專利名稱：一種天然氣通道周向分布式燒嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于不預混的氣體燃燒器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種天然氣通道周向分布式燒嘴，尤其適合用于蓄熱式燃燒器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
被國外稱為HTAC (High Temperature Air Combustion)的蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)，是上個世紀國外提出的一種全新概念的燃燒技術(shù)。該技術(shù)把回收煙氣余熱與高效燃燒及降低NOx等技術(shù)有機的結(jié)合起來，它通過高效蓄熱材料將助燃空氣從室溫預熱至80(T100(TC的高溫，從而實現(xiàn)了極限節(jié)能、極限降低NOx排放量的雙重目的。盡管蓄熱式高溫燃燒技術(shù)是一項節(jié)能、環(huán)保的高新技術(shù)。但是國內(nèi)天然氣蓄熱式燒嘴沒有成熟的結(jié)構(gòu)。目前天然氣和助燃風采用的是傳統(tǒng)的外混式結(jié)構(gòu)，因此天然氣在燃 燒過程中由于不能充分混合，致使天然氣中的甲烷裂解產(chǎn)生碳黑而浪費能源，經(jīng)理論計算及實際檢測，傳統(tǒng)天然氣蓄熱式燒嘴燃燒的煙氣中含有10%的可燃物未完全燃燒。中國專利號ZL200920104554. 0，授權(quán)公告日為2010年5月12日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為一種天然氣蓄熱式燒嘴，該申請案包括金屬殼體及設(shè)置于所述金屬殼體內(nèi)的蓄熱箱，所述蓄熱箱內(nèi)設(shè)有天然氣通道及空氣蓄熱通道；所述天然氣通道與所述空氣蓄熱通道為同軸的管狀，所述空氣蓄熱通道套接于所述天然氣通道外，所述空氣蓄熱通道內(nèi)填充有方孔形擠壓蜂窩體及澆注形圓孔蜂窩體，所述天然氣通道出口具有一漸開的開口，所述空氣蓄熱通道具有開口通道，所述開口通道與所述天然氣通道成一夾角；所述方孔形擠壓蜂窩體和澆注型圓孔蜂窩體軸向?qū)?，所述方孔形擠壓蜂窩體內(nèi)具有兩個或兩個以上軸向方孔，所述澆注型圓孔蜂窩體內(nèi)具有兩個或兩個以上軸向圓孔。該申請案的空氣蓄熱通道端部設(shè)置多個開口通道，以改善天然氣和預熱空氣的混合情況，但是該申請案中的天然氣通道位于空氣蓄熱通道中心內(nèi)部，天然氣通道出口處漸開的開口容易燒損，導致燒嘴使用壽命短，現(xiàn)有技術(shù)中天然氣通道6個月左右需更換，且該申請案中對于天然氣和預熱空氣的混合問題并未徹底解決，仍需進一步改進。此外，中國專利號ZL02151238. 8，發(fā)明創(chuàng)造名稱為多通道天然氣部分氧化制合成氣燒嘴；中國專利號ZL90207479.2，發(fā)明創(chuàng)造名稱為燃氣調(diào)溫燒嘴；中國專利號ZL200480028218. 2，發(fā)明創(chuàng)造名稱為燃燒器和燃氣輪機的運行方法。上述專利方案針對燒嘴結(jié)構(gòu)的改進，均立足于改善燃料與空氣的混合情況，其結(jié)構(gòu)較為復雜，對于提高燃料在燃燒過程中充分混合問題上仍有待進一步改進。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中天然氣燃料在燃燒過程中不能充分混合的不足，提供一種天然氣通道周向分布式燒嘴，本發(fā)明能夠改善天然氣的不完全燃燒情況，大量減少排煙中CO的含量，起到節(jié)能降耗的作用。
技術(shù)方案
為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為
