專利名稱：一種加熱爐用混合煤氣與天然氣兩用燒嘴及其燃燒系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及熱軋機(jī)械領(lǐng)域，更具體地，本實用新型涉及一種加熱爐用混合煤
氣與天然氣兩用燒嘴及其燃燒系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)中外厚板廠加熱爐燃燒系統(tǒng)主要采用混合煤氣系統(tǒng)和天然氣系統(tǒng)以及重油三種，其中前兩種應(yīng)用比較廣泛。但是，采用混合煤氣和天然氣的加熱爐系統(tǒng)存在燃?xì)庀到y(tǒng)供應(yīng)要求較高的問題，比如燃?xì)獾姆€(wěn)定供應(yīng)等。在新型綠色環(huán)保鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)，一般采用煉鐵過程中產(chǎn)生的混合煤氣來作為加熱爐的燃?xì)夤?yīng)源，這樣不僅可以為企業(yè)節(jié)省生產(chǎn)成本，更能有效的保護(hù)環(huán)境。但是，鋼鐵企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，由于煉鐵系統(tǒng)停產(chǎn)休風(fēng)或者混合煤氣系統(tǒng)進(jìn)行檢修時，加熱爐只能依靠能源部提供的有限的儲備煤氣進(jìn)行高溫保溫，而當(dāng)休風(fēng)時間超過24小時后，加熱爐被迫停爐，進(jìn)而造成熱軋生產(chǎn)線停產(chǎn)，給企業(yè)效益帶來損失。 經(jīng)檢索，公開號為CN2275676的專利申請公開了一種冷軋薄板罩式退火爐加熱罩兩用助燃燒嘴，它是由天然氣進(jìn)氣閥、空氣進(jìn)氣閥和助燃燒嘴構(gòu)成的以混合器為中心的Y型結(jié)構(gòu)所組成，可根據(jù)需要隨時切換使用天然氣或混合煤氣，以保證助燃燒嘴常燃。該燒嘴燃?xì)夤苈窞椴⒙?lián)式結(jié)構(gòu)，燒嘴不對工件直接加熱而是在工件的外面有一個罩子，因此對燒嘴噴出的火焰長度和剛度無要求。該燒嘴功率小，無法滿足板坯加熱爐的加熱要求。[0004] 為了避免因煉鐵生產(chǎn)線停產(chǎn)造成的混合煤氣供應(yīng)中斷引起的加熱爐停產(chǎn)，可以利用帶有混合煤氣/天然氣兩用燃燒系統(tǒng)的加熱爐進(jìn)行生產(chǎn)，即當(dāng)煤氣供應(yīng)中斷時，可以將加熱爐由混合煤氣燃燒系統(tǒng)切換到天然氣系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)。為了解決以上問題，本發(fā)明者對加熱爐的核心部件"燒嘴"進(jìn)行改造設(shè)計出了一種可以方便進(jìn)行混合煤氣與天然氣切換燃燒的兩用燒嘴，從而完成了本實用新型。

實用新型內(nèi)容本實用新型的一個目的在于提供一種加熱爐用混合煤氣與天然氣兩用燒嘴。所述
兩用燒嘴為中心風(fēng)噴管、外套于中心風(fēng)噴管外圍的混合煤氣噴管、熱風(fēng)管外殼及配風(fēng)盤組
成的套筒式結(jié)構(gòu)，其中，所述兩用燒嘴還包括天然氣噴管；混合煤氣噴管及前端噴頭、天然
氣噴管及前端噴頭以及中心風(fēng)噴管組成了燒嘴的燃料噴射系統(tǒng)，所述中心風(fēng)噴管通過法蘭
和螺栓被固定在天然氣噴管上，天然氣噴管通過法蘭和螺栓被固定在混合煤氣噴管上；所
述噴射系統(tǒng)通過底板及螺栓被焊接在熱風(fēng)管外殼的中心位置。 所述中心風(fēng)噴管主要調(diào)節(jié)火焰的長度，火焰長度調(diào)節(jié)范圍為3. 5 5m。
根據(jù)本實用新型的兩用燒嘴，中心風(fēng)噴管天然氣噴管混合煤氣噴管熱風(fēng)管噴
