氣體射流引射高溫煙氣回流燃燒器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種氣體射流引射高溫煙氣回流燃燒器，包括燒嘴磚、助燃氣體噴槍、燃料噴槍、助燃氣體通道、燃料通道、煙氣回流通道以及燃燒室。助燃氣體噴槍的前端置于助燃氣體通道入口處，燃料噴槍的前端置于燃料通道入口處，助燃氣體噴槍與燃料噴槍與相應的通道形成噴射器結構，產生高速射流，引射高溫煙氣回流與助燃氣體、燃料混合，提高燃料著火特性和燃燒穩(wěn)定性，同時降低燃燒產物溫度。燃燒室采用扁平的矩形，使燒嘴磚的出口為扁槽形，在出口處形成扁平火焰，使得火焰寬，覆蓋面積大。本實用新型能提高燃燒效率，同時減少污染物排放，采用扁平出口的燒嘴磚，加熱鋼坯邊角的效果優(yōu)于傳統(tǒng)的圓形火焰。
【專利說明】氣體射流引射高溫煙氣回流燃燒器

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種氣體射流引射高溫煙氣回流燃燒器，屬于燃燒器【技術領域】。

【背景技術】
[0002]在鋼鐵冶金行業(yè)中，增加進入燃燒器的助燃劑中氧氣含量，可以縮短升溫時間，提高產品質量和燃料燃燒效率，降低燃料消耗量，減少NOx和煙氣生成量。
[0003]目前國際富氧氣體燃燒器的開發(fā)設計技術主要掌握在少數國外廠家手中，因此對于研究一種節(jié)能環(huán)保、使用壽命長的富氧氣體燃燒器具有重要的經濟和技術價值。
[0004]傳統(tǒng)富氧氣體燃燒器為了適當的降低溫度，避免溫度過高損壞燒嘴，通常讓燒嘴遠離高溫區(qū)或者采用水冷套加以冷卻。普遍采用的方法有高速射流，在燒嘴出口處加旋流器，逐級供氧、分段燃燒，以及卷吸煙氣回流技術。但是采用逐級供氧、分段燃燒的同時，氧氣高速射流會造成混合不充分，不能完全燃燒，而且旋流器處于燃燒高溫區(qū)，可能造成這部分轉體的過早損壞。在燒嘴外部添加水冷套冷卻燒嘴端頭，使得燒嘴結構過于復雜，制作難度大，而且增加了水冷卻系統(tǒng),使得成本大大增加。
實用新型內容
[0005]為了克服現(xiàn)有技術的不足，本實用新型要解決的技術問題在于提供一種使用富氧氣體作為助燃劑來實現(xiàn)負荷調節(jié)、燃燒穩(wěn)定的氣體射流引射高溫煙氣回流燃燒器。
[0006]在氧氣通道和燃料通道內均設有獨立的噴射器，這是指燃料噴槍、助燃氣體噴槍分別與其相對應的通道組成的結構叫做引射器，或者叫做噴射器。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術方案為:一種氣體射流引射高溫煙氣回流燃燒器，包括燒嘴磚，在燒嘴磚內部設有燃燒室和ι-?ο組燃燒裝置，本實用新型以兩組為例，每組燃燒裝置包括助燃氣體通道、燃料通道和兩條煙氣回流通道；燃燒室設在燒嘴磚前部，并且燃燒室分別與助燃氣體通道的出口、燃料通道的出口連接，助燃氣體噴槍前端置于助燃氣體通道入口處，燃料噴槍前端置于燃料通道入口處，一條煙氣回流通道的一端部連與助燃氣體通道入口處接，另一條煙氣回流通道的一端部與燃料通道入口處連接，每條煙氣回流通道的另一端部均位于燒嘴磚前部，且整個煙氣回流通道均置于燒嘴磚內部；所述氧氣通道與燃料通道呈15-60°夾角，本實用新型以30°夾角為例。
[0008]助燃氣體噴槍和燃料噴槍都出口處形成高速射流，產生負壓，從煙氣回流通道卷吸燃燒產生的煙氣，且煙氣回流通道呈對稱分布保證煙氣量的均勻性，將高溫煙氣引射回來與助燃氣體、燃料混合，提高燃料著火特性和燃燒穩(wěn)定性，同時降低燃燒產物溫度。
[0009]其中，所述燃燒裝置有兩組，并且分別設在燒嘴磚的上下部。兩個助燃氣體噴槍呈對角線設置，兩個燃料噴槍呈對角線設置。每組燃燒裝置中，所述助燃氣體通道與燃料通道均呈30°夾角。
[0010]由于兩對噴槍交叉和一定角度布置有利于增強助燃氣體與燃料的混合度，提高燃料的可燃性和火焰的穩(wěn)定性，同時能增加氣體的湍流度。
[0011]由于助燃氣體通道與燃料通道呈30°夾角，能夠使助燃氣體到達射流燃燒中心與燃料充分接觸，提高燃料的燃盡率，以此同時，能夠將火焰引射到整個火焰燃燒室使整個燃燒室的溫度分布更加均勻。
[0012]其中，每組燃燒裝置中，所述煙氣回流通道有兩條，且呈對稱分布。
[0013]所述燃燒室的出口呈扁槽形。因煙氣回流使得助燃氣體、燃料在未燃燒之前具有較高的溫度，當助燃氣體、燃料混合燃燒后，在扁槽形燒嘴磚的限制下，在出口處形成扁平火焰，扁平火焰具有覆蓋面積大，燃燒效率高，輻射能力強等優(yōu)點，特別是針對加熱方形鋼坯邊角的情況。
[0014]有益效果:本發(fā)明結合傳統(tǒng)燃燒器的高速射流燃燒技術、外部煙氣回流技術，考慮到完全混合程度和火焰分布情況采用對稱交叉混合方式，可以有效的提高燃燒效率和降低燃燒污染物的排放，采用扁槽形出口的燒嘴磚，使得火焰寬，覆蓋面積大，加熱鋼坯邊角的效果優(yōu)于傳統(tǒng)的圓形火焰。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明純氧燃燒器的結構示意主視圖；
[0016]圖2為本發(fā)明純氧燃燒器的結構示意右視圖；
[0017]圖3為本發(fā)明純氧燃燒器的結構示意俯視圖；
[0018]圖4為本發(fā)明純氧燃燒器的結構示意左視圖；
[0019]圖5為本發(fā)明純氧燃燒器的結構示意仰視圖。
[0020]圖中:1:燃料噴槍；2:助燃氣體噴槍；3:燃料通道；4:助燃氣體通道；5:煙氣回流通道；6、燒嘴磚；7、燃燒室。