本發(fā)明的一種天然氣通道周向分布式燒嘴，包括燒嘴磚本體、助燃空氣通道和天然氣通道，所述的助燃空氣通道為管狀結(jié)構(gòu)，位于燒嘴磚本體的內(nèi)部；所述的天然氣通道圍繞助燃空氣通道周向分布二條或二條以上，該天然氣通道埋在燒嘴磚本體中，天然氣通道前端的噴口段與助燃空氣通道的中心軸向夾角為0，且0° ( α <90°，上述的噴口段與助燃空氣通道同向布置，并在燒嘴前端匯合。本發(fā)明通過在助燃空氣通道外周布置二條或二條以上的天然氣通道，使得來自于天然氣總管的天然氣被分成多股細流，多條天然氣通道圍繞在助燃空氣通道外周，增加了通入的天然氣與助燃空氣的接觸面積，使得氣流混合充分，從而大大降低了天然氣的不完全燃燒量。作為本發(fā)明更進一步地改進，所述的助燃空氣通道為四邊形中空結(jié)構(gòu)，天然氣通道分布于四邊形助燃空氣通道外周的兩側(cè)或兩側(cè)以上。本發(fā)明的助燃空氣通道采用四邊形 中空結(jié)構(gòu)時，只要在助燃空氣通道外周的兩側(cè)或兩側(cè)以上分布多條天然氣通道，即能起到很好的細化分流作用，增強天然氣和助燃空氣的接觸面積。作為本發(fā)明更進一步地改進，所述的天然氣通道均勻分布于四邊形助燃空氣通道外周的四側(cè)面，每個側(cè)面上天然氣通道相互平行布置，同一側(cè)面上相鄰助燃空氣通道的間距大于助燃空氣通道管徑的兩倍。本發(fā)明中天然氣通道分布于助燃空氣通道的四周，天然氣與助燃空氣的混合效果最好，且冷卻條件好，同時天然氣通道埋在燒嘴磚本體內(nèi)部，天然氣通道與燒嘴磚本體的壽命一致，且使用過程中不需更換，維修簡單方便；此外，同一側(cè)面上相鄰助燃空氣通道的間距保證了天然氣與助燃空氣的充分混合。作為本發(fā)明更進一步地改進，所述的天然氣通道前端的噴口段與助燃空氣通道的中心軸向夾角3° < α < 20°。作為本發(fā)明更進一步地改進，所述的天然氣通道的管徑為Φ5 20 _。本發(fā)明中天然氣通道的管徑的設(shè)計，保證了天然氣與助燃空氣的充分混合，同時避免了回火問題。作為本發(fā)明更進一步地改進，所述的天然氣通道前端的噴口段與助燃空氣通道的中心軸向夾角α為6° ;同一側(cè)面上相鄰兩助燃空氣通道間距為50 mm，天然氣通道的管徑為 Φ10 mm。作為本發(fā)明更進一步地改進，所述的天然氣通道還包括插入段，該插入段的前端連接噴口段，且與噴口段呈一彎折狀，該插入段的末端連接天然氣總管。本發(fā)明中的插入段埋在燒嘴磚本體的耐火材料中，即使天然氣通道被燒毀，燒嘴磚本體內(nèi)部的通道仍能保證燒嘴的正常使用。作為本發(fā)明更進一步地改進，所述的插入段與助燃空氣通道的中心軸向夾角為β，且 30° 彡 β 彡 60°。有益效果
采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果
(I)本發(fā)明的一種天然氣通道周向分布式燒嘴，其天然氣通道圍繞助燃空氣通道外周分布二條或二條以上，對天然氣燃料具有細化分流的作用，可增大天然氣和助燃空氣的接觸面積，加快了天然氣與助燃空氣的混合速度，大大降低了天然氣的不完全燃燒量，從而減少排煙中CO的含量，提高了天然氣燃料的有效利用率；(2)本發(fā)明的一種天然氣通道周向分布式燒嘴，由于天然氣和助燃空氣充分混合燃燒，使得節(jié)能效果突出，較傳統(tǒng)天然氣蓄熱式燒嘴節(jié)能8 10%，本發(fā)明的燒嘴應用于天然氣蓄熱式鍛造加熱爐后，噸鋼燃煤量由120Kg標煤/t鋼以上降低為5(T75Kg標煤/t鋼以下，具有節(jié)能降耗的顯著效益；
(3)本發(fā)明的一種天然氣通道周向分布式燒嘴，其天然氣通道分布于助燃空氣通道外周，冷卻條件好，同時天然氣通道埋在燒嘴磚本體內(nèi)部，與燒嘴磚的壽命一致，所以天然氣通道的使用壽命大于2年，相比現(xiàn)有技術(shù)中天然氣通道6個月左右的使用壽命，大大提高了燒嘴的使用壽命，且使用過程中不需更換，維修簡單方便；
(4)本發(fā)明的一種天然氣通道周向分布式燒嘴，該燒嘴結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低廉。