管的管徑比例為l:2:4:7。 根據(jù)本實用新型的兩用燒嘴，所述配風(fēng)盤為蜂窩狀，作為一次風(fēng)和二次風(fēng)出口通道，采用耐火材料澆鑄成型，且被固定在熱風(fēng)管外殼的中心處；其中配風(fēng)盤的中心管直徑約為220 230mm，所述配風(fēng)盤外圍有6個管狀通風(fēng)口 ，其中管狀通風(fēng)口的直徑為60 75mm。[0009] 根據(jù)本實用新型的兩用燒嘴，所述熱風(fēng)管的中間位置設(shè)置有一、二次風(fēng)調(diào)節(jié)套管，該套管將管路分為兩部分，其中一部分空氣從配風(fēng)盤的中心管處噴出，稱為一次風(fēng)；另一路分別在配風(fēng)盤外圍的6個通風(fēng)口噴出，稱為二次風(fēng)。在熱風(fēng)空氣進(jìn)氣口處，設(shè)有半圓形的流量調(diào)節(jié)板，根據(jù)燃燒需要，當(dāng)熱風(fēng)一、二次風(fēng)調(diào)節(jié)板開度為90度時，將一次空氣和二次空氣流量均分，因此可通過調(diào)節(jié)該板的開度，調(diào)節(jié)一次風(fēng)及二次風(fēng)的風(fēng)量。 由于天然氣與混合煤氣相比熱值高，即天然氣的空燃比較混合煤氣的空燃比高，因此，在熱值一定的情況下，天然氣的空氣用量較混合煤氣用量高，為了適應(yīng)該變化，配風(fēng)盤一次風(fēng)及二次風(fēng)的口徑也作出相應(yīng)的調(diào)整。燒嘴工作時，兩種燃?xì)饪上嗷デ袚Q，通過燃?xì)鈬娮靽姵龅娜細(xì)馀c配風(fēng)盤的熱空氣混合后噴出燒嘴，實現(xiàn)燃燒作業(yè)。 本實用新型的另一個目的在于提供所述加熱爐用混合煤氣與天然氣兩用燒嘴相應(yīng)配備的燃燒系統(tǒng)，所述燃燒系統(tǒng)采用混合煤氣/天然氣兩路管道，天然氣管路伴著原煤氣管道布置。 根據(jù)本實用新型的燃燒系統(tǒng)，在所述兩用燒嘴的各路進(jìn)氣管前段分別設(shè)置燒嘴前流量調(diào)節(jié)閥。燃燒時根據(jù)流量要求分別調(diào)整燒嘴前各路氣體的調(diào)節(jié)閥，確保燒嘴正常燃燒后，一般不再更改燒嘴前的調(diào)節(jié)閥。當(dāng)燃?xì)鉃槊簹鈺r，煤氣壓力為2500Pa，空氣壓力為3500Pa，熱風(fēng)溫度為50(TC，空燃比為1 : 1. 6 1. 7時燒嘴燃燒效果較好；當(dāng)燃?xì)鉃樘烊粴鈺r，天然氣壓力為3500Pa，空氣壓力為3500Pa，熱風(fēng)溫度為50(TC，空燃比為1 : 10時燒嘴燃燒效果較好。 本實用新型的有益效果為 加熱爐采用本實用新型兩用燒嘴及相應(yīng)的燃燒系統(tǒng)，在上游煉鐵系統(tǒng)休風(fēng)或混合煤氣系統(tǒng)檢修時，可切換到天然氣系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)，從而避免了厚板廠因上游燃?xì)鈹喙┒黄韧．a(chǎn)的可能性，此舉既能提高厚板廠生產(chǎn)效率，同時也可提高設(shè)備的使用效率，達(dá)到了預(yù)期的目的，且該技術(shù)具有操作安全，無污染的特點，對于有同樣情況的生產(chǎn)單位(如采用單一燃?xì)?，且燃?xì)獾墓?yīng)不穩(wěn)定或出現(xiàn)問題時)皆可應(yīng)用該項技術(shù)。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中煤氣調(diào)焰燒嘴側(cè)面示意圖。 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中煤氣調(diào)焰燒嘴斷面圖。 圖3為本實用新型煤氣/天然氣兩用調(diào)焰燒嘴側(cè)面示意圖。 圖4為本實用新型煤氣/天然氣兩用調(diào)焰燒嘴A向視圖。 圖5為本實用新型煤氣/天然氣兩用調(diào)焰燒嘴B向視圖。 其中，1為中心風(fēng)噴管，2為天然氣噴管，3為混合煤氣噴管，4為熱風(fēng)管噴管，5為煤氣通道，6為天然氣通道，7為中心風(fēng)通道，8為熱空氣通道(一次風(fēng))，9為熱空氣通道(二次風(fēng))，10為流量調(diào)節(jié)板，11為旋流片，12為配風(fēng)盤，13為耐材。
