專利名稱：具有在線脈沖噴吹除污裝置的新型蓄熱式燒嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于工業(yè)爐加熱的新型蓄熱式燒嘴，特別是涉及 一種具有在線脈沖噴吹除污裝置的，針對工業(yè)加熱爐使用球形以及蜂窩形 蓄熱體的進(jìn)行在線除污的新型蓄熱式燒嘴。
背景技術(shù)：
1982年英國的Hot Work和英國煤氣/^司(British Gas )合作，研究 成功以陶瓷小球為蓄熱體的蓄熱式燃燒系統(tǒng)，簡稱RCB系統(tǒng)，成功地用在 工作溫度137(TC的玻璃熔爐上。由于陶瓷小球的比表面積比格子磚大幾十 倍，蓄熱室的體積大為縮小，同時換向周期大大縮短。
上世紀(jì)80年代末期，日本學(xué)者田中良一等人通過對新型蓄熱式燃燒技 術(shù)的進(jìn)一步研究和完善，采用蜂窩陶瓷蓄熱體并結(jié)合低氧燃燒，解決了高溫 空氣燃燒時氮氧化物(N0x)排放量大的難題，提出高溫低氧燃燒的概念,把 這項技術(shù)提升到新的高度。新型蓄熱式燃燒技術(shù)以其顯著的節(jié)能效果和有 利環(huán)境保護(hù)的優(yōu)勢而備受矚目，在歐洲、北美、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家迅速 推廣應(yīng)用在多種工業(yè)爐窯上。從上世紀(jì)90年代中期以來我國積極開展對蓄 熱式燃燒技術(shù)的研究開發(fā)，鋼鐵行業(yè)率先推廣應(yīng)用，目前采用蓄熱式燃燒 技術(shù)的加熱爐、熱處理爐和鋼包烘烤器已經(jīng)達(dá)到數(shù)百座。
雖然蓄熱燃燒技術(shù)具有節(jié)能、環(huán)保、加熱均勻以及低燃燒噪音等多項 優(yōu)點，但是在實際應(yīng)用過程中，仍然有許多問題需要研究和解決，其中比較 嚴(yán)重的問題是陶瓷小球或者蜂窩式蓄熱體在使用 一段時間后出現(xiàn)堵塞，嚴(yán) 重影響熱回收效率以及工業(yè)爐加熱能力和正常生產(chǎn)。通常解決這類問題的 辦法都是等待檢修甚至臨時停產(chǎn)更換蓄熱體，給實際生產(chǎn)維護(hù)帶來沉重的 負(fù)擔(dān)，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。
爐氣中的氧化鐵粉塵、以及含有碳?xì)浠衔锏拿簹庠诟邷貢r發(fā)生裂解 析碳、含焦油多的煤氣燃料等都是導(dǎo)致蓄熱體發(fā)生堵塞的主要原因，特別 是爐氣中的氧化鐵粉塵通過與耐火材料的接觸與高溫固相反應(yīng)，形成低熔 點物質(zhì)，降低材料軟熔溫度，因此在使用過程中造成低熔點物質(zhì)粘附到蓄 熱體上，增大了氣流阻力，降低了蓄熱效率，同時低熔點物質(zhì)的粘附能力 加強了蓄熱體對粉塵的捕捉能力，進(jìn)一步惡化了蓄熱體使用性能，甚至造 成大面積堵塞，無法正常^[吏用。
由此可見，上述現(xiàn)有的蓄熱式燒嘴在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便
3與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決蓄熱式燒嘴存在的問題,相關(guān)廠 商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(fā)展 完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切的結(jié)構(gòu)能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè) 者急欲解決的問題。