圖I為實施例I的一種天然氣通道周向分布式燒嘴的主視結(jié)構(gòu)示意 圖2為圖I中的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意 圖3為圖I中的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖。示意圖中的標號說明
I-燒嘴磚本體；2_助燃空氣通道；3_天然氣通道；31_噴口段；32_插入段。
具體實施例方式為進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細描述。實施例I
結(jié)合圖I、圖2和圖3，本實施例的一種天然氣通道周向分布式燒嘴，主要由燒嘴磚本體
I、助燃空氣通道2和天然氣通道3組成，其天然氣通道3包括噴口段31和插入段32兩部分。本實施例中的助燃空氣通道2為四邊形中空結(jié)構(gòu)，且水平設(shè)置，位于燒嘴磚本體I的內(nèi)部。作為本發(fā)明的突出改進，該燒嘴的天然氣通道3均勻分布于四邊形助燃空氣通道2外周的四側(cè)面，起到對天然氣燃料具有細化分流的作用，值得說明的是，本發(fā)明中的天然氣通道3可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的圓形等其他形狀結(jié)構(gòu)，天然氣通道3外周沿分布的天然氣通道3只要分布二條或二條以上，即可起到細化分流的效果。本實施例的助燃空氣通道2每個側(cè)面上天然氣通道3相互平行布置，同一側(cè)面上相鄰助燃空氣通道2的間距大于助燃空氣通道2管徑的兩倍，本實施例中同一側(cè)面上相鄰兩助燃空氣通道2間距為50 mm，天然氣通道3的管徑為Φ10 _，本發(fā)明中所稱的管徑均為管子的外徑。為了提高改善天然氣通道3的冷卻效果，將天然氣通道3埋在燒嘴磚本體I中，天然氣通道3前端的噴口段31與助燃空氣通道2的中心軸向夾角為α，所有的噴口段31出口天然氣氣流是立體相交的，噴口段31與助燃空氣通道2同向布置，通入的氣流在燒嘴前端匯合，匯合處為圖2中燒嘴的左側(cè)，本發(fā)明中0° < α <90°，α的大小根據(jù)工業(yè)窯爐對火焰長度的不同要求具體設(shè)計，本實施例中天然氣通道3前端的噴口段31與助燃空氣通道2的中心軸向夾角a為6。;圖中插入段32的前端連接噴口段31，且與噴口段31呈一彎折狀，該插入段32的末端連接天然氣總管，本實施例中插入段32與助燃空氣通道2的中心軸向夾角為β為45°。本實施例的燒嘴應用于天然氣蓄熱式鍛造加熱爐后，噸鋼燃煤量由120Kg標煤/t鋼以上降低為5(T75Kg標煤/t鋼以下，煙氣中CO的排放量減少8°/Γ Ο%，具有節(jié)能降耗的顯著效益，大大降低了生產(chǎn)成本，給企業(yè)和社會帶來可觀的社會和經(jīng)濟效益，本發(fā)明的天然氣通道周向分布式燒嘴是一種效果突出的節(jié)能環(huán)保設(shè)備。實施例2
本實施例的基本結(jié)構(gòu)同實施例1，不同之處在于燒嘴的天然氣通道3只分布于四邊形助燃空氣通道2外周的兩個對立側(cè)面上，同一側(cè)面上相鄰兩助燃空氣通道2間距為60 mm,天然氣通道3的管徑為Φ20 _ ;天然氣通道3前端的噴口段31與助燃空氣通道2的中心軸向夾角α為20。，插入段32與助燃空氣通道2的中心軸向夾角β為30°。實施例3
本實施例的基本結(jié)構(gòu)同實施例1，不同之處在于燒嘴的天然氣通道3只分布于四邊形助燃空氣通道2外周的三個側(cè)面上，同一側(cè)面上相鄰兩助燃空氣通道2間距為40 mm，天然氣通道3的管徑為Φ5 mm;天然氣通道3前端的噴口段31與助燃空氣通道2的中心軸向 夾角α為3°，插入段32與助燃空氣通道2的中心軸向夾角β為60°。實施例2 3的燒嘴應用于天然氣蓄熱式鍛造加熱爐后，其節(jié)能效果明顯，煙氣中CO的排放量減少8%左右，噸鋼燃煤量為75Kg標煤/t鋼左右。