一种低氮型蓄热式平焰燃烧器的制作方法

1.本实用新型涉及燃烧器技术领域，尤其涉及一种低氮型蓄热式平焰燃烧器。


背景技术：

2.目前，公知的国内黑色冶金、机械行业加热炉多采用蓄热式燃烧器及相配套的燃烧系统对炉内进行加热，可大大节约燃料消耗，是国内外已经比较成熟和实用的节能产品。
3.针对小型炉窑，如机械行业的锻造窑，其形式多为在加热炉侧或炉顶两个燃烧位置分布一对蓄热式燃烧器，一台燃烧器投入燃烧工作，另一台燃烧器关闭并吸收炉内烟气进入燃烧器内部的蓄热体，将蓄热体加热，加热后的烟气温度将至200℃以下后排出，达到系统设定时间后进行换向切换，原来关闭的燃烧器开始燃烧工作，而原来进行燃烧工作的燃烧器关闭，循环往复，周而复始；
4.针对大型炉窑，如机械行业的台车式加热炉，黑色冶金行业的推钢式加热炉，采用多组成对的蓄热式燃烧器和相配套的蓄热式燃烧系统完成以上循环。
5.蓄热式燃烧器及相关配套燃烧系统因有约30％以上的节能效果被广泛成熟应用于黑色冶金和机械行业加热炉，预热后的空气温度达到800℃以上，与燃料喷出混合时产生剧烈的燃烧反应，火焰温度高并且集中，火焰的温度梯度分布非常明显，因此燃烧所产生的氮氧化物非常高。
6.随着国家和地方对工业炉窑nox排放的重视，制定了越来越严苛的排放指标，低氮型蓄热式加热炉燃烧器必将代替现有的常规蓄热式加热炉燃烧器，有广阔的应用前景。


