專利名稱：一種多功能蓄熱式脈沖燒嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)爐窯上用的燒嘴，尤其涉及一種多功能的蓄熱式脈沖燒嘴。
背景技術(shù)：
燒嘴也叫燃燒器，是將燃料和空氣，按所要求的濃度、速度、湍流度和混合方式送入爐膛，并使燃料能在爐膛內(nèi)穩(wěn)定著火與燃燒的裝置。國(guó)內(nèi)各種工業(yè)爐窯上面所使用的燒嘴種類型式很多，但是就燃燒方式而言，目前國(guó)內(nèi)比較先進(jìn)的燒嘴有兩種一是脈沖式燒嘴，二是蓄熱式燒嘴。脈沖式燒嘴是將一段時(shí)間間隔內(nèi)的累計(jì)燃料，按予調(diào)好的空/燃比以極高的速度，通過(guò)燒嘴，按照時(shí)序分配的結(jié)果，進(jìn)行燃料燃燒。這樣燃燒的好處是在額定的燃?xì)鈮毫?、熱值下，在脈沖燃燒狀態(tài)，噴出熱氣流的熱焓、速度以及熱氣流的長(zhǎng)度都是一個(gè)定值，如 果對(duì)多個(gè)燒嘴進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，合理地布置，就會(huì)很容易的獲得滿意的爐內(nèi)溫度場(chǎng)的分布，保證極高的工件加熱質(zhì)量。對(duì)于在‘以時(shí)間平均為小流量’的保溫狀態(tài)下，也就是低負(fù)荷燃燒狀態(tài)下，每一個(gè)燒嘴在打開期間，噴出的燃料和空氣量和‘大流量’狀態(tài)下是相同的，僅僅是打開的時(shí)間不同，所以不存在火焰長(zhǎng)度受到常規(guī)控制下的‘小流量’影響的問(wèn)題。脈沖式燒嘴的兩個(gè)顯著特點(diǎn)是(I)火焰長(zhǎng)度不變，所以被加熱工件的溫度均勻性不變，尤其是低流量下任能夠?qū)崿F(xiàn)均勻加熱；(2)由于用通斷時(shí)間來(lái)控制燒嘴功率，很容易對(duì)爐溫進(jìn)行量化控制。一般脈沖式燒嘴多用在對(duì)溫度均勻性要求較高的熱處理爐上。蓄熱式燒嘴即在燒嘴內(nèi)設(shè)置了蓄熱體，通過(guò)蓄熱體對(duì)高溫?zé)煔夂涂諝?或煤氣)進(jìn)行換熱的燒嘴。這種燒嘴的特點(diǎn)是可以用煙氣將空氣、煤氣或空煤氣預(yù)熱到普通換熱器難以達(dá)到的溫度(一般1200°C的爐子空煤氣能預(yù)熱到1000°C左右)。蓄熱式燒嘴相對(duì)于非蓄熱的常規(guī)燒嘴主要有以下方面的優(yōu)勢(shì)(I)蓄熱式燒嘴由于在燒嘴內(nèi)設(shè)置了蓄熱體對(duì)爐膛內(nèi)高溫?zé)煔膺M(jìn)行了極致的蓄熱式熱量回收，能大大減少工業(yè)爐的熱量損失，降低爐窯的單位熱耗量，從而為爐窯用戶節(jié)約了能源成本，具有可觀的節(jié)能作用。(2)蓄熱式燒嘴可以將冷的助燃空氣，煤氣或空煤氣預(yù)熱到1000度左右，帶入燒嘴大量的物理熱，改變了火焰的燃燒方式，大大降低了氮氧化物的排放量，具有顯著的環(huán)保效益。由于蓄熱式燒嘴先進(jìn)的節(jié)能環(huán)保效益，目前國(guó)內(nèi)能耗指標(biāo)比較先進(jìn)的工業(yè)爐窯在燒嘴選型行上大多都首選采用蓄熱式燒嘴。但是，一般的蓄熱式爐由于煙氣氣流速度不是特別高，爐內(nèi)煙氣氣流循環(huán)受到限制，爐內(nèi)的溫度均勻性不是很高。