富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵骷捌淇刂品椒?br> 【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵?，該燃燒器包括燃燒器殼體、配風(fēng)盤(pán)、預(yù)燃室、氧氣噴管以及燃料噴管，加熱爐的爐墻上設(shè)有貫穿于其墻體的通道，燃燒器殼體安裝于通道的一側(cè)，通道中的空間形成預(yù)燃室，燃燒器殼體上設(shè)置有助燃空氣通道，燃料噴管穿插于燃燒器殼體上，燃料噴管上設(shè)有燃料通道，配風(fēng)盤(pán)上設(shè)有空氣進(jìn)風(fēng)口以及燃料進(jìn)口，氧氣噴管設(shè)有氧氣通道，氧氣噴管安裝于加熱爐的爐墻上且氧氣通道與加熱爐的爐膛連通，氧氣噴管傾斜設(shè)置于加熱爐的爐墻上使其噴頭端靠近預(yù)燃室。本發(fā)明提出的富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵?，將稀釋燃燒技術(shù)與富氧燃燒技術(shù)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)無(wú)焰燃燒，同時(shí)優(yōu)化了爐內(nèi)溫度分布，降低了NOx的排放。
【專(zhuān)利說(shuō)明】富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵骷捌淇刂品椒?br>
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣體燃料的燃燒設(shè)備與方法領(lǐng)域，尤其涉及一種富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵骷捌淇刂品椒ā?br>
【背景技術(shù)】
[0002]鋼鐵行業(yè)既是能源消耗大戶(hù)，又是污染物排放大戶(hù)，提高鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中的資源利用率，一方面將降低鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)成本，另一方面對(duì)于減少污染物排放具有重要意義。
[0003]目前面臨環(huán)保排放考核力度的加大和市場(chǎng)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的加劇，通過(guò)提高空氣中的氧濃度而實(shí)現(xiàn)富氧燃燒已成為一種備受青睞的新型燃燒方式。富氧燃燒具有提升爐膛燃燒溫度，降低煙氣余熱損失，以及增強(qiáng)爐內(nèi)輻射換熱等優(yōu)點(diǎn)。此外，該燃燒技術(shù)還能顯著改善低熱值燃料的著火及燃燒特性。
[0004]富氧方式有氧氣噴槍式富氧和直接摻混富氧方式，但目前在加熱爐領(lǐng)域基本為管道直接富氧。對(duì)于傳統(tǒng)的加熱爐燃燒器來(lái)說(shuō)，如果直接空氣摻混氧氣實(shí)現(xiàn)富氧燃燒，則會(huì)造成燃燒速率加快，火焰縮短，燃燒區(qū)域更加集中，隨著空氣富氧率的提升，反而與加熱爐的熱工制度背道而馳，適得其反，使得爐膛溫度分布的均勻性變差，熱力NOx的形成劇烈增力口，同時(shí)鋼坯的氧化燒損和爐渣量將增大，不利于提高鋼鐵生產(chǎn)的質(zhì)量。對(duì)于所謂的氧氣噴槍式富氧方式，在加熱爐領(lǐng)域基本是解決加熱能力不足或提高產(chǎn)能角度出發(fā)，并未真正解決富氧所引起的工藝制度、爐溫均勻性、污染生成和氧化燒損等問(wèn)題。因此開(kāi)發(fā)新的可燃用不同熱值的燃料、富氧濃度可調(diào)的符合加熱爐熱工制度的新型富氧燃燒器勢(shì)在必行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于提供一種富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵骷捌淇刂品椒ǎ荚跐M(mǎn)足加熱工藝前提下，通過(guò)燃燒組織優(yōu)化實(shí)現(xiàn)富氧燃燒，以達(dá)到“提升加熱質(zhì)量、節(jié)能和減排”的綜合效果。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵?，包括燃燒器殼體、配風(fēng)盤(pán)、預(yù)燃室、氧氣噴管以及燃料噴管，其中，