【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細闡述。
[0022]實施例1:如圖1-5所示，本實用新型一種氣體射流引射高溫煙氣回流燃燒器，包括燒嘴磚6，在燒嘴磚6內部設有燃燒室7、煙氣回流通道5和兩組燃燒裝置，并且兩組燃燒裝置分別設在燒嘴磚6的上下部。
[0023]每組燃燒裝置包括助燃氣體通道4、燃料通道3和兩條對稱分布的煙氣回流通道5 ;燃燒室7設在燒嘴磚6前部，燃燒室7的出口呈扁平矩形，并且燃燒室7分別與助燃氣體通道4的出口、燃料通道3的出口連接，并且助燃氣體通道4與燃料通道3呈30 °夾角。助燃氣體噴槍2前端置于助燃氣體通道4入口處，燃料噴槍I前端置于燃料通道3入口處；在助燃氣體通道4入口處與其中一條煙氣回流通道5的一端部連接，在燃料通道3入口處與另一條煙氣回流通道5的一端部連接，兩條煙氣回流通道5的另一端部均位于燒嘴磚6前部。其中，助燃氣體為富氧氣體，氧氣濃度為21-100%。
[0024]每組燃燒裝置中，兩個助燃氣體噴槍2呈對角線設置，兩個燃料噴槍I呈對角線設置。
[0025]在助燃氣體噴槍2和燃料噴槍I的出口處形成高速射流，從而在噴槍前端與通道入口處形成負壓，從煙氣回流通道5卷吸燃燒產生的煙氣，將高溫煙氣引射回來與助燃氣體、燃料混合，提高燃料著火特性和燃燒穩(wěn)定性，同時降低燃燒產物溫度。
[0026]下面以純氧燃燒為例，說明使用煙氣回流會使燃燒產物溫度下降。
[0027]純氧燃燒的理論燃燒溫度:
[0028]