有鑒于上述現(xiàn)有的蓄熱式燒嘴存在的缺陷，本設(shè)計人基于從事此類產(chǎn) 品設(shè)計制造多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運用，積極加 以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的具有在線脈沖噴吹除污裝置的新型 蓄熱式燒嘴，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的蓄熱式燒嘴，使其更具有實用性。經(jīng)過 不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實用價 值的本實用新型。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的主要目的在于，克服現(xiàn)有的蓄熱式燒嘴存在的缺陷，而提 供一種新的具有在線脈沖噴吹除污裝置的新型蓄熱式燒嘴，所要解決的技 術(shù)問題是使其延長燒嘴中蓄熱體的使用時間，避免或者降低蓄熱體堵塞，減 少蓄熱體的更換次數(shù)，適合用于各種工業(yè)爐，從而更加適于實用，且具有 產(chǎn)業(yè)上的利用價值。
本實用新型的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn) 的。依據(jù)本實用新型提出的一種具有在線脈沖噴吹除污裝置的新型蓄熱式
燒嘴，其特征在于其包括蓄熱室、蓄熱體、燃?xì)鈬姌屢约懊}沖噴吹除污裝 置；所述的蓄熱室的一側(cè)設(shè)有燃?xì)鈬姌專凰龅男顭狍w為陶資蓄熱小球，或 者是蜂窩蓄熱體，設(shè)置在蓄熱室底層的耐高溫金屬隔板上，位于燃?xì)鈬姌?的下面；所述的脈沖噴吹除污裝置，設(shè)置在蓄熱室的下面，其在蓄熱體放 熱過程中采用定時或者定壓方式向蓄熱體噴吹脈沖高速氣流。
本實用新型的目的及解決其技術(shù)問題還可以采用以下的技術(shù)措施來進(jìn) 一步實現(xiàn)。
前述的具有在線脈沖噴吹除污裝置的新型蓄熱式燒嘴，其中所述的脈 沖噴吹除污裝置包括一壓力氣源、電磁脈沖閥、脈沖控制儀、壓力管道以 及脈沖噴嘴；電磁脈沖閥，設(shè)置于壓力管道上，控制其開合；至少1個脈 沖噴嘴，通過壓力管道與該壓力氣源連接。
前述的具有在線脈沖噴吹除污裝置的新型蓄熱式燒嘴，其中所述的脈 沖噴嘴包括l個主噴管，4個分支噴管，主噴管與4個分支噴管的內(nèi)徑相互 連通設(shè)置；其中的分支噴管的管徑小于主噴管的管徑；該分支噴管與主噴 管的夾角在10度至45度之間，其最佳角度為30度，且分支噴管在主噴管 的外周邊等距排列，各分支噴管之間呈90度夾角。
前述的具有在線脈沖噴吹除污裝置的新型蓄熱式燒嘴，其中所述的脈沖噴嘴安裝在陶瓷蓄熱小球的下部或者側(cè)部，以及安裝在蜂窩蓄熱體的流
體通道方向；脈沖噴嘴的數(shù)量根據(jù)蓄熱體層面積確定，其計算方法為
Nnozzle-Areg/Ajet 其中N,zie為噴嘴數(shù)量，A^為蓄熱層面積，
A化t為單個噴嘴射流影響區(qū)；
上述脈沖噴嘴是在使噴吹氣流在噴吹方向分布均勻的位置上，其至蓄
熱體的距離在15-40cm的范圍，其中較常用的距離為20-30 cm的范圍。
前述的具有在線脈沖噴吹除污裝置的新型蓄熱式燒嘴，其中所述的脈 沖控制儀通過時間控制、溫度控制、壓差控制調(diào)節(jié)脈沖噴吹的周期和強度。 本實用新型采用儲壓罐作為壓力氣源，通過快速開啟和關(guān)閉閥門從而 使氣流脈沖噴吹蓄熱體床層。為了避免在噴吹過程中由于管道和噴嘴的設(shè) 計不合理而導(dǎo)致流動阻力的增大，影響脈沖噴吹效果，必須考慮管道和脈 沖噴嘴的流向、直徑等參數(shù)，避免壓力損失過大；同時脈沖噴嘴的數(shù)量根 據(jù)蓄熱體層面積確定，其離蓄熱體的距離以使噴吹氣流在噴吹方向分布均
勻為好；脈沖噴嘴和蓄熱體之間的角度也要調(diào)節(jié)到合適的位置，以有利于 氣流在蓄熱床層的截面上均勻分布。在高導(dǎo)向性氣流的脈沖作用下，如果 氣流速度足夠大，蓄熱床層與氣流接觸后會產(chǎn)生上下微震，從而使蓄熱體 上的污染物剝離。
本實用新型所使用的脈沖噴吹除污法可以在工業(yè)爐運行過程中任意時 間實施，特別適合在冷煤氣噴入爐內(nèi)時采用脈沖噴吹，從而使蓄熱體上黏 附的污染物回到爐內(nèi)。脈沖噴吹程序可以每1-2個蓄熱周期實施一次，也 可以在每個蓄熱周期內(nèi)多次噴吹，但是這可能會導(dǎo)致過?？諝庀禂?shù)的增加 影響燃燒和節(jié)能效率。
