本發(fā)明涉及自身預(yù)熱式燒嘴領(lǐng)域，尤指一種高效螺旋翅片自身預(yù)熱式燒嘴。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的工業(yè)爐窯的燃燒器或燒嘴大部分沒有預(yù)熱系統(tǒng)，或空氣預(yù)熱溫度不高，當(dāng)助燃空氣進(jìn)入燃燒室時(shí)，助燃空氣溫度很低，燃燒過程中需要吸收大量的熱，從而使得燃?xì)獾娜紵怀浞植煌耆?，影響系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換以及工業(yè)爐窯的整體熱效率，并且燒嘴的火焰溫度場(chǎng)也不均勻，嚴(yán)重影響到燒嘴的壽命，而且煙氣出口速度不高，排出的煙氣溫度高，熱損失大，煙氣中NOx和未完全燃燒的C0排放量也增大，嚴(yán)重污染環(huán)境并且影響系統(tǒng)工作以及操作人員的人身安全。

現(xiàn)今能源價(jià)格逐漸上升，能源成本占的比重越來越大，改進(jìn)設(shè)備回收煙氣余熱，提高燒嘴的熱效率越顯必要。如何在原有常規(guī)燃燒器的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，使大部分煙氣熱量能傳遞給助燃空氣后再排走，已經(jīng)提上了人們的研究日程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種有效地提高預(yù)熱空氣溫度，提高燃料的燃燒效率，減少NOx排放，節(jié)約能源、減少成本的高效螺旋翅片自身預(yù)熱式燒嘴。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種高效螺旋翅片自身預(yù)熱式燒嘴，包括燃?xì)夤?、空氣殼體、設(shè)置在空氣殼體外側(cè)的空氣口、排氣口，還包括螺旋翅片空氣導(dǎo)管、螺旋翅片換熱器管，空氣殼體內(nèi)設(shè)置有空氣腔體，所述空氣腔體與空氣口連通，螺旋翅片空氣導(dǎo)管的前端固定設(shè)置在空氣殼體內(nèi)并與空氣腔體連通，所述螺旋翅片換熱器管套接在螺旋翅片空氣導(dǎo)管的表面，螺旋翅片換熱器管的前端設(shè)置在空氣殼體內(nèi)并與空氣腔體連通，所述螺旋翅片換熱器管表面套接有煙氣導(dǎo)管，煙氣導(dǎo)管與排氣口連通，所述燃?xì)夤芤欢嗽O(shè)置在螺旋翅片空氣導(dǎo)管內(nèi)并連接有一次燃燒室，所述一次燃燒室的另一端固定設(shè)置在螺旋翅片換熱器管的后端上，一次燃燒室與螺旋翅片空氣導(dǎo)管間形成一次環(huán)縫間隙。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明通過設(shè)置表面帶有螺旋翅片的螺旋翅片空氣導(dǎo)管、螺旋翅片換熱器管，且燃?xì)夤茉O(shè)置在螺旋翅片空氣導(dǎo)管內(nèi)，螺旋翅片結(jié)構(gòu)使得助燃空氣與排放煙氣在燒嘴內(nèi)部的換熱面積急劇增加，助燃空氣預(yù)熱溫度可以達(dá)到600-800℃，比普通的無空氣預(yù)熱的燒嘴節(jié)能30~40%，燃燒熱效率達(dá)80%以上，因此該螺旋翅片結(jié)構(gòu)能最大化地提高預(yù)熱空氣溫度，提高燃料的燃燒效率，節(jié)約能源、減少成本；采用空氣分級(jí)燃燒技術(shù)，即一部分助燃空氣從空氣腔體進(jìn)入螺旋翅片空氣導(dǎo)管并從一次環(huán)縫間隙進(jìn)入一次燃燒室與燃?xì)饣旌先紵糠种伎諝鈴囊淮稳紵遗c螺旋翅片換熱器管之間形成二次環(huán)縫間隙處噴出，與一次燃燒室內(nèi)燃燒噴出的煙氣混合再進(jìn)行二次燃燒，成高速火焰，高速火焰能卷吸周圍的煙氣參與燃燒，能有效的降低火焰燃燒溫度，從而減少NOx的產(chǎn)生。

附圖說明

圖1 是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2 是本發(fā)明具體實(shí)施方式示意圖；