加熱爐的爐墻上設(shè)有貫穿于其墻體的通道，燃燒器殼體安裝于所述通道的一側(cè)，所述通道中的空間形成所述預(yù)燃室，所述燃燒器殼體上設(shè)置有助燃空氣通道，所述配風(fēng)盤(pán)安裝于所述燃燒器殼體尾部，所述燃料噴管穿插于燃燒器殼體上，所述燃料噴管上設(shè)有與所述預(yù)燃室連通的燃料通道，所述配風(fēng)盤(pán)上設(shè)有與所述助燃空氣通道出口連通的空氣進(jìn)風(fēng)口、以及與所述燃?xì)馔ǖ莱隹谶B通的燃料進(jìn)口，助燃?xì)夂腿剂戏謩e經(jīng)過(guò)所述助燃空氣通道和燃料通道后通過(guò)所述配風(fēng)盤(pán)進(jìn)入所述預(yù)燃室，所述氧氣噴管設(shè)有用于向加熱爐的爐膛中通入富氧空氣或氧氣的氧氣通道，所述氧氣噴管安裝于加熱爐的爐墻上且所述氧氣通道與加熱爐的爐膛連通，所述氧氣噴管傾斜設(shè)置于加熱爐的爐墻上使其噴頭端靠近所述預(yù)燃室。
[0007]優(yōu)選地，所述氧氣噴管上設(shè)置有用于控制其內(nèi)部助燃?xì)饬髁康难鯕鈬姽苷{(diào)節(jié)閥閥，所述燃燒器殼體上設(shè)有用于控制其助燃?xì)饬髁康目諝膺M(jìn)口閥門(mén)。
[0008]優(yōu)選地，所述燃料通道為直流通道，所述空氣進(jìn)風(fēng)口為旋流通道。
[0009]優(yōu)選地，所述配風(fēng)盤(pán)包括同軸設(shè)置的內(nèi)轂和外防護(hù)罩、以及多個(gè)連接所述內(nèi)轂和外防護(hù)罩的旋流葉片，所述燃料進(jìn)口位于所述內(nèi)轂上，每相鄰兩旋流葉片之間的間隙形成用于供空氣或富氧空氣通過(guò)的空氣進(jìn)風(fēng)口，所述旋流葉片數(shù)量為4至8個(gè)，所述旋流葉片的傾角為30至60度。
[0010]優(yōu)選地，所述預(yù)燃室為漸擴(kuò)圓臺(tái)形空腔，所述預(yù)燃室的擴(kuò)口端位于其靠近加熱爐的爐膛一側(cè)，所述預(yù)燃室的縮口端上安裝有所述配風(fēng)盤(pán)。
[0011]優(yōu)選地，所述富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵鬟€包括安裝于加熱爐的爐墻上、用于調(diào)整所述氧氣噴管安裝角度的角度調(diào)節(jié)閥，以及包覆于所述氧氣噴管外的水冷套。
[0012]優(yōu)選地，所述氧氣噴管的噴頭與所述預(yù)燃室的出口之間的距離為200至600_，所述氧氣噴管安裝于加熱爐的爐墻上的角度可調(diào)整，所述氧氣噴管的軸線與所述燃料噴管的軸線之間夾角為(Γ30度。
[0013]優(yōu)選地，所述燃料噴管、配風(fēng)盤(pán)以及預(yù)燃室同軸設(shè)置。
[0014]本發(fā)明進(jìn)一步提出一種基于上述的富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵鞯目刂品椒?，包? 控制氧氣噴管中助燃?xì)獾牧髁繛榱悖刂瓶諝饣蚋谎蹩諝庖来谓?jīng)燃燒器殼體上的助燃空氣通道和配風(fēng)盤(pán)進(jìn)入預(yù)燃室中，燃料從燃料噴管的燃料通道進(jìn)入預(yù)燃室中并進(jìn)行點(diǎn)火，空氣或富氧空氣和燃料在預(yù)燃室內(nèi)進(jìn)行初步混合燃燒；
當(dāng)加熱爐的爐膛溫度升高至預(yù)設(shè)溫度時(shí)，控制富氧空氣或氧氣經(jīng)氧氣噴管射入爐膛，根據(jù)燃料熱值控制氧氣噴管中助燃?xì)饬髁?、成分、速度、氧氣噴管的安裝角度以及其與預(yù)燃室出口的相對(duì)距離，同時(shí)逐漸控制經(jīng)燃燒器殼體的空氣進(jìn)口閥門(mén)關(guān)閉，直至形成理想火焰時(shí)完全關(guān)閉空氣進(jìn)口閥門(mén)，氧氣噴管中的助燃?xì)飧咚偕淙霑r(shí)的引射作用，在預(yù)燃室出口形成低壓區(qū)，卷吸爐膛尾部的高溫?zé)煔夂皖A(yù)燃室出口的未完全燃燒的高溫燃料，煙氣對(duì)高溫燃料和助燃?xì)膺M(jìn)行稀釋?zhuān)A(yù)燃室出口高溫燃料以及爐膛尾部的高溫?zé)煔獗痪砦M(jìn)一步混合燃燒。
[0015]優(yōu)選地，當(dāng)所述氧氣噴管中通入為氧氣時(shí)，其噴射速度為20(T300m/s，當(dāng)所述氧氣噴管中通入為富氧空氣時(shí)，其噴射速度為10(T200m/s。
