一种高炉煤气、空气组合式双蓄热低氮燃烧器的制作方法

1.本实用新型涉及轧钢加热炉技术领域，尤其涉及一种高炉煤气、空气组合式双蓄热低氮燃烧器。


背景技术：

2.高炉煤气作为钢铁企业最常见的低发热值副产煤气，其低发热值大约为3300kj/m3左右，在空、煤气不预热时，理论燃烧温度大约在1400℃左右，按炉温系数折算后，实际炉温仅有1000℃左右，一般不能作为轧钢加热炉的燃料直接使用。
3.但近年来，随着高温空气燃烧技术(一种既可使用低热值燃气又具有显著节能效果的新技术，该技术是将低热值燃气与助燃空气双预热到1000℃左右(约低于炉温100℃)，可极大提高燃烧介质的理论燃烧温度，从而达到轧钢的温度要求)的日益成熟和推广应用，使得低热值的高炉煤气作为燃料在轧钢加热炉已经得到了广泛使用。
4.但是，对于某些要求炉温较高且炉膛宽度较窄的轧钢加热炉，当采用上述高温空气燃烧技术将高炉煤气与助燃空气双预热到1000℃左右时，在其混合燃烧过程中却极易生成n0x，此时如果空、煤气双蓄热燃烧器选择不当，必然造成要么燃料燃烧不充分，要么就是其烟气中的n0x排放指标超出国标要求，而国家为了加强大气污染物排放控制，对各类窑炉的烟气排放中的c0和n0x指标要求也越来越严格。
5.目前国内使用的高炉煤气蓄热式燃烧器形式多种多样，图1是较为常见的一种燃烧器，该类型双蓄热燃烧器的特点是空气蓄热室3与煤气蓄热室2分开安装在加热炉炉墙12上，空气喷口8贯穿空气烧嘴砖13，煤气喷口6贯穿煤气烧嘴砖14，此一般适用于炉内宽度较大的加热炉(如6米以上)，当将其安装在炉宽较窄的加热炉上(如3米以内)，因空气、煤气喷口相距较远，且喷口角度大，介质流速也不宜太快，此必然会造成煤气不完全燃烧或蓄热体易损坏等诸多问题，且由于火焰过于集中产生局部高温而生成大量n0x，特别是在炉温要求较高的带钢或管坯加热炉上更为严重。
6.因此，开发一种技术可靠、节能、低氮环保的新型燃高炉煤气双蓄热燃烧器是非常重要的。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的问题，提供了一种高炉煤气、空气组合式双蓄热低氮燃烧器，采用空气蓄热室和煤气蓄热室组合为一体，这样可合理设计喷口角度、喷口速度等，解决上述高炉煤气不完全燃烧或蓄热体易损坏以及n0x排放超标等诸多问题，达到节能、降耗、减排及安全使用的目的。
8.上述目的是通过以下技术方案来实现：
9.一种高炉煤气、空气组合式双蓄热低氮燃烧器，包括一个组合箱体，沿所述组合箱体的一端分别嵌设有伸入所述组合箱体的煤气蓄热室和空气蓄热室，所述煤气蓄热室的前端设置有至少一个贯穿所述组合箱体的煤气通道，并在所述组合箱体的一侧作为煤气喷
口，所述煤气蓄热室的后端设置有一个用于与外部煤气源连接的煤气接管；所述空气蓄热室的前端设置有至少一个贯穿所述组合箱体的空气通道，并在所述组合箱体的一侧作为空气喷口，所述空气蓄热室的后端设置有一个用于与外部空气源连接的空气接管；所述煤气通道与所述空气通道的外部延伸线可形成夹角。
10.进一步地，所述煤气通道与所述空气通道的外部延伸线的夹角为10
°
～60
°
。
11.进一步地，所述煤气蓄热室位于所述空气蓄热室的正上方。
12.进一步地，在所述煤气通道与所述煤气蓄热室之间还设置有第一箱体过渡段，所述第一箱体过渡段的顶部设置有向下的坡度；在所述空气通道与所述空气蓄热室之间还设置有第二箱体过渡段，所述第二箱体过渡段的底部设置有向上的坡度。
13.进一步地，所述坡度为10
°
～60
°
。
14.进一步地，所述煤气通道有两个，所述空气通道有两个，每个所述煤气通道与每个所述空气通道匹配。
15.有益效果
