一種可改善蓄熱式爐窯燃燒效果的燒嘴及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)爐窯技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可改善蓄熱式爐窯燃燒效果的燒嘴及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]蓄熱式燃燒技術(shù)與傳統(tǒng)燃燒技術(shù)相比具有較顯著的節(jié)能效果，該技術(shù)充分利用工業(yè)爐窯的排煙余熱，能將助燃空氣預(yù)熱到1000°c以上，使排出的煙氣溫度降到200°C以下，實現(xiàn)了余熱的極限回收利用，在工業(yè)爐窯燃燒領(lǐng)域得到了迅速的推廣、應(yīng)用。
[0003]蓄熱式燃燒技術(shù)的核心不但要節(jié)約能源，還要使燃料在含氧率較低的氣體環(huán)境中進(jìn)行燃燒，降低N0X的排放量，減少對環(huán)境的污染。目前，在蓄熱式燃燒技術(shù)實施過程中，大噴口的排煙通道使助燃空氣高溫預(yù)熱得到了很好的實現(xiàn)，但燃料在含氧率較低的氣體環(huán)境中燃燒方面還存在不足，還未能實現(xiàn)二者的完美統(tǒng)一。
[0004]目前，不少蓄熱式燃燒采用高速燃燒器，依靠助燃空氣和燃料氣高速射流的卷吸效應(yīng)，使工業(yè)爐窯內(nèi)大量燃燒產(chǎn)物回流，達(dá)到稀釋燃燒區(qū)域內(nèi)的含氧體積濃度，然而這種方式的實際應(yīng)用效果并不是很好，因為蓄熱式燃燒時，燃燒器還承載著高溫?zé)煔馀懦鐾ǖ赖闹厝?，為使煙氣能順利從工業(yè)爐窯內(nèi)排出，燃燒器噴口尺寸一般比較大，而作為高速燃燒器應(yīng)有較大的噴出速度，所以，極難二者兼顧。另外，高速射流卷吸的煙氣通常只是和射流邊界處的部分空氣混合，工業(yè)爐窯內(nèi)大部分燃燒區(qū)域的空氣并沒有得到稀釋，氧濃度依然很高，不能很好地使燃料在含氧率較低的氣體環(huán)境中進(jìn)行燃燒，當(dāng)射流速度小時這個問題尤為明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的旨在提供一種既能形成低含氧體積濃度燃燒區(qū)域，又能使高溫?zé)煔忭樌懦?，從而有效改善蓄熱式爐窯燃燒效果的燒嘴及方法。
[0006]為此，本發(fā)明所采取的解決方案是:
一種可改善蓄熱式爐窯燃燒效果的燒嘴，其特征在于，由空氣通道蓄熱體、燃料氣通道、助燃空氣通道、輔助通道及燒嘴磚組成；在方形體耐火磚構(gòu)成的燒嘴磚中間設(shè)有助燃空氣通道，助燃空氣通道形成直線段、漸縮段、喉部、分段漸擴(kuò)段的多段收放式結(jié)構(gòu)，中部為直徑最小的喉部，喉部前側(cè)為分段漸擴(kuò)段，喉部后側(cè)通過漸縮段連接直線段；在助燃空氣通道內(nèi)并與其同心設(shè)置有一段直管形燃料氣通道，燃料氣通道前端噴口伸入助燃空氣通道分段漸擴(kuò)段的第一漸擴(kuò)段內(nèi)，在助燃空氣通道直線段內(nèi)裝設(shè)有空心的空氣通道蓄熱體，空氣通道蓄熱體包裹在燃料氣通道外面；沿助燃空氣通道漸縮段靠近喉部處圓周上垂直于助燃空氣通道軸線均布有至少兩個圓管式輔助通道，輔助通道在燒嘴磚內(nèi)折返后的另一端開口于燒嘴磚的前端。
[0007]所述助燃空氣通道的喉部直徑D為130?200 mm。