[0016]本發(fā)明提出的富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵?，具有以下?yōu)點(diǎn):
I)本發(fā)明提出的燃燒器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，僅需在爐墻上布置I個(gè)氧氣噴管40即可。
[0017]2)本發(fā)明的燃燒器既可以完全實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)燃燒器的功能，又可以實(shí)現(xiàn)無(wú)焰富氧低NOx燃燒。
[0018]3)本燃燒器所用的助燃?xì)獠⒉幌抻诳諝?空氣進(jìn)風(fēng)口中)和氧氣(燃料噴管中)，空氣進(jìn)風(fēng)口和氧氣通道也可以使用預(yù)先摻混的不同氧濃度的富氧空氣。
[0019]4)本燃燒器通過(guò)設(shè)置空氣進(jìn)風(fēng)口和氧氣噴管，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣和氧氣的獨(dú)立控制，因此，可分別調(diào)整預(yù)燃室以及爐膛內(nèi)的著火及燃燒狀況。當(dāng)燃料熱值發(fā)生變化時(shí)，可以通過(guò)改變預(yù)燃室內(nèi)助燃?xì)獾乃俣?、流量以及氧氣濃度，改善其著火。此外，也可以改變氧氣通道助燃?xì)獾牧髁?、速度以及氧氣濃度，以調(diào)節(jié)爐膛內(nèi)火焰的長(zhǎng)度及溫度分布。
[0020]5)在高溫穩(wěn)定燃燒時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)空氣進(jìn)風(fēng)口和氧氣噴管中進(jìn)入風(fēng)量的比例，甚至關(guān)閉空氣進(jìn)口，以最大限度的減小NOx的形成以及煙氣余熱損失。
[0021]6)本發(fā)明結(jié)合了旋流燃燒、分級(jí)燃燒、稀釋燃燒和富氧燃燒等技術(shù)，將燃燒反應(yīng)分散到兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行，并通過(guò)煙氣稀釋反應(yīng)物，在保留富氧燃燒諸多優(yōu)點(diǎn)的前提下實(shí)現(xiàn)了低NOx排放。
[0022]7)本發(fā)明由于燃燒化學(xué)反應(yīng)擴(kuò)大到爐膛的大部分區(qū)域，可以提高爐膛溫度分布的均勻性，有利于鋼坯的均勻加熱，同時(shí)使?fàn)t膛局部高溫區(qū)得到抑制，使得氧化燒損降低。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵鲀?yōu)選實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1所示的富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵髯髠?cè)方向的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵鲀?yōu)選實(shí)施例的原理結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵髦信滹L(fēng)盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵髦醒鯕鈬姽馨惭b于爐墻時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中:10_燃燒器殼體，20-配風(fēng)盤(pán)，30-預(yù)燃室，40-氧氣噴管，50-燃料噴管，60-爐墻，11-助燃空氣通道，21-空氣進(jìn)風(fēng)口、22-燃料進(jìn)口，201-內(nèi)轂，202-外防護(hù)罩，203-旋流葉片，41-角度調(diào)節(jié)閥，42-水冷套。
[0025]本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。

【具體實(shí)施方式】