脈沖噴吹控制系統(tǒng)主要采用定時、定溫或者定壓控制，其噴吹時間、脈 沖間隔等參數(shù)均可調(diào)整，以適應(yīng)工況需要。當(dāng)工業(yè)爐運行初期，可以按照 設(shè)定的時間周期來定時噴吹，當(dāng)燒嘴蓄熱體在運行一段時間后堵塞引起壓 差增大或者溫度急劇升高的時候，可以按設(shè)定的壓差和溫度來增加噴吹的 次數(shù)，從而保持蓄熱體的通流能力和蓄熱能力，避免嚴(yán)重堵塞，影響蓄熱 體的壽命和正常生產(chǎn)。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上技術(shù) 方案可知，為了達(dá)到前述發(fā)明目的，本實用新型的主要技術(shù)內(nèi)容如下
本實用新型提出了一種具有在線脈沖噴吹除污裝置的新型蓄熱式燒 嘴，其包括蓄熱室、蓄熱體、燃?xì)鈬姌屢约懊}沖噴吹除污裝置；其中的蓄 熱體設(shè)置在燃?xì)鈬姌尩南旅妫凰龅拿}沖噴吹除污裝置，設(shè)置在蓄熱室的下 面，其在蓄熱體放熱過程中采用定時或者定壓方式向蓄熱體噴吹脈沖高速 氣流；脈沖噴吹除污裝置包括一壓力氣源、電磁脈沖閥、脈沖控制儀、壓力管道以及脈沖噴嘴；該脈沖噴嘴包括l個主噴管，4個分支噴管，主噴管與 4個分支噴管的內(nèi)徑相互連通設(shè)置；本實用新型通過定時、定溫或者定壓差 向蓄熱體脈沖噴吹高速氣流，從而除去粘附在蓄熱體上的污染物，保持蓄熱 體較好的通流能力和蓄熱效率，延長蓄熱體的使用壽命，保證工業(yè)正常生產(chǎn)。
借由上述技術(shù)方案，本實用新型具有在線脈沖噴吹除污裝置的新型蓄 熱式燒嘴至少具有下列優(yōu)點
本實用新型可以延長燒嘴中蓄熱體的使用時間，避免或者降低蓄熱體 堵塞，減少蓄熱體的更換次數(shù)，適合用于各種工業(yè)爐；從而保證蓄熱體在正 常使用過程中保持較高的換熱效率和較低的阻力系數(shù)，延長蓄熱體的使用 壽命，減少停爐4企修次數(shù)。
綜上所述，本實用新型特殊結(jié)構(gòu)的具有在線脈沖噴吹除污裝置的新型 蓄熱式燒嘴，其具有上述諸多的優(yōu)點及實用價值，并在同類產(chǎn)品中未見有 類似的結(jié)構(gòu)設(shè)計公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在結(jié)構(gòu)上或功能上皆 有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，且 較現(xiàn)有的蓄熱式燒嘴具有增進(jìn)的多項功效，從而更加適于實用，而具有產(chǎn) 業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進(jìn)步、實用的新設(shè)計。
上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實 用新型的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本實用新型 的較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。
本實用新型的具體實施方式
由以下實施例及其附圖詳細(xì)給出。


圖1是本實用新型具有在線脈沖噴吹除污裝置的新型蓄熱式燒嘴的縱 向剖浮見圖。
圖2是本實用新型具有在線脈沖噴吹除污裝置的新型蓄熱式燒嘴中的
脈沖噴嘴的俯視圖。
圖3是本實用新型具有在線脈沖噴吹除污裝置的新型蓄熱式燒嘴中的
脈沖噴嘴的主碎見圖。
1:燃?xì)鈬姌?2:壓力氣源
3:脈沖噴嘴 4:蓄熱體
5:蓄熱室 6:脈沖主噴管 7、 8、 9、 10:分支噴管
具體實施方式
為更進(jìn)一步闡述本實用新型為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及
6功效，
以下結(jié)合附圖以及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提出的具有在線 脈沖噴吹除污裝置的新型蓄熱式燒嘴其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功
,文，i羊細(xì)i兌明長口后。
本實用新型的主要內(nèi)容是利用在極短時間內(nèi)產(chǎn)生的快速氣流除去粘附 在蓄熱體上的各種粉塵以及析碳和焦油等污染物，蓄熱室依次經(jīng)歷蓄熱-放