[0008]所述助燃空氣通道漸縮段的漸縮角a為30°?120°，分段漸擴(kuò)段第一擴(kuò)張段的擴(kuò)張角β為10°?90°，第二擴(kuò)張段的擴(kuò)張角?為10。?60°。
[0009]所述燃料氣通道前端噴口與助燃空氣通道喉部前端的距離為20?60 mm。
[0010]連通在助燃空氣通道漸縮段上的輔助通道的軸線與助燃空氣通道喉部后端的距離為10?20 mm η
[0011]所述輔助通道為2?6個。
[0012]一種可改善蓄熱式爐窯燃燒效果的方法，其特征在于，應(yīng)用上述燒嘴改善蓄熱式爐窯燃燒效果的具體方法和過程為:
在生產(chǎn)過程中，當(dāng)燒嘴處于燃燒狀態(tài)時，燃料氣由燒嘴燃料氣通道進(jìn)入；助燃空氣穿過空氣通道蓄熱體，由燒嘴助燃空氣通道進(jìn)入，在喉部利用壓力能向動能的轉(zhuǎn)化，形成負(fù)壓區(qū)，由于近喉部處有與爐膛聯(lián)通的輔助通道，當(dāng)助燃空氣通過縮放通道喉部時能吸卷大量的煙氣，形成煙氣流，增大煙氣循環(huán)倍率，并與燃料氣的引射作用相配合，一方面，噴出的助燃空氣與吸卷煙氣流充分混合，保證助燃空氣在燃燒之前就被稀釋，形成低含氧體積濃度燃燒區(qū)域；另一方面，吸卷的煙氣對助燃空氣再次預(yù)熱，起到了充分利用余熱的作用，同時使?fàn)t膛燃燒更穩(wěn)定，溫度更均勻；當(dāng)燒嘴處于排煙狀態(tài)時，因引風(fēng)機(jī)的吸力作用，燒嘴燃料氣通道、助燃空氣通道及輔助通道都將成為排煙通道，因輔助通道的加入，增大了燒嘴的排煙面積，從而既保證了助燃空氣與燃料氣高速噴出的吸卷效應(yīng)，降低火焰高溫區(qū)Ν0Χ的生成，改善燃燒效果；同時在不增加風(fēng)機(jī)耗能的情況下，通過增大排煙面積，使煙氣能順利排出，降低爐膛壓力。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:
1.利用高溫?zé)煔獾淖陨硌h(huán)改善工業(yè)爐窯的燃燒條件，實現(xiàn)含氧率較低環(huán)境下的燃燒，可降低Ν0Χ含量5%，從而減少Ν0Χ的排放量；
2.減少燃燒產(chǎn)生的煙氣量，減少工業(yè)爐窯的排煙熱損失，可增加排煙量20%，有效降低爐膛壓力；
3.降低工業(yè)爐窯內(nèi)環(huán)境的氧濃度，減少被加熱物料的氧化燒損，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
【附圖說明】
[0014]圖1是燒嘴結(jié)構(gòu)剖面示意圖；
圖2是圖1的Α-Α截面圖。
[0015]圖中:空氣通道蓄熱體1、燃料氣通道2、助燃空氣通道3、輔助通道4、燒嘴磚5。涉及助燃空氣通道3的相關(guān)符號所代表的意義為:喉部直徑D;漸縮段的漸縮角a ;分段漸擴(kuò)段第一擴(kuò)張段擴(kuò)張角Y，第二擴(kuò)張段擴(kuò)張角β。
【具體實施方式】
[0016]由附圖可見，本發(fā)明可改善蓄熱式爐窯燃燒效果的燒嘴系由空氣通道蓄熱體1、燃料氣通道2、助燃空氣通道3、輔助通道4及燒嘴磚5所組成。燒嘴磚整體呈方形體，采用耐火磚制成，在燒嘴磚5的中間設(shè)有助燃空氣通道3，助燃空氣通道3系由直線段、漸縮段、喉部、分段漸擴(kuò)段組成的多段收放式結(jié)構(gòu)，其中部為直徑最小的喉部，喉部前側(cè)為分段漸擴(kuò)段，分段漸擴(kuò)段分為第一擴(kuò)張段和第二擴(kuò)張段；喉部后側(cè)