本實(shí)用新型描述的是一種結(jié)合了脈沖燃燒和蓄熱式燃燒二者優(yōu)點(diǎn)的多功能蓄熱式脈沖燒嘴。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種多功能的蓄熱式脈沖燒嘴，它有效結(jié)合了蓄熱式燒嘴和脈沖燒嘴的優(yōu)點(diǎn)，是一種既節(jié)能環(huán)保，又易于量化控制火焰，并能提高爐窯內(nèi)部溫度均勻性的新型多功能燃燒裝置，通過(guò)在煤氣管道上設(shè)置比例閥，還可以實(shí)現(xiàn)空煤氣實(shí)時(shí)按照空燃比配比燃燒，有效控制爐內(nèi)煙氣成分。本實(shí)用新型采用如下技術(shù)一種多功能蓄熱式脈沖燒嘴，包括燒嘴金屬外殼、空氣入口管道、多個(gè)煤氣入口管道、蓄熱室，擋板磚和燒嘴磚，空氣入口管道與蓄熱室的一端連接，蓄熱室外面有燒嘴金屬外売，擋板磚安裝在蓄熱室內(nèi)，蓄熱室的另外一端安裝有燒嘴磚，多個(gè)煤氣入口管道伸入到燒嘴磚內(nèi)。本實(shí)用新型還包括以下特征I、所述的煤氣入ロ管道設(shè)置有手動(dòng)閥、電磁切斷閥和比例閥。2、所述的空氣入口管道設(shè)置有電動(dòng)蝶閥、手動(dòng)蝶閥和空氣壓カ取樣點(diǎn)。3、所述的多個(gè)煤氣入口管道的數(shù)量為大于等于2個(gè)。本實(shí)用新型所闡述的燒嘴具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)(I)可以最大限度回收煙氣熱量，提高助燃空氣溫度，所以能降低エ業(yè)爐窯的能耗，為企業(yè)降低成本。(2)高溫空氣燃燒方式，有效降低了燃燒產(chǎn)物中氮氧化物的含量，從而使煙氣對(duì)大氣的污染程度大為降低.(3)用比例閥實(shí)時(shí)控制空煤氣按比例燃燒，即節(jié)省燃料又能較為準(zhǔn)確的控制爐內(nèi)煙氣成分，提高了爐窯加熱或熱處理質(zhì)量。(4)脈沖燃燒方式，大小火PID脈動(dòng)調(diào)節(jié)火焰，能準(zhǔn)確控制爐內(nèi)溫度嚴(yán)格按照爐子溫度曲線變化。(5)用通斷時(shí)間脈動(dòng)控制燒嘴功率，火焰尺寸長(zhǎng)，煙氣流速高，可大大提高爐膛內(nèi)加熱的均勻性。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式做詳細(xì)說(shuō)明。一種多功能蓄熱式脈沖燒嘴，包括燒嘴金屬外殼、空氣入口管道、多個(gè)煤氣入口管道、蓄熱室，擋板磚和燒嘴磚，空氣入口管道與蓄熱室的一端連接，蓄熱室外面有燒嘴金屬外売，擋板磚安裝在蓄熱室內(nèi)，蓄熱室的另外一端安裝有燒嘴磚，多個(gè)煤氣入ロ管道伸入到燒嘴磚內(nèi)。所述的煤氣入口管道設(shè)置有手動(dòng)閥、電磁切斷閥和比例閥。所述的空氣入口管道設(shè)置有電動(dòng)蝶閥、手動(dòng)蝶閥和空氣壓カ取樣點(diǎn)。為配合燒嘴使用，燒嘴前空煤氣管道上設(shè)置有必要的閥門儀表等附件。本實(shí)用新型空氣管道通入蓄熱室，通過(guò)蓄熱體和高溫?zé)煔膺M(jìn)行換熱。經(jīng)蓄熱室換熱后，空氣可以預(yù)熱到1000°c左右，而煙氣被冷卻到150°c左右，充分預(yù)熱后的高溫助燃空氣和來(lái)自煤氣入口管道的煤氣在燃燒室經(jīng)過(guò)預(yù)混之后以高速脈沖方式噴入爐膛內(nèi)進(jìn)行脈沖式燃燒。