具體實施方式以下用實施例結(jié)合附圖對本實用新型作更詳細(xì)的描述。這些實施例僅僅是對本實用新型最佳實施方式的描述，并不對本實用新型的范圍有任何限制。[0022] 實施例1 如圖3、5所示，本實用新型的兩用燒嘴主要由中心風(fēng)噴管1、天然氣噴管2、混合煤氣噴管3、熱風(fēng)管外殼、配風(fēng)盤12及一、二次風(fēng)調(diào)節(jié)套管組成的套筒式結(jié)構(gòu)。其中，中心風(fēng)噴管1管徑約為40mm、天然氣噴管2管徑為75mm、混合煤氣噴管3管徑約為160mm、熱風(fēng)管噴管4管徑為275mm，管壁厚在3-5mm左右。 混合煤氣噴管3及前端噴頭、天然氣噴管2及前端噴頭以及中心風(fēng)噴管1組成了套筒式的燒嘴的燃料噴射系統(tǒng)，其中，中心風(fēng)噴管1通過法蘭和螺栓被固定在天然氣噴管2上，天然氣噴管2通過法蘭和螺栓被固定在混合煤氣噴管3上，該套噴射系統(tǒng)通過底板及螺栓被焊接在熱風(fēng)管外殼的中心位置。 該噴射系統(tǒng)前端有個蜂窩狀的配風(fēng)盤12，作為一次風(fēng)和二次風(fēng)出口通道，采用耐火材料澆鑄成型，且被固定在熱風(fēng)管外殼的中心處。其中配風(fēng)盤12的中心管直徑為230mm，所述配風(fēng)盤12外圍有6個管狀通風(fēng)口，直徑為30mm。 兩用燒嘴熱風(fēng)管的中間位置設(shè)置有一、二次風(fēng)調(diào)節(jié)套管，該套管將管路分為兩部分，其中一部分空氣從配風(fēng)盤12的中心管處噴出，稱為一次風(fēng)；另一路分別在配風(fēng)盤外圍的6個通風(fēng)口噴出，稱為二次風(fēng)。在熱風(fēng)空氣進(jìn)氣口處，設(shè)有半圓形的流量調(diào)節(jié)板10，直徑約為270mm，如圖4所示。根據(jù)燃燒需要，當(dāng)熱風(fēng)一、二次風(fēng)調(diào)節(jié)板開度為90度時，將一次空氣和二次空氣流量均分，其中一次風(fēng)通過配風(fēng)盤12的中心孔噴出，二次風(fēng)通過配風(fēng)盤12的6個外圍的孔噴出。 加熱爐共分一加上下、二加上下、三加上下及均熱段上下共八個加熱段，在均熱段
和三加熱段上部供熱段燒嘴為平焰燒嘴，其它各段位調(diào)焰燒嘴。在燒嘴的各路進(jìn)氣管前段
分別設(shè)置燒嘴前流量調(diào)節(jié)閥，燃燒時根據(jù)流量要求分別調(diào)整燒嘴前各路氣體的調(diào)節(jié)閥，確
保燒嘴正常燃燒后，一般不再更改燒嘴前的調(diào)節(jié)閥。當(dāng)燃?xì)鉃槊簹鈺r，煤氣壓力為2500Pa，
空氣壓力為3500Pa，熱風(fēng)溫度為50(TC，空燃比為1 : 1. 6 1. 7時燒嘴燃燒效果較好；當(dāng)
燃?xì)鉃樘烊粴鈺r，天然氣壓力為3500Pa，空氣壓力為3500Pa，熱風(fēng)溫度為50(TC，空燃比為
1 : IO時燒嘴燃燒效果較好。 實施例2 燃?xì)馇袚Q操作主要過程 (1)將混合煤氣切換為天然氣 天然氣管道氮氣吹掃打開充氮閥對天然氣管道進(jìn)行氮氣吹掃、放散，吹掃前要確保車間天然氣已經(jīng)運送到加熱爐前天然氣管道總閥門前，天然氣流路為天然氣總管-切斷閥_快速切斷閥_天然氣壓力調(diào)節(jié)閥_爐前天然氣總管_各段天然氣支管_流量孔板_自動調(diào)節(jié)閥_各燒嘴前支管_手動球閥_手動蝶閥_燒嘴。吹掃時要保證燒嘴前的球閥和蝶閥關(guān)閉，吹掃時間為20-30分鐘。吹掃后確保管道內(nèi)氮氣含量在1%以內(nèi)。[0032] 向加熱爐送天然氣關(guān)閉充氮閥及混合煤氣進(jìn)氣閥，逐步打開天然氣接點閥門，及天然氣各段調(diào)節(jié)閥，打開各段的放散閥，天然氣管道內(nèi)的氮氣逐漸被天然氣替換，而氮氣則從放散管中被排除廠外，在其相對應(yīng)閥處作防爆試驗合格后，便可對加熱爐進(jìn)行點火操作。[0033] (2)將天然氣切換為混合煤氣 混合煤氣管道氮氣吹掃打開充氮閥對混合媒氣管道進(jìn)行氮氣吹掃、放散，吹掃前要確保車間混合煤氣已經(jīng)運送到加熱爐前煤氣管道總閥門前，煤氣流路為煤氣總管_切斷閥_快速切斷閥_煤氣壓力調(diào)節(jié)閥_煤氣總管_各段煤氣支管_流量孔板_自動調(diào)節(jié)閥-各燒嘴前支管-手動球閥-手動蝶閥-燒嘴。吹掃時要保證燒嘴前的球閥和蝶閥關(guān)閉，吹掃時間為20-30分鐘。吹掃后確保管道內(nèi)氮氣含量在1%以內(nèi)。 向加熱爐送混合煤氣關(guān)閉充氮及閥及天然氣閥，逐步打開混合煤氣接點閥門，及混合煤氣各段調(diào)節(jié)閥，打開各段的放散閥，混合煤氣管道內(nèi)的氮氣逐漸被混合煤氣替換，而氮氣則從放散管中被排除廠外，在其相對應(yīng)閥處作防爆試驗合格后，便可對加熱爐進(jìn)行點火操作。