[0026]應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0027]需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的描述中，術(shù)語(yǔ)“橫向”、“縱向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，并不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0028]本發(fā)明提出一種富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵鳌?br> [0029]參照?qǐng)D1和圖2，圖1為本發(fā)明富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵鲀?yōu)選實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示的無(wú)焰富氧燃?xì)馊紵髯髠?cè)方向的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]本優(yōu)選實(shí)施例中，富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵靼ㄈ紵鳉んw10、配風(fēng)盤(pán)20、預(yù)燃室30、氧氣噴管40以及燃料噴管50，其中，
加熱爐的爐墻60上設(shè)有貫穿于其墻體的通道，燃燒器殼體10安裝于通道的一側(cè)，通道中的空間形成預(yù)燃室30，燃燒器殼體10上設(shè)置有助燃空氣通道11，配風(fēng)盤(pán)20安裝于燃燒器殼體10尾部，燃料噴管40穿插于燃燒器殼體10上，燃料噴管40上設(shè)有與預(yù)燃室40連通的燃料通道，配風(fēng)盤(pán)20上設(shè)有與助燃空氣通道出口連通的空氣進(jìn)風(fēng)口 21、以及與所述燃?xì)馔ǖ莱隹谶B通的燃料進(jìn)口 22，助燃?xì)夂腿剂戏謩e經(jīng)過(guò)助燃空氣通道和燃料通道后通過(guò)配風(fēng)盤(pán)20進(jìn)入預(yù)燃室30，氧氣噴管40設(shè)有用于向加熱爐的爐膛中通入富氧空氣或氧氣的氧氣通道，氧氣噴管40安裝于加熱爐的爐墻60上且氧氣通道與加熱爐的爐膛連通，氧氣噴管40傾斜設(shè)置于加熱爐的爐墻60上使其噴頭端靠近預(yù)燃室30。氧氣噴管40上設(shè)置有用于控制其內(nèi)部助燃?xì)饬髁康难鯕鈬姽苷{(diào)節(jié)閥。燃燒器殼體10上設(shè)有用于控制其助燃?xì)饬髁康目諝膺M(jìn)口閥門(mén)。氧氣噴管40設(shè)置一個(gè)即可。
[0031]需要說(shuō)明的是，助燃?xì)鉃榭諝饣蚋谎蹩諝?。?dāng)氧氣噴管40中通入為富氧空氣時(shí)，此時(shí)，氧氣噴管40中氧濃度降低，但是體積流量會(huì)增加，因此，需要適當(dāng)提高氧氣噴管40的管徑。
[0032]本實(shí)施例中，氧氣噴管40的軸線與預(yù)燃室30軸線的夾角為(Γ30度，將氧氣噴管40的安裝角度這樣控制，可使經(jīng)氧氣噴管40噴出的助燃?xì)馀c預(yù)燃室30中的混合物(混合物為燃料和經(jīng)空氣進(jìn)風(fēng)口 21進(jìn)入的助燃?xì)?達(dá)到一較好的混合狀態(tài)，以利于優(yōu)化爐內(nèi)溫度均勻分布。
[0033]進(jìn)一步地，燃料通道為直流通道，空氣進(jìn)風(fēng)口 21為旋流通道。旋流通道結(jié)構(gòu)的空氣進(jìn)風(fēng)口 21和直流通道的燃料通道配合使用，使本燃燒器在通入助燃?xì)鈺r(shí)，燃料被旋轉(zhuǎn)空氣所包裹，其著火和穩(wěn)燃均得到提升。
[0034]具體地，結(jié)合參照?qǐng)D1和圖4，配風(fēng)盤(pán)20包括同軸設(shè)置的內(nèi)轂201和外防護(hù)罩202、以及多個(gè)連接內(nèi)轂201和外防護(hù)罩202的旋流葉片203，燃料進(jìn)口 22位于內(nèi)轂201上，每相鄰兩旋流葉片203之間的間隙形成用于供空氣或富氧空氣通過(guò)的空氣進(jìn)風(fēng)口 21，旋流葉片203數(shù)量為4至8個(gè)，旋流葉片203的傾角為30至60度。內(nèi)轂201、外防護(hù)罩202和旋流葉片203為一體成型。多個(gè)旋流葉片203均勻地分布于內(nèi)轂201和外防護(hù)罩202之間。
[0035]參照?qǐng)D3，本富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵鞯墓ぷ髟砣缦?