熱-清掃等周期性程序，從而保證蓄熱體在正常使用過程中保持較高的換熱 效率和較低的阻力系數(shù)，延長蓄熱體的使用壽命，減少停爐檢修次數(shù)。
利用脈沖氣流噴吹時所產(chǎn)生的剪切力和產(chǎn)生的微小震動足以除去黏附 在蓄熱體上的污染物。在氣流噴吹時會引起蓄熱體之間的相對震動，使黏 附在蓄熱體上的污染層破裂，然后在氣流的剪切帶動或者重力的作用下被 帶出蓄熱體，污染物顆?；蛘吒S噴射氣流回到爐內(nèi)，或者進(jìn)入蓄熱燒嘴 內(nèi)的粉塵收集裝置，從而減小蓄熱體的流動阻力，增加蓄熱體與氣流之間 的換熱效率。
脈沖氣流直接作用于蓄熱體堆積層的下表面，為了不干擾燒嘴的正常 運行，必須保證在很短的時間能內(nèi)產(chǎn)生足夠大的氣流沖刷速度來除去污染 物。為此我們采用儲壓罐作為壓力氣源，通過快速開啟和關(guān)閉閥門從而使 氣流脈沖噴吹蓄熱體床層。為了避免在噴吹過程中由于管道和噴嘴的設(shè)計 不合理而導(dǎo)致流動阻力的增大，影響脈沖噴吹效果，必須考慮管道和噴嘴 的流向、直徑等參數(shù)，避免壓力損失過大。同時噴嘴和蓄熱體之間的距離 以及角度也要調(diào)節(jié)到合適的位置，以有利于氣流在蓄熱床層的截面上均勻 分布。在高導(dǎo)向性氣流的脈沖作用下，如果氣流速度足夠大，蓄熱床層與 氣流接觸后會產(chǎn)生上下微震，從而使蓄熱體上的污染物剝離。
本實用新型所使用的脈沖噴吹除污法可以在工業(yè)爐運行過程中任意時 間實施，特別適合在冷煤氣噴入爐內(nèi)時采用脈沖噴吹，從而使蓄熱體上黏 附的污染物回到爐內(nèi)。脈沖噴吹程序可以每1-2個蓄熱周期實施一次，也 可以在每個蓄熱周期內(nèi)多次噴吹，但是這可能會導(dǎo)致過剩空氣系數(shù)的增加 影響燃燒和節(jié)能效率。
脈沖噴吹控制系統(tǒng)主要采用定時、定溫或者定壓控制，其噴吹時間、脈 沖間隔等參數(shù)均可調(diào)整，以適應(yīng)工況需要。當(dāng)工業(yè)爐運行初期，可以按照 設(shè)定的時間周期來定時噴吹，當(dāng)燒嘴蓄熱體在運行一段時間后堵塞引起壓 差增大或者溫度急劇升高的時候，可以按設(shè)定的壓差和溫度來增加噴吹的 次數(shù)，從而保持蓄熱體的通流能力和蓄熱能力，避免嚴(yán)重堵塞，影響蓄熱 體的壽命和正常生產(chǎn)。
本實用新型可以延長燒嘴中蓄熱體的使用時間，避免或者降低蓄熱體 堵塞，減少蓄熱體的更換次數(shù)，適合用于各種工業(yè)爐。請參閱圖1所示，是本實用新型具有在線脈沖噴吹除污裝置的新型蓄 熱式燒嘴縱向剖坤見圖。
本實用新型的實施例蓄熱式燒嘴，包括一個蓄熱室5，其固定在工業(yè)爐
墻的側(cè)面，蓄熱室5的一側(cè)設(shè)有燃?xì)鈬姌?,蓄熱體4安放在蓄熱室5底層 的耐高溫金屬隔板上，在蓄熱體4的下方設(shè)有脈沖噴吹除污裝置。
脈沖噴吹除污裝置是通過壓力管道連接壓力氣源2，該脈沖噴吹除污裝 置還包括電/f茲脈沖閥門和脈沖噴嘴3 。
請參閱圖2、圖3所示，是本實用新型具有在線脈沖噴吹除污裝置的新 型蓄熱式燒嘴中的脈沖噴嘴的俯視圖和主視圖。
脈沖噴嘴3包括有脈沖主噴管6和分支噴管7、 8、 9、 10;其中脈沖主 噴管6直徑相對較大，設(shè)置在中間位置；分支噴管7、 8、 9、 IO直徑小于主 噴管直徑，以保證每個分支噴管出口流速的一致性；分支噴管7、 8、 9、 10 固定連通設(shè)置在脈沖主噴管6的四周，與脈沖主噴管6之間夾角呈30度,分 支噴管之間的呈90度夾角。
脈沖噴嘴頂端距離蓄熱床層為15-40cm，其中更為常用的脈沖噴嘴頂端 至蓄熱床層的距離為20-30CM，以保證脈沖氣流能夠覆蓋整個蓄熱體，避免 局部區(qū)域出現(xiàn)短3各無法除污。
通過控制儀器實現(xiàn)每一個蓄熱周期進(jìn)行一次脈沖噴吹，從而避免污染 物在蓄熱體表面的堆積，實現(xiàn)及時除污，保障蓄熱燒嘴在正常阻力條件和 蓄熱效率下運行。