權(quán)利要求一種加熱爐用混合煤氣與天然氣兩用燒嘴，所述兩用燒嘴為中心風(fēng)噴管(1)、外套于中心風(fēng)噴管(1)外周的混合煤氣噴管(3)、熱風(fēng)管外殼及配風(fēng)盤組成的套筒式結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述兩用燒嘴還包括天然氣噴管(2)；混合煤氣噴管(3)及前端噴頭、天然氣噴管(2)及前端噴頭以及中心風(fēng)噴管(1)組成了燒嘴的燃料噴射系統(tǒng)，所述中心風(fēng)噴管(1)通過法蘭和螺栓被固定在天然氣噴管(2)上，天然氣噴管(2)通過法蘭和螺栓被固定在混合煤氣噴管(3)上；所述噴射系統(tǒng)通過底板及螺栓被焊接在熱風(fēng)管外殼的中心位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的兩用燒嘴，其特征在于，中心風(fēng)噴管(1):天然氣噴管(2):混合煤氣噴管(3):熱風(fēng)管噴管(4)的管徑比例為l:2:4:7。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的兩用燒嘴，其特征在于，所述配風(fēng)盤(12)被固定在熱風(fēng)管外殼的中心處，其中配風(fēng)盤(12)的中心管直徑為220 230mm，所述配風(fēng)盤(12)外圍有6個管狀通風(fēng)口 ，其中管狀通風(fēng)口的直徑為60 75mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的兩用燒嘴，其特征在于，所述配風(fēng)盤(12)為耐火材料澆鑄成型。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩用燒嘴，其特征在于，所述熱風(fēng)管的中間位置設(shè)置有一、二次風(fēng)調(diào)節(jié)套管，配風(fēng)盤(12)為一、二次風(fēng)出口通道，一部分空氣從配風(fēng)盤的中心管處噴出，另一部分空氣分別在配風(fēng)盤(12)外圍的6個通風(fēng)口噴出。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩用燒嘴，其特征在于，在熱風(fēng)空氣進(jìn)氣口處，設(shè)有半圓形的流量調(diào)節(jié)板(10)。
7. 權(quán)利要求1所述的兩用燒嘴相應(yīng)配備的燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述燃燒系統(tǒng)采用混合煤氣/天然氣兩路管道，天然氣管路伴著原先的煤氣管道布置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃燒系統(tǒng)，其特征在于，在所述兩用燒嘴的各路進(jìn)氣管前段分別設(shè)置燒嘴前流量調(diào)節(jié)閥。
專利摘要本實用新型提供了一種加熱爐用混合煤氣與天然氣兩用燒嘴及其燃燒系統(tǒng)。該燒嘴主要由中心風(fēng)噴管、天然氣噴管、混合煤氣噴管、熱風(fēng)管的外殼及配風(fēng)盤組成的套筒式結(jié)構(gòu)。熱風(fēng)管的中間位置設(shè)置有一、二次風(fēng)調(diào)節(jié)套管，配風(fēng)盤作為一次風(fēng)和二次風(fēng)出口通道。燒嘴工作時，兩種燃?xì)饪上嗷デ袚Q，通過燃?xì)鈬娮靽姵龅娜細(xì)馀c配風(fēng)盤的熱空氣混合后噴出燒嘴，實現(xiàn)燃燒作業(yè)。燃燒系統(tǒng)采用混合煤氣/天然氣兩路管道，天然氣管路伴著原煤氣管道布置，并實現(xiàn)了對燃?xì)饬髁考皦毫?yán)格控制的要求。
文檔編號F23D23/00GK201462854SQ20092007282
公開日2010年5月12日 申請日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者吳時清, 吳祖國, 王珩, 譚惟一, 顧誠中, 馬波 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司