首先，控制氧氣噴管40中助燃?xì)獾牧髁繛榱?，空氣或富氧空氣依次?jīng)燃燒器殼體10的助燃空氣通道21和空氣進(jìn)風(fēng)口 21進(jìn)入預(yù)燃室30中，燃料從燃料噴管50的燃料通道進(jìn)入預(yù)燃室30中并進(jìn)行點(diǎn)火，空氣或富氧空氣和燃料在預(yù)燃室30內(nèi)進(jìn)行初步混合燃燒；
當(dāng)加熱爐的爐膛溫度升高至預(yù)設(shè)溫度(本實(shí)施例中，預(yù)設(shè)溫度為800°C )時(shí)，控制富氧空氣或氧氣經(jīng)氧氣噴管40射入爐膛(打開(kāi)氧氣噴管調(diào)節(jié)閥)，根據(jù)燃料熱值控制氧氣噴管40中助燃?xì)饬髁?、成?含氧量的多少)、速度、氧氣噴管40的安裝角度以及其與預(yù)燃室30出口的相對(duì)距離，同時(shí)逐漸控制經(jīng)燃燒器殼體10的空氣進(jìn)口閥門(mén)關(guān)閉，直至形成理想火焰時(shí)完全關(guān)閉空氣進(jìn)口閥門(mén)，氧氣噴管40中的助燃?xì)飧咚偕淙霑r(shí)的引射作用，在預(yù)燃室30出口形成低壓區(qū)，卷吸爐膛尾部的高溫?zé)煔夂皖A(yù)燃室30出口的未完全燃燒的高溫燃料，煙氣對(duì)高溫燃料和助燃?xì)膺M(jìn)行稀釋?zhuān)A(yù)燃室30出口高溫燃料以及爐膛尾部的高溫?zé)煔獗痪砦M(jìn)一步混合燃燒。
[0036]本實(shí)施例提出的富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵骶哂幸韵聝?yōu)點(diǎn):
I)本發(fā)明提出的燃燒器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，僅需在爐墻60上布置I個(gè)氧氣噴管40即可。
[0037]2)本發(fā)明的燃燒器既可以完全實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)燃燒器的功能，又可以實(shí)現(xiàn)無(wú)焰富氧低NOx燃燒。
[0038]3)本燃燒器所用的助燃?xì)獠⒉幌抻诳諝?空氣進(jìn)風(fēng)口 21中)和氧氣(燃料噴管50中)，空氣進(jìn)風(fēng)口 21和氧氣通道也可以使用預(yù)先摻混的不同氧濃度的富氧空氣。
[0039]4)本燃燒器通過(guò)設(shè)置空氣進(jìn)風(fēng)口 21和氧氣噴管40，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣和氧氣的獨(dú)立控制，因此，可分別調(diào)整預(yù)燃室30 (調(diào)節(jié)空氣進(jìn)風(fēng)口 21的流量)以及爐膛(調(diào)節(jié)氧氣噴管40的流量)內(nèi)的著火及燃燒狀況。當(dāng)燃料熱值發(fā)生變化時(shí)，可以通過(guò)改變預(yù)燃室30內(nèi)助燃?xì)?空氣或富氧空氣)的速度、流量以及氧氣濃度，改善其著火。此外，也可以改變氧氣通道助燃?xì)?氧氣或者富氧空氣)的流量、速度以及氧氣濃度，以調(diào)節(jié)爐膛內(nèi)火焰的長(zhǎng)度及溫度分布。