16.本实用新型所述提供的一种高炉煤气、空气组合式双蓄热低氮燃烧器，具有如下优点：
17.1.将空气蓄热室、煤气蓄热室合理组合成一个整体，结构紧凑且形成一套完整的燃烧器，便于调节控制。
18.2.经蓄热燃烧技术预热成高温的高炉煤气、空气分别自烧嘴砖喷口和高速喷入炉膛内时，边混合边高速燃烧，满足加热钢坯的温度要求。
19.3.由于空气、煤气组合成一个整体，其单个燃烧能力相对于上述空气、煤气的分开安装结构，仅为50％左右，即整个加热炉的火焰数量相对增加一倍，火焰比较分散，更有利于降低nox生成。
附图说明
20.图1为传统燃烧器的结构示意图；
21.图2为本实用新型所述一种高炉煤气、空气组合式双蓄热低氮燃烧器的结构示意图；
22.图3为本实用新型所述一种高炉煤气、空气组合式双蓄热低氮燃烧器的工作示意图。
23.图示标记：
24.1-组合箱体、2-煤气蓄热室、3-空气蓄热室、4-煤气通道、5-煤气喷口、6-煤气接管、7-空气通道、8-空气喷口、9-空气接管、10-第一箱体过渡段、11-第二箱体过渡段、12-加热炉炉墙、13-空气烧嘴砖、14-煤气烧嘴砖。
具体实施方式
25.下面结合图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
26.如图2所示，一种高炉煤气、空气组合式双蓄热低氮燃烧器，包括：一个组合箱体1，沿所述组合箱体1的一端分别嵌设有伸入所述组合箱体1的煤气蓄热室2和空气蓄热室3；
27.其中，所述煤气蓄热室2的前端设置有至少一个贯穿所述组合箱体1的煤气通道4，
并在所述组合箱体1的一侧作为煤气喷口5，所述煤气蓄热室2的后端设置有一个用于与外部煤气源连接的煤气接管6；
28.其中，所述空气蓄热室3的前端设置有至少一个贯穿所述组合箱体1的空气通道7，并在所述组合箱体1的一侧作为空气喷口8，所述空气蓄热室3的后端设置有一个用于与外部空气源连接的空气接管9；
29.所述煤气通道4与所述空气通道7的外部延伸线可形成夹角；所述煤气通道与所述空气通道的外部延伸线的夹角为10
°
～60
°
。
30.在本实施例中，所述煤气蓄热室2位于所述空气蓄热室3的正上方。
31.工作原理：
32.如图3所示，经蓄热技术产生的高温空气自空气喷口4高速喷入炉膛(此时实态速度可达60～70m/s)时，在炉膛内抽引周围的炉气，使助燃空气中氧气、氮气浓度降低，且在炉膛内边走边与燃气喷口7喷入的天然气混合高速燃烧，在燃料燃烧nox生成基本条件(或有关公式)中满足如下这三个基本条件，因此可有效减少nox的生成：
33.(1)降低火焰区域最高温度；
34.(2)降低氧气、氮气浓度；
35.(3)缩短烟气在高温区的滞留时间。
36.由于采用上述技术措施，可以将该型燃烧器技术应用于炉宽较窄的轧钢加热炉上，火焰易组织，寿命长，最显著的优点是可以实现进一步节能降耗、降低燃料成本的目的。
37.在所述煤气通道4与所述煤气蓄热室2之间还设置有第一箱体过渡段10，所述第一箱体过渡段10的顶部设置有向下的坡度；在所述空气通道7与所述空气蓄热室3之间还设置有第二箱体过渡段11，所述第二箱体过渡段11的底部设置有向上的坡度。该结构可用于增大传输到空气通道3的空气流速；所述坡度为10
°
～60
°
。
38.作为本实施例的一种结构方式，所述煤气通道4有两个，所述空气通道7有两个，每个所述煤气通道4与每个所述空气通道7匹配。
39.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，均可想到的变化或替换都涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求保护的范围为准。