技术实现要素：

7.本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提出了一种低氮型蓄热式平焰燃烧器，实现高效节能环保超低氮排放。
8.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种低氮型蓄热式平焰燃烧器，包括蓄热室以及燃烧室，所述蓄热室底端与燃烧室连通，顶端则设置有空气进口，于所述燃烧室中设置有烧嘴砖，所述燃烧室还设置有出口，燃气喷枪伸入燃烧室内，点火枪贴近于燃气喷枪出口设置，
9.所述燃气喷枪包括一级燃气喷枪以及二级燃气喷枪，所述一级燃气喷枪以及二级燃气喷枪均自蓄热室底部伸入燃烧室，且所述二级燃气喷枪部分嵌入于烧嘴砖之内。
10.进一步地，贴近所述燃烧室出口处，所述烧嘴砖为弧形喇叭口形状。
11.进一步地，于所述蓄热室下部设置有切向开口，所述切向开口与燃烧室内壁构成导流切向槽。
12.进一步地，于所述蓄热室中设置有陶瓷蜂窝体以及挡板砖，所述陶瓷蜂窝体为多个，多个所述陶瓷蜂窝体层叠于挡板砖之上。
13.进一步地，于所述二级燃气喷枪末端设置有二级燃气喷嘴，所述二级燃气喷嘴埋筑于烧嘴砖之内。
14.进一步地，所述二级燃气喷嘴末端切向于烧嘴砖出口设置。
15.进一步地，于所述一级燃气喷枪的喷嘴与燃烧室之间设置有密封装置，用于避免燃气外泄。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：通过改变常规蓄热式燃烧方式带来的nox物排放高的问题，燃烧效率大大提高，nox物排放大大降低。
附图说明
17.参照附图来说明本实用新型的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：
18.图1示意性显示了低氮型蓄热式平焰燃烧器的结构图。
19.图2示意性显示了低氮型蓄热式平焰燃烧器的剖面图。
20.图3示意性显示了燃烧室的剖面图。
21.图中标号：1-空气进口，2-蓄热室，3-陶瓷蜂窝体，4-挡板砖，5-点火枪，6-燃气喷枪，7-二级燃气喷枪，8-一级燃气喷枪，9-二级燃气喷嘴，10-烧嘴砖，11-导流切向槽。
具体实施方式
22.容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。
23.根据本实用新型的一实施方式结合图1示出。一种低氮型蓄热式平焰燃烧器，包括蓄热室2以及燃烧室，上端部分为锥体结构，中端部分为圆柱体结构，其锥体结构为空气进口1，于其中端部分之内，设置有陶瓷蜂窝体3以及挡板砖4，上述陶瓷蜂窝体3为至少2个且陶瓷蜂窝体3以层叠形式设置于挡板砖4之上。
24.上述蓄热室2整体为中空结构，蓄热室2底部与燃烧室连通，所述燃烧室还设置有出口，于燃烧室中设置有烧嘴砖10，且烧嘴砖10设置于燃烧室出口处；燃气喷枪6自燃烧室封闭一端伸入燃烧室之内并于燃气喷枪6周围配备有20mm厚陶瓷纤维毡辅助完成密封工作。
25.上述燃气喷枪6包括一级燃气喷枪8以及二级燃气喷枪7，一级燃气喷枪8自燃烧室内壁直接进入燃烧室之内，二级燃气喷枪7则自燃气输送管路处以分流形式进入燃烧室之内，且二级燃气喷枪7埋筑于上述烧嘴砖10之内，故而二级燃气喷枪7输出端位于烧嘴砖10末端处。
26.出口处的助燃空气自空气进口1进入至蓄热室2内，借由陶瓷蜂窝体3和挡板砖4进入燃烧室内，首先与燃气喷枪6中的一级燃气喷枪8喷出的少量燃气混合，由于燃气量少空气量过量，燃烧温度低，nox被抑制，产生量极少；一级燃气燃烧产生的烟气与空气混合后，氧含量降低至19％以下从烧嘴砖10出口喷出。
27.此时，二级燃气喷枪7将二级燃气引至烧嘴砖10最终出口处，与一级燃气燃烧沿其与空气混合的混合烟气进行二次混合，由于该混合烟气浓度小于19％，燃气浓度处于燃料
过量状态，二级燃气燃烧再次受到抑制，nox生成大大减少。
28.上述结构充分利用燃气分级和烟气再循环原理，利用燃烧生成的烟气分别与空气和燃料进行掺混，使其在烧嘴砖10内混合前空气中的氧气浓度降至19％一下，燃料喷射浓度也进一步降低，最终使燃烧流场分布更加弥散，燃烧温度更加均匀，温度梯度更为平缓，没有明显的峰谷效应，热力型nox大大得到抑制，燃烧后nox物排放大大降低。
29.上述烧嘴砖10贴近燃烧室出口处，且于贴近燃烧室出口处，烧嘴砖10为弧形喇叭口形状，上述结构能够使得空气和烟气气流流经此结构时产生附壁效应，是形成平焰的结构基础。
30.如图2所示，于上述蓄热室2下部设置有切向开口，于燃烧室内则设置有圆柱形腔体，切向开口与位于燃烧室内的圆柱形腔体边缘连通，以此构成导流切向槽11，使得自蓄热室2顶部空气进口1处流入的空气字切向开口进入燃烧室内，且由于导流切向槽11的存在，空气能够沿烧嘴砖10内孔壁做切向旋转运动，该运动时产生空气旋转形成平焰的动力源。
31.如图3所示，于二级燃气喷枪7末端设置有二级燃气喷嘴9，二级燃气喷嘴9亦埋筑于烧嘴砖10之内，且上述二级燃气喷嘴9指向或垂直于上述烧嘴砖10出口。针对于上述二级燃气喷嘴9，其亦需切向于烧嘴砖10出口设置，且其设置角度以刚好为烧嘴砖10所构成的截面圆的切向角度，如此二次燃气喷出后会于此处形成旋转运动，伴随空气和烟气在此处形成的旋转，空气于燃气旋转方向需一致，能够进行更好的混合，形成平焰燃烧的效果。
32.以上述低氮型蓄热式平焰燃烧器构建加热炉蓄热系统，包括至少一对低氮型蓄热式平焰燃烧器，上述一对低氮型蓄热式平焰燃烧器相对设置，其燃气喷枪由燃气管路供给燃气。于燃气管路之上设置有燃料快切阀以及燃料调节阀，用于调控燃料的输送量以及输送位置，燃料快切阀包括左侧燃料快切阀以及右侧燃料快切阀，用于单独控制燃料是否进入左侧或右侧的低氮型啊蓄热式平焰燃烧器，而燃料调节阀则设置于燃料输送总管路之上。
33.还包括有烟囱、风机以及空气调节阀，空气调节阀设置于风机的输出端，用于调整输送至低氮型蓄热室2平焰燃烧器中的空气量，于空气调节阀以及烟囱之间还设置有空气换向阀，便于切换工作的低氮性蓄热式平焰燃烧器。
34.风机产生的空气经空气调节阀，进行空气换向阀后选择左侧燃烧器方向管路进入到左侧燃烧器蓄热室2内，通过挡板砖4从陶瓷蜂窝体3内的蜂窝状孔系进入烧嘴砖10，与燃料喷枪喷出的燃料混合，遇到长明点火枪5产生的持续火焰后进入炉膛内燃烧。
35.燃烧产生的烟气进入右侧燃烧器烧嘴砖10内，流经右侧燃烧器的烧嘴砖10，进入右侧燃烧器蓄热室2内将陶瓷蜂窝体3加热至低于炉温100℃左右，通过最后一层陶瓷蜂窝体3后，此处的烟气温度降至200℃以下，然后从右侧燃烧器的空气进口1经空气换向阀到烟囱排入大气中。
36.于上述过程中，左侧燃料快切阀为打开状态，右侧燃料快切阀为关闭状态。
37.上述空气换向阀为四位两通形式，其亦可为两个三通阀组合形式，本实用新型于此不对其进行限定，可根据燃烧控制程序设计好的换向周期循环往复变换方向。
38.燃烧负荷的大小调整由空气调节阀和燃料调节阀共同完成。
39.风机产生的空气经空气调节阀，进行空气换向阀后选择右侧燃烧器方向管路进入到右侧燃烧器蓄热室2内，通过挡板砖4从陶瓷蜂窝体3内的孔系流出，由于此时右侧燃烧器
蓄热室2内的陶瓷蜂窝体3已被上一个换向周期加热，空气进入陶瓷蜂窝体3区域后被迅速加热至低于炉温100℃左右，加热后的高温空气进入烧嘴砖10，与燃料喷枪喷出的燃料混合，遇到点火枪5产生的持续火焰后进入炉膛内燃烧。
40.燃烧产生的烟气进入左侧燃烧器烧嘴砖10内，流经右侧燃烧器的烧嘴砖10，进入左侧燃烧器蓄热室2内将陶瓷蜂窝体3加热至低于炉温100℃左右，通过最后一层陶瓷蜂窝体3后，此处的烟气温度降低至200℃以下，然后从左侧燃烧器的空气进口1流出经空气换向阀到烟囱排入大气中。
41.本实用新型的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本实用新型的保护范围内。