以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作 任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非 用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型 技術(shù)方案的范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為 等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本 實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上的實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修 飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種具有在線脈沖噴吹除污裝置的新型蓄熱式燒嘴，其特征在于其包括蓄熱室、蓄熱體、燃?xì)鈬姌屢约懊}沖噴吹除污裝置；所述的蓄熱室的一側(cè)設(shè)有燃?xì)鈬姌專凰龅男顭狍w為陶瓷蓄熱小球，或者是蜂窩蓄熱體，設(shè)置在蓄熱室底層的耐高溫金屬隔板上，位于燃?xì)鈬姌尩南旅?；所述的脈沖噴吹除污裝置，設(shè)置在蓄熱室的下面，其在蓄熱體放熱過程中采用定時或者定壓方式向蓄熱體噴吹脈沖高速氣流。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有在線脈沖噴吹除污裝置的新型蓄熱式燒嘴，其特征在于其中所述的脈沖噴吹除污裝置包括一壓力氣源、電/f茲脈沖閥、脈沖控制儀、壓力管道以及脈沖噴嘴；電磁脈沖閥，設(shè)置于壓力管道上，控制其開合；至少1個脈沖噴嘴，通過壓力管道與該壓力氣源連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有在線脈沖噴吹除污裝置的新型蓄熱式燒嘴，其特征在于其中所述的脈沖噴嘴包括1個主噴管，4個分支噴管，主噴管與4個分支噴管的內(nèi)徑相互連通設(shè)置；其中的分支噴管的管徑小于主噴管的管徑；該分支噴管與主噴管的夾角在IO度至45度之間，其最佳的角度為30度，且分支噴管在主噴管的外周邊等距排列，各分支噴管之間呈90度夾角。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有在線脈沖噴吹除污裝置的新型蓄熱式燒嘴，其特征在于其中所述的脈沖噴嘴安裝在陶覺蓄熱小球的下部或者側(cè)部，以及安裝在蜂窩蓄熱體的流體通道方向；脈沖噴嘴的數(shù)量根據(jù)蓄熱體層面積確定，其計算方法為Nnozzle—Areg/Aje"其中Nn。^為噴嘴數(shù)量，Awg為蓄熱層面積，Aw為單個噴嘴射流影響區(qū)；上述脈沖噴嘴是在使噴吹氣流在噴吹方向分布均勻的位置上，其至蓄熱體的距離在15-40cm的范圍，其中較常用的距離為20-30 cm的范圍。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有在線脈沖噴吹除污裝置的新型蓄熱式燒嘴，其特征在于其中所述的脈沖控制儀通過時間控制、溫度控制、壓差控制調(diào)節(jié)脈沖噴吹的周期和強度。
專利摘要本實用新型是關(guān)于一種具有在線脈沖噴吹除污裝置的新型蓄熱式燒嘴，其包括蓄熱室、蓄熱體、燃?xì)鈬姌屢约懊}沖噴吹除污裝置；其中的蓄熱體設(shè)置在燃?xì)鈬姌尩南旅妫凰龅拿}沖噴吹除污裝置，設(shè)置在蓄熱室的下面，其在蓄熱體放熱過程中采用定時或者定壓方式向蓄熱體噴吹脈沖高速氣流；脈沖噴吹除污裝置包括一壓力氣源、電磁脈沖閥、脈沖控制儀、壓力管道以及脈沖噴嘴；該脈沖噴嘴包括1個主噴管，4個分支噴管，主噴管與4個分支噴管的內(nèi)徑相互連通設(shè)置；本實用新型通過定時、定溫或者定壓差向蓄熱體脈沖噴吹高速氣流，從而除去粘附在蓄熱體上的污染物，保持蓄熱體較好的通流能力和蓄熱效率，延長蓄熱體的使用壽命，保證工業(yè)正常生產(chǎn)。
文檔編號F23J3/00GK201273575SQ200820131058
公開日2009年7月15日 申請日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月27日
發(fā)明者劉長春, 吳啟明, 吳永紅, 鋼 張, 戴志鋼, 支海東, 朱小輝, 楊永青, 華 江 申請人:中冶京誠工程技術(shù)有限公司