圖3 是另一實(shí)施例示意圖。

附圖標(biāo)號(hào)說明：1-燃?xì)夤埽?1-燃?xì)鈿んw；2-空氣殼體；21-空氣口；22-排氣口；23-空氣腔體；3-螺旋翅片空氣導(dǎo)管；4-螺旋翅片換熱器管；5-煙氣導(dǎo)管；6-一次燃燒室；61-縮口結(jié)構(gòu)；7-輻射管；8-爐膛。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1-3所示，本發(fā)明關(guān)于一種高效螺旋翅片自身預(yù)熱式燒嘴，包括燃?xì)夤?、空氣殼體2、設(shè)置在空氣殼體2外側(cè)的空氣口21、排氣口22，還包括螺旋翅片空氣導(dǎo)管3、螺旋翅片換熱器管4，空氣殼體2內(nèi)設(shè)置有空氣腔體23，所述空氣腔體23與空氣口21連通，螺旋翅片空氣導(dǎo)管3的前端固定設(shè)置在空氣殼體2內(nèi)并與空氣腔體23連通，所述螺旋翅片換熱器管4套接在螺旋翅片空氣導(dǎo)管3的表面，螺旋翅片換熱器管4的前端設(shè)置在空氣殼體2內(nèi)并與空氣腔體23連通，所述螺旋翅片換熱器管4表面套接有煙氣導(dǎo)管5，煙氣導(dǎo)管5與排氣口22連通，所述燃?xì)夤?一端設(shè)置在螺旋翅片空氣導(dǎo)管4內(nèi)并連接有一次燃燒室6，所述一次燃燒室6的另一端固定設(shè)置在螺旋翅片換熱器管4的后端上，一次燃燒室6與螺旋翅片空氣導(dǎo)管3間形成一次環(huán)縫間隙，燃?xì)夤?的另一端延伸至空氣殼體2外并通過燃?xì)鈿んw11固定在空氣殼體2的外側(cè)。

相較于現(xiàn)有的技術(shù)，本發(fā)明通過設(shè)置表面帶有螺旋翅片的螺旋翅片空氣導(dǎo)管3、螺旋翅片換熱器管4，且燃?xì)夤?設(shè)置在螺旋翅片空氣導(dǎo)管3內(nèi)，螺旋翅片結(jié)構(gòu)使得助燃空氣與排放煙氣在燒嘴內(nèi)部的換熱面積急劇增加，助燃空氣預(yù)熱溫度可以達(dá)到600-800℃，比普通的無空氣預(yù)熱的燒嘴節(jié)能30-40%，燃燒熱效率達(dá)80%以上，因此該螺旋翅片結(jié)構(gòu)能最大化地提高預(yù)熱空氣溫度，提高燃料的燃燒效率，節(jié)約能源、減少成本；采用空氣分級(jí)燃燒技術(shù)，即一部分助燃空氣從空氣腔體2進(jìn)入螺旋翅片空氣導(dǎo)管3并從一次環(huán)縫間隙進(jìn)入一次燃燒室6與燃?xì)饣旌先紵?，部分助燃空氣從一次燃燒?與螺旋翅片換熱器管4之間形成二次環(huán)縫間隙處噴出，與一次燃燒室內(nèi)燃燒噴出的煙氣混合再進(jìn)行二次燃燒，成高速火焰，高速火焰能卷吸周圍的煙氣參與燃燒，能有效的降低火焰燃燒溫度，從而減少NOx的產(chǎn)生。

具體地，所述一次燃燒室6為陶瓷燃燒室，所述陶瓷燃燒室與螺旋翅片換熱器管4連接的一端為縮口結(jié)構(gòu)61，所述螺旋翅片換熱器管4后端的表面設(shè)置有連接孔，所述一次燃燒室6的縮口結(jié)構(gòu)61固定連接在連接孔上，所述一次燃燒室6縮口結(jié)構(gòu)61與連接孔之間形成二次環(huán)縫間隙。

采用上述方案，一次燃燒室6與螺旋翅片換熱器管4連接的一端為縮口結(jié)構(gòu)61，可提高一次燃燒室6內(nèi)燃燒后的煙氣的噴射速度，再二次燃燒形成高速火焰，卷吸爐膛8周圍的煙氣參與燃燒，能有效的降低火焰燃燒溫度，從而減少NOx的產(chǎn)生。

具體地，還包括輻射管7，所述輻射管7固定連接在螺旋翅片空氣導(dǎo)管3、螺旋翅片換熱器管4、煙氣導(dǎo)管5的后端。

采用上述方案，煙氣進(jìn)入輻射管7進(jìn)行輻射傳熱后，由煙氣導(dǎo)管5導(dǎo)入到螺旋翅片換熱器4，煙氣與經(jīng)過螺旋翅片空氣導(dǎo)管3的助燃空氣進(jìn)行熱交換之后變?yōu)槔錈煔?，最后從排氣?2排出。