[0040]5)在高溫穩(wěn)定燃燒時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)空氣進(jìn)風(fēng)口 21和氧氣噴管40中進(jìn)入風(fēng)量的比例，甚至關(guān)閉空氣進(jìn)口(風(fēng)量比例為0)，以最大限度的減小NOx的形成以及煙氣余熱損失。
[0041]6)本發(fā)明結(jié)合了旋流燃燒、分級(jí)燃燒、稀釋燃燒和富氧燃燒等技術(shù)，將燃燒反應(yīng)分散到兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行，并通過(guò)煙氣稀釋反應(yīng)物，在保留富氧燃燒諸多優(yōu)點(diǎn)的前提下實(shí)現(xiàn)了低NOx排放。
[0042]7)本發(fā)明由于將燃燒化學(xué)反應(yīng)擴(kuò)大到爐膛的大部分區(qū)域，可以提高爐膛溫度分布的均勻性，有利于鋼坯的均勻加熱，同時(shí)使?fàn)t膛局部高溫區(qū)得到抑制，使得氧化燒損降低。
[0043]進(jìn)一步地，參照?qǐng)D1，預(yù)燃室30為漸擴(kuò)圓臺(tái)形空腔，預(yù)燃室30的擴(kuò)口端位于其靠近加熱爐的爐膛一側(cè)，預(yù)燃室30的縮口端上安裝有配風(fēng)盤(pán)20，這種結(jié)構(gòu)的預(yù)燃室30更加有利于火焰的均勻燃燒，而不是將火焰集中于燃料噴管50的噴頭端。
[0044]進(jìn)一步地，參照?qǐng)D5，本無(wú)焰富氧燃?xì)馊紵鬟€包括安裝于加熱爐的爐墻60上、用于調(diào)整氧氣噴管40安裝角度的角度調(diào)節(jié)閥41，以及包覆于氧氣噴管40外的水冷套42。
[0045]通過(guò)設(shè)置角度調(diào)節(jié)閥41，從而方便調(diào)節(jié)氧氣噴管40的安裝角度，通過(guò)調(diào)整氧氣噴管40的安裝角度，以調(diào)整火焰的長(zhǎng)度及溫度分布，從而使本燃燒器可以適應(yīng)不同的燃料熱值。設(shè)置水冷套42，可以對(duì)氧氣噴管40進(jìn)行氧化阻止保護(hù)。
[0046]本燃燒器的氧氣噴管40具有較大的調(diào)節(jié)性和良好的燃料適應(yīng)性，通過(guò)設(shè)置角度調(diào)節(jié)閥41，可以在(Γ30°的范圍內(nèi)靈活的改變氧氣噴管40的安裝角度，從而改變氧氣氣流與燃料氣流混合的距離和位置，從而獲得理想的爐膛溫度分布效果。
[0047]進(jìn)一步地，氧氣噴管40的噴頭與預(yù)燃室30的出口之間的距離為200至600mm。此時(shí)，可使燃燒時(shí)的卷吸效果最好，煙氣對(duì)高溫燃料和氧氣噴管40噴出的助燃?xì)膺M(jìn)行稀釋的效果好，從而進(jìn)一步降低NOx的排放，使?fàn)t膛溫度更均勻。
[0048]進(jìn)一步地，燃料噴管50、配風(fēng)盤(pán)20以及預(yù)燃室30同軸設(shè)置。此時(shí)，一方面減小了燃燒器安裝和維修的難度，另一方面有利于火焰的對(duì)稱(chēng)分布。
[0049]本發(fā)明進(jìn)一步提出一種富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵鞯目刂品椒ā?br> [0050]本優(yōu)選實(shí)施例中，一種基于上述的富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵鞯目刂品椒ǎ?