Qa + Qm + ?- Qm

Tcy =--
c產κ煙
[0029]帶煙氣回流純氧燃燒的理論燃燒溫度:
[0030]


Qdw + Q燃 + <2氧 + ^2回 _

tM =7\
cr (? + vm)
[0031 ] Q |s|= c 回 V 回 t 回
[0032]式中=Tey為純氧燃燒的理論燃燒溫度，Qdw為低位發(fā)熱量，(?為燃氣代入的物理熱，Q?為氧氣代入的物理熱，Q?為二氧化碳和水的分解熱，c$為燃燒產物的比熱容，Vw為生成煙氣量，thl為帶煙氣回流純氧燃燒的理論燃燒溫度，Q0為回流煙氣代入的物理熱，C0為回流煙氣比熱，￥0為回流煙氣量，為回流煙氣溫度。
[0033]因為t回< tcy，可以得出結論Tcy < tcy。
[0034]燃燒室7的出口采用扁平的矩形，因煙氣回流使得助燃氣體、燃料在未燃燒之前具有較高的溫度，當助燃氣體、燃料在燃燒室7混合燃燒后，在扁槽形燒嘴磚6的限制下，在出口處形成扁平火焰，扁平火焰具有覆蓋面積大，輻射能力強等優(yōu)點，特別適合加熱方形鋼坯邊角。
[0035]實施例2:與實施例1基本相同，所不同的是:燃燒裝置有一組，或者十組。
[0036]實施例3:與實施例1基本相同，所不同的是:氧氣通道4與燃料通道3呈15°夾角。
[0037]實施例4:與實施例1基本相同，所不同的是:氧氣通道4與燃料通道3呈45°夾角。
[0038]實施例5:與實施例1基本相同，所不同的是:氧氣通道4與燃料通道3呈60°夾角。
[0039]本實用新型提供了一種氣體射流引射高溫煙氣回流燃燒器的設計思路及方法，具體實現(xiàn)該技術方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術加以實現(xiàn)。
【權利要求】
1.一種氣體射流引射高溫煙氣回流燃燒器，其特征在于:包括燒嘴磚，在燒嘴磚內部設有燃燒室和1-10組燃燒裝置，每組燃燒裝置包括助燃氣體通道、燃料通道和兩條煙氣回流通道；燃燒室設在燒嘴磚前部，并且燃燒室分別與助燃氣體通道的出口、燃料通道的出口連接，助燃氣體噴槍前端置于助燃氣體通道入口處，燃料噴槍前端置于燃料通道入口處；一條煙氣回流通道的一端部與助燃氣體通道入口處連接，另一條煙氣回流通道的一端部與燃料通道入口處連接，每條煙氣回流通道的另一端部均位于燒嘴磚前部，且整個煙氣回流通道均置于燒嘴磚內部；所述助燃氣體通道與燃料通道呈15-60°夾角。
2.根據權利要求1所述的一種氣體射流引射高溫煙氣回流燃燒器，其特征在于:助燃氣體和燃料分別經過各自獨立的噴射器。
3.根據權利要求1所述的一種氣體射流引射高溫煙氣回流燃燒器，其特征在于:助燃氣體噴槍與燃料噴槍呈交叉設置。
4.根據權利要求1所述的一種氣體射流引射高溫煙氣回流燃燒器，其特征在于:所述燃燒裝置有ι-?ο組，并且分別設在燒嘴磚的上下部。
5.根據權利要求1所述的一種氣體射流引射高溫煙氣回流燃燒器，其特征在于:每組燃燒裝置中，兩條所述煙氣回流通道對稱分布。
6.根據權利要求1所述的一種氣體射流引射高溫煙氣回流燃燒器，其特征在于:所述燃燒室的出口呈扁平矩形。
【文檔編號】F23D14/58GK204005989SQ201420364088
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權日:2014年7月2日
【發(fā)明者】楊錫紅, 饒驍睿, 賈峰, 景小龍 申請人:南京凈環(huán)熱冶金工程有限公司