具體地，所述螺旋翅片空氣導(dǎo)管和3螺旋翅片換熱器管4的材質(zhì)為金屬合金或碳化硅。

采用上述方案，當(dāng)螺旋翅片空氣導(dǎo)管3和螺旋翅片換熱器管4采用金屬合金材質(zhì)時(shí)，使用溫度在1000℃以下；當(dāng)采用碳化硅材質(zhì)是，使用溫度在1000℃以上。

下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

明火直接加熱實(shí)施例（如圖2所示）

1）助燃空氣由空氣口21進(jìn)入空氣殼體2內(nèi)部的空氣腔體23，然后助燃空氣一部分進(jìn)入螺旋翅片空氣導(dǎo)管3，用以冷卻保護(hù)燃?xì)夤?，防止燃?xì)夤?熱損，一部分進(jìn)入螺旋翅片換熱器4內(nèi)，與經(jīng)過螺旋翅片換熱器4外的煙氣進(jìn)行熱交換之后變?yōu)楦邷刂伎諝?，高溫助燃空氣一部分?jīng)由一次環(huán)縫間隙進(jìn)入一次燃燒室6，另一部分進(jìn)入二次環(huán)縫間隙；

2）燃?xì)庥扇細(xì)夤?進(jìn)入到達(dá)一次燃燒室6；

3）預(yù)熱后的助燃空氣由一次環(huán)縫間隙進(jìn)入一次燃燒室6與經(jīng)由燃?xì)夤?進(jìn)入一次燃燒室6內(nèi)的燃?xì)庠谝淮稳紵?內(nèi)形成一次燃燒；

4）一次燃燒產(chǎn)生的煙氣由一次燃燒室6縮口結(jié)構(gòu)61處噴出，與二次環(huán)縫間隙進(jìn)入的二次風(fēng)在爐膛8內(nèi)形成二次燃燒，空氣分級(jí)燃燒技術(shù)，能有效的降低火焰燃燒溫度，從而減少NOx的產(chǎn)生；

5）二次燃燒后在爐膛8內(nèi)形成高速火焰，高速火焰能卷吸周圍的煙氣參與燃燒，降低火焰溫度，減少NOx的形成；

6）爐膛8內(nèi)煙氣由煙氣導(dǎo)管5導(dǎo)入到螺旋翅片換熱器4，煙氣與經(jīng)過螺旋翅片空氣導(dǎo)管3的助燃空氣進(jìn)行熱交換之后變?yōu)槔錈煔?，最后從排氣?2排出。

輻射管間接加熱實(shí)施例（如圖3所示）

1）助燃空氣由空氣口21進(jìn)入空氣殼體2內(nèi)部的空氣腔體23，然后助燃空氣一部分進(jìn)入螺旋翅片空氣導(dǎo)管3，用以冷卻保護(hù)燃?xì)夤?，防止燃?xì)夤?熱損，一部分進(jìn)入螺旋翅片換熱器4內(nèi)，與經(jīng)過螺旋翅片換熱器4外的煙氣進(jìn)行熱交換之后變?yōu)楦邷刂伎諝?，高溫助燃空氣一部分?jīng)由一次環(huán)縫間隙進(jìn)入一次燃燒室6，另一部分進(jìn)入二次環(huán)縫間隙；

2）燃?xì)庥扇細(xì)夤?進(jìn)入到達(dá)一次燃燒室6；

3）預(yù)熱后的助燃空氣由一次環(huán)縫間隙進(jìn)入一次燃燒室6與經(jīng)由燃?xì)夤?進(jìn)入一次燃燒室6內(nèi)的燃?xì)庠谝淮稳紵?內(nèi)形成一次燃燒；

4）一次燃燒產(chǎn)生的煙氣由一次燃燒室6縮口結(jié)構(gòu)61處噴出，與二次環(huán)縫間隙進(jìn)入的二次風(fēng)在輻射管7內(nèi)形成二次燃燒，并且適配于不同類型的輻射管7如I型，P型，雙P型等輻射管的使用，空氣分級(jí)燃燒技術(shù)能有效的降低火焰燃燒溫度，從而減少NOx的產(chǎn)生；

5）二次燃燒后在輻射管內(nèi)形成高速火焰，高速火焰能卷吸周圍的煙氣參與燃燒，降低火焰溫度，減少NOx的形成；

6）輻射管7內(nèi)煙氣由煙氣導(dǎo)管5導(dǎo)入到螺旋翅片換熱器4，煙氣與經(jīng)過螺旋翅片空氣導(dǎo)管3的助燃空氣進(jìn)行熱交換之后變?yōu)槔錈煔猓詈髲呐艢饪?2排出。

以上實(shí)施方式僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。