在燒嘴前煤氣入口管道上面設(shè)置手動(dòng)閥、電磁切斷閥及比例閥，在燒嘴前空氣管道上面設(shè)置電動(dòng)蝶閥和手動(dòng)蝶閥以及空氣壓カ取樣點(diǎn)以配合燒嘴調(diào)節(jié)使用。比例閥的作用在于通過(guò)在燒嘴前空氣管道上對(duì)空氣壓カ采樣可以根據(jù)燃?xì)鉄嶂导邦A(yù)先設(shè)定的空燃比來(lái)調(diào)節(jié)煤氣量，實(shí)現(xiàn)空煤氣始終按照空燃比進(jìn)行比例燃燒，以保證爐內(nèi)氣氛及加熱質(zhì)量。由于本燒嘴具有脈沖燒嘴寬調(diào)節(jié)比的特性，對(duì)于預(yù)先設(shè)定好的爐內(nèi)溫度曲線，本燒嘴可以在升溫及爐膛內(nèi)溫度偏離溫度曲線時(shí)采用大火燃燒，在保溫或爐膛內(nèi)溫度接近溫度曲線時(shí)采用小火燃燒。通過(guò)爐膛溫度和爐內(nèi)溫度曲線的的比較來(lái)控制空煤氣量。本燒嘴具有燃燒和排煙兩種狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)行燃燒時(shí)，空氣管道通入空氣，經(jīng)蓄熱室預(yù)熱后和煤氣混合進(jìn)行脈沖式燃燒；當(dāng)進(jìn)行排煙時(shí)，煤氣入口管道閥門關(guān)閉，爐膛來(lái)的煙氣經(jīng)蓄熱室冷卻后通過(guò)燒嘴空氣管道排出。通過(guò)蓄熱體的煙氣量用燃燒所需的空氣量來(lái)控制，即在ー個(gè)換向周期內(nèi)煙氣傳給蓄熱體的熱量與蓄熱體傳給空氣的熱量平衡。對(duì)于高熱值的燃?xì)?，?jié)能效果更明顯。綜合來(lái)講，實(shí)施例I :本實(shí)施例是ー種燃料為天然氣的脈沖蓄熱式燒嘴，用在溫度均勻性要求嚴(yán)格的熱處理爐上。下面結(jié)合圖I介紹ー下它的主要結(jié)構(gòu)和各部分功能?？諝馊肟?煙氣出口)管道I :這部分由普碳鋼管道和法蘭焊接而成，是助燃空氣進(jìn)入燒嘴的通道，也是經(jīng)蓄熱室冷卻的低溫?zé)煔馀懦鰺斓耐ǖ?。管道上面設(shè)有電動(dòng)蝶閥、 手動(dòng)蝶閥和空氣取樣點(diǎn)。煤氣入口管道2 :這部分由普碳鋼管道和法蘭焊接而成，管道上設(shè)置有手動(dòng)閥電磁閥及比例閥，由于天然氣熱值高，供入的煤氣量遠(yuǎn)少于相同時(shí)間內(nèi)供入的空氣量，為了提高預(yù)混均勻性，天然氣管道分為多個(gè)小細(xì)通道從燒嘴磚6的四周通入燃燒室與高溫空氣混
ム
ロ o燒嘴金屬外殼3:該部分可用優(yōu)質(zhì)鋼制作，作用是維護(hù)燒嘴的外形以、組織氣流、耐火材料承重以及提供自身和爐體鋼結(jié)構(gòu)的連接。蓄熱室4 :該部分放置蓄熱材料，當(dāng)空氣和煙氣通過(guò)蓄熱室時(shí)通過(guò)蓄熱體進(jìn)行熱量交換。擋板磚5 :該部分介于蓄熱室5和燒嘴磚6之間，用以維護(hù)蓄熱體。燒嘴磚6 :該部分在最靠近爐膛的ー側(cè)，為經(jīng)過(guò)蓄熱式預(yù)熱的空氣和煤氣提供一個(gè)通道，組織火焰形狀并隔開火焰和蓄熱體。該燒嘴分為燃燒和排煙兩種狀態(tài)當(dāng)進(jìn)行燃燒時(shí)結(jié)構(gòu)I進(jìn)入空氣，經(jīng)過(guò)蓄熱式高溫預(yù)熱后和結(jié)構(gòu)2供入的煤氣混合進(jìn)行燃燒。