A(yù)混高速燒嘴，包括燃?xì)夤?1)、空氣管(2)、預(yù)混室(5)、混合著火室(6)和燃燒室(8)，燃?xì)夤?1)、空氣管(2)和預(yù)混室(5)三者同軸布置，燃?xì)夤?1)通過(guò)位于預(yù)混室(5)底部的燃?xì)馊肟谛】?3)與預(yù)混室(5)相通，空氣管(2)罩于燃?xì)夤?1)外部，并通過(guò)位于預(yù)混室(5)側(cè)壁上的空氣入口小孔(4)與預(yù)混室(5)相通，燃燒室(8)底部與混合著火室(6)相連通；其特征在于，所述的混合著火室6內(nèi)填有高溫多孔陶瓷觸媒(7)；所述的燃燒室(8)為柱型風(fēng)帽狀，其側(cè)壁開(kāi)有煙氣出口小孔(9)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃?xì)忸A(yù)混高速燒嘴，包括燃?xì)夤?、空氣管、預(yù)混室、混合著火室和燃燒室；燃?xì)夤?、空氣管和預(yù)混室三者同軸布置，燃?xì)夤芡ㄟ^(guò)位于預(yù)混室底部的燃?xì)馊肟谛】着c預(yù)混室相通，空氣管罩于燃?xì)夤芡獠浚⑼ㄟ^(guò)位于預(yù)混室側(cè)壁上的空氣入口小孔與預(yù)混室相通，燃燒室底部與混合著火室相連通；混合著火室內(nèi)填有高溫多孔陶瓷觸媒；燃燒室為柱型風(fēng)帽狀，其側(cè)壁開(kāi)有煙氣出口小孔。該燒嘴的燃?xì)馀c空氣混合速度快、混合充分，燃燒完全、強(qiáng)度高，燃燒調(diào)節(jié)方便，燒嘴體積小、單位容積的燃燒強(qiáng)度高；可以單獨(dú)使用，也可以多個(gè)燒嘴并聯(lián)使用。本發(fā)明提出的燃?xì)忸A(yù)混高速燒嘴，主要用于直接加熱處于流態(tài)化的固體顆粒狀物料。
文檔編號(hào)F23D14/02GK1987199SQ20051013072
公開(kāi)日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2005年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
發(fā)明者那永潔, 朱治平, 呂清剛, 賀軍, 王東宇 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所