控制氧氣噴管中助燃?xì)獾牧髁繛榱?，控制空氣或富氧空氣依次?jīng)燃燒器殼體上的助燃空氣管道和配風(fēng)盤(pán)進(jìn)入預(yù)燃室中，燃料從燃料噴管的燃料通道進(jìn)入預(yù)燃室中并進(jìn)行點(diǎn)火，空氣或富氧空氣和燃料在預(yù)燃室內(nèi)進(jìn)行初步混合燃燒；
當(dāng)加熱爐的爐膛溫度升高至預(yù)設(shè)溫度時(shí)，控制富氧空氣或氧氣經(jīng)氧氣噴管射入爐膛，根據(jù)燃料熱值控制氧氣噴管中助燃?xì)饬髁俊⒊煞?、速度、氧氣噴管的安裝角度以及其與預(yù)燃室出口的相對(duì)距離，同時(shí)逐漸控制經(jīng)燃燒器殼體的空氣進(jìn)口閥門(mén)關(guān)閉，直至形成理想火焰時(shí)完全關(guān)閉空氣進(jìn)口閥門(mén)，氧氣噴管中的助燃?xì)飧咚偕淙霑r(shí)的引射作用，在預(yù)燃室出口形成低壓區(qū)，卷吸爐膛尾部的高溫?zé)煔夂皖A(yù)燃室出口的未完全燃燒的高溫燃料，煙氣對(duì)高溫燃料和助燃?xì)膺M(jìn)行稀釋?zhuān)A(yù)燃室出口高溫燃料以及爐膛尾部的高溫?zé)煔獗痪砦M(jìn)一步混合燃燒。
[0051]具體地，當(dāng)氧氣噴管中通入為氧氣時(shí)，其噴射速度為20(T300m/s，當(dāng)氧氣噴管中通入為富氧空氣時(shí)，其噴射速度為10(T200m/s。需要說(shuō)明的是，當(dāng)氧氣噴管中通入為富氧空氣時(shí)，此時(shí)，氧氣噴管中氧濃度降低，但是體積流量會(huì)增加，因此，需要提高氧氣噴管的管徑。
[0052]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵鳎涮卣髟谟?，包括燃燒器殼體、配風(fēng)盤(pán)、預(yù)燃室、氧氣噴管以及燃料噴管，其中， 加熱爐的爐墻上設(shè)有貫穿于其墻體的通道，燃燒器殼體安裝于所述通道的一側(cè)，所述通道中的空間形成所述預(yù)燃室，所述燃燒器殼體上設(shè)置有助燃空氣通道，所述配風(fēng)盤(pán)安裝于所述燃燒器殼體尾部，所述燃料噴管穿插于燃燒器殼體上，所述燃料噴管上設(shè)有與所述預(yù)燃室連通的燃料通道，所述配風(fēng)盤(pán)上設(shè)有與所述助燃空氣通道出口連通的空氣進(jìn)風(fēng)口以及與所述燃?xì)馔ǖ莱隹谶B通的燃料進(jìn)口，助燃?xì)夂腿剂戏謩e經(jīng)過(guò)所述助燃空氣通道和燃料通道后通過(guò)所述配風(fēng)盤(pán)進(jìn)入所述預(yù)燃室，所述氧氣噴管設(shè)有用于向加熱爐的爐膛中通入富氧空氣或氧氣的氧氣通道，所述氧氣噴管安裝于加熱爐的爐墻上且所述氧氣通道與加熱爐的爐膛連通，所述氧氣噴管傾斜設(shè)置于加熱爐的爐墻上使其噴頭端靠近所述預(yù)燃室。
2.如權(quán)利要求1所述的富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵?，其特征在于，所述氧氣噴管上設(shè)置有用于控制其內(nèi)部助燃?xì)饬髁康难鯕鈬姽苷{(diào)節(jié)閥，所述燃燒器殼體上設(shè)有用于控制其助燃?xì)饬髁康目諝膺M(jìn)口閥門(mén)。
3.如權(quán)利要求2所述的富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵?，其特征在于，所述燃料通道為直流通道，所述空氣進(jìn)風(fēng)口為旋流通道。