以上示意性的對本發(fā)明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種天然氣通道周向分布式燒嘴，包括燒嘴磚本體(I)、助燃空氣通道(2)和天然氣通道(3)，其特征在于所述的助燃空氣通道(2)為管狀結(jié)構(gòu)，位于燒嘴磚本體(I)的內(nèi)部；所述的天然氣通道(3)圍繞助燃空氣通道(2)周向分布二條或二條以上，該天然氣通道(3)埋在燒嘴磚本體(I)中，天然氣通道(3)前端的噴口段(31)與助燃空氣通道(2)的中心軸向夾角為α，且O。≤α≤90°，上述的噴口段(31)與助燃空氣通道(2)同向布置，并在燒嘴前端匯合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種天然氣通道周向分布式燒嘴，其特征在于所述的助燃空氣通道(2)為四邊形中空結(jié)構(gòu)，天然氣通道(3)分布于四邊形助燃空氣通道(2)外周的兩側(cè)或兩側(cè)以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種天然氣通道周向分布式燒嘴，其特征在于所述的天然氣通道(3)均勻分布于四邊形助燃空氣通道(2)外周的四側(cè)面，每個側(cè)面上天然氣通道(3)相互平行布置，同一側(cè)面上相鄰助燃空氣通道(2)的間距大于助燃空氣通道(2)管徑的兩倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種天然氣通道周向分布式燒嘴，其特征在于所述的天然氣通道(3)前端的噴口段(31)與助燃空氣通道(2)的中心軸向夾角3° < α <20°。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種天然氣通道周向分布式燒嘴，其特征在于所述的天然氣通道(3)的管徑為Φ5 20謹。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種天然氣通道周向分布式燒嘴，其特征在于所述的天然氣通道(3)前端的噴口段(31)與助燃空氣通道(2)的中心軸向夾角α為6° ;同一側(cè)面上相鄰兩助燃空氣通道(2)間距為50 mm，天然氣通道(3)的管徑為Φ 10 mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種天然氣通道周向分布式燒嘴，其特征在于所述的天然氣通道(3)還包括插入段(32)，該插入段(32)的前端連接噴口段(31)，且與噴口段(31)呈一彎折狀，該插入段(32)的末端連接天然氣總管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種天然氣通道周向分布式燒嘴，其特征在于所述的插入段(32)與助燃空氣通道(2)的中心軸向夾角為β，且30°彡β彡60°。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種天然氣通道周向分布式燒嘴，屬于不預混的氣體燃燒器技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括燒嘴磚本體、助燃空氣通道和天然氣通道，助燃空氣通道為管狀結(jié)構(gòu)，位于燒嘴磚本體的內(nèi)部；天然氣通道圍繞助燃空氣通道周向分布二條或二條以上，該天然氣通道埋在燒嘴磚本體中，天然氣通道前端的噴口段與助燃空氣通道的中心軸向夾角為α，且0°≤α≤90°，上述的噴口段與助燃空氣通道同向布置，并在燒嘴前端匯合。本發(fā)明對天然氣具有細化分流的作用，可增大天然氣和助燃空氣的接觸面積，大大降低了天然氣的不完全燃燒量，從而減少排煙中CO的含量；較傳統(tǒng)天然氣蓄熱式燒嘴節(jié)能8~10%，具有節(jié)能降耗的顯著效益，且燒嘴的使用壽命大大增長。
文檔編號F23D14/58GK102777915SQ20121025077
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者張西和, 陳 光 申請人:馬鞍山天洲節(jié)能工程科技有限公司