當(dāng)進(jìn)行排煙時(shí)煙氣通過(guò)蓄熱式冷卻后通過(guò)結(jié)構(gòu)I排出。本燒嘴可實(shí)現(xiàn)高溫空氣的脈沖式比例燃燒，并具有較大的調(diào)節(jié)比和煙氣流速，カロ熱溫度均勻，節(jié)能環(huán)保，是ー種優(yōu)質(zhì)先進(jìn)的燃燒裝置。尤其適用于熱處理類爐窯的加熱。實(shí)施例2 :本實(shí)施例是ー種燃燒冷凈發(fā)生爐煤氣的脈沖蓄熱式燒嘴，可用于加熱爐和熱處理爐。與實(shí)施例I不同的是，由于本燒嘴所用煤氣熱值低，空煤氣量相當(dāng)，空煤氣預(yù)混均勻性好，所以結(jié)構(gòu)2的煤氣到燃燒室只設(shè)一到兩個(gè)入口通道即可，可以降低煤氣管道2和燒嘴磚6制作的復(fù)雜性。其余部分如燒嘴金屬外殼3、燃燒室4擋板磚5與實(shí)施例I中的結(jié)構(gòu)基本類似。燒嘴的燃燒與排煙狀態(tài)的切換，以及脈動(dòng)式火焰的調(diào)節(jié)和控制也類似實(shí)施例I。
權(quán)利要求1.一種多功能蓄熱式脈沖燒嘴，包括燒嘴金屬外殼、空氣入口管道、多個(gè)煤氣入口管道、蓄熱室，擋板磚和燒嘴磚，其特征在于空氣入口管道與蓄熱室的一端連接，蓄熱室外面有燒嘴金屬外殼，擋板磚安裝在蓄熱室內(nèi)，蓄熱室的另外一端安裝有燒嘴磚，多個(gè)煤氣入口管道伸入到燒嘴磚內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多功能蓄熱式脈沖燒嘴，其特征在于所述的煤氣入口管道設(shè)置有手動(dòng)閥、電磁切斷閥和比例閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多功能蓄熱式脈沖燒嘴，其特征在于所述的空氣入口管道設(shè)置有電動(dòng)蝶閥、手動(dòng)蝶閥和空氣壓力取樣點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多功能蓄熱式脈沖燒嘴，其特征在于所述的多個(gè)煤氣入口管道的數(shù)量為大于等于2個(gè)。
專利摘要一種多功能蓄熱式脈沖燒嘴，包括燒嘴金屬外殼、空氣入口管道、多個(gè)煤氣入口管道、蓄熱室，擋板磚和燒嘴磚，空氣入口管道與蓄熱室的一端連接，蓄熱室外面有燒嘴金屬外殼，擋板磚安裝在蓄熱室內(nèi)，蓄熱室的另外一端安裝有燒嘴磚，多個(gè)煤氣入口管道伸入到燒嘴磚內(nèi)。本裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)可以最大限度回收煙氣熱量，提高助燃空氣溫度，降低了工業(yè)爐窯的能耗，為企業(yè)降低成本；有效降低了燃燒產(chǎn)物中氮氧化物的含量，從而使煙氣對(duì)大氣的污染程度大為降低；用比例閥實(shí)時(shí)控制空煤氣按比例燃燒，即節(jié)省燃料又能較為準(zhǔn)確的控制爐內(nèi)煙氣成分，提高了爐窯加熱或熱處理質(zhì)量；能準(zhǔn)確控制爐內(nèi)溫度嚴(yán)格按照爐子溫度曲線變化；提高了爐膛內(nèi)加熱的均勻性。
文檔編號(hào)F23D14/48GK202521609SQ201220112658
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者翟耀輝, 錢志華 申請(qǐng)人:哈爾濱金鑫電氣有限責(zé)任公司