4.如權(quán)利要求3所述的富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵鳎涮卣髟谟?，所述配風(fēng)盤(pán)包括同軸設(shè)置的內(nèi)轂和外防護(hù)罩、以及多個(gè)連接所述內(nèi)轂和外防護(hù)罩的旋流葉片，所述燃料進(jìn)口位于所述內(nèi)轂上，每相鄰兩旋流葉片之間的間隙形成用于供空氣或富氧空氣通過(guò)的空氣進(jìn)風(fēng)口，所述旋流葉片數(shù)量為4至8個(gè)，所述旋流葉片的傾角為30至60度。
5.如權(quán)利要求2所述的富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵鳎涮卣髟谟?，所述預(yù)燃室為漸擴(kuò)圓臺(tái)形空腔，所述預(yù)燃室的擴(kuò)口端位于其靠近加熱爐的爐膛一側(cè)，所述預(yù)燃室的縮口端上安裝有所述配風(fēng)盤(pán)。
6.如權(quán)利要求2所述的富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵鳎涮卣髟谟?，還包括安裝于加熱爐的爐墻上、用于調(diào)整所述氧氣噴管安裝角度的角度調(diào)節(jié)閥，以及包覆于所述氧氣噴管外的水冷套。
7.如權(quán)利要求2所述的富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵?，其特征在于，所述氧氣噴管的噴頭與所述預(yù)燃室的出口之間的距離為200至600mm，所述氧氣噴管安裝于加熱爐的爐墻上的角度可調(diào)整，所述氧氣噴管的軸線與所述燃料噴管的軸線之間夾角為(Γ30度。
8.如權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵?，其特征在于，所述燃料噴管、配風(fēng)盤(pán)以及預(yù)燃室同軸設(shè)置。
9.一種基于權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的富氧無(wú)焰燃?xì)馊紵鞯目刂品椒ǎ涮卣髟谟?，包? 控制氧氣噴管中助燃?xì)獾牧髁繛榱?，控制空氣或富氧空氣依次?jīng)燃燒器殼體上的助燃空氣通道和配風(fēng)盤(pán)進(jìn)入預(yù)燃室中，燃料從燃料噴管的燃料通道進(jìn)入預(yù)燃室中并進(jìn)行點(diǎn)火，空氣或富氧空氣和燃料在預(yù)燃室內(nèi)進(jìn)行初步混合燃燒； 當(dāng)加熱爐的爐膛溫度升高至預(yù)設(shè)溫度時(shí)，控制富氧空氣或氧氣經(jīng)氧氣噴管射入爐膛，根據(jù)燃料熱值控制氧氣噴管中助燃?xì)饬髁?、成分、速度、氧氣噴管的安裝角度以及其與預(yù)燃室出口的相對(duì)距離，同時(shí)逐漸控制經(jīng)燃燒器殼體的空氣進(jìn)口閥門(mén)關(guān)閉，直至形成理想火焰時(shí)完全關(guān)閉空氣進(jìn)口閥門(mén)，氧氣噴管中的助燃?xì)飧咚偕淙霑r(shí)的引射作用，在預(yù)燃室出口形成低壓區(qū)，卷吸爐膛尾部的高溫?zé)煔夂皖A(yù)燃室出口的未完全燃燒的高溫燃料，煙氣對(duì)高溫燃料和助燃?xì)膺M(jìn)行稀釋?zhuān)A(yù)燃室出口高溫燃料以及爐膛尾部的高溫?zé)煔獗痪砦M(jìn)一步混合燃燒。
10.如權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于，當(dāng)所述氧氣噴管中通入為氧氣時(shí)，其噴射速度為20(T300m/s，當(dāng)所述氧氣噴管中通入為富氧空氣時(shí)，其噴射速度為10(T200m/S。
【文檔編號(hào)】F23D14/24GK104266190SQ201410528106
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】李衛(wèi)杰, 劉豪, 周末, 段殿勇, 涂垚杰 申請(qǐng)人:中冶南方(武漢)威仕工業(yè)爐有限公司