专利名称：单控多喷口复合射流拓展温度场调焰烧嘴的制作方法
技术领域：
本发明涉及燃烧控制设备领域，具体为一种单控多喷口复合射流拓展温度场调焰烧嘴。
背景技术：
烧嘴用于热工设备的供热结构，其性能直接决定了设备整体的加工质量、节能减排效果，是最核心的热工设备单元。一套性能优异的烧嘴及其配套调节控制单元通常需要具备以下特性温度场分配均勻，调节的灵敏度高，调节比和燃尽率高，低氮氧化物比率， 结构简单且便于维护等，目前主要通过以下两种方式实现第一种是多烧嘴、小功率配置方式，如图1所示，采用密集布置小功率的烧嘴1实现炉膛温度场的均勻布置，每个烧嘴1都连接一条空气输送管道2和一条燃气输送管道3。这是当前国内较通用的技术，随着脉冲燃烧和其它小区域控制技术的应用，这种技术的成本压力日渐沉重，同时因其占用空间较大， 受热工设备的整体结构限制约束了该技术的应用。第二种是通过改变喷口造型实现独立控制烧嘴的拓展燃烧，如图2所示，在烧嘴1的火焰喷口上开有外圈火眼11和内圈火眼12。 这种方法以较为简单的方式实现了对传统烧嘴温度场拓展的效果，但实施拓展燃烧的幅度较窄、调节比较低、区域火焰燃尽率低等，因此不能对大多数非额定燃烧状态实现较好的适应性。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，提供一种能拓宽燃烧温度场和调节性能、抑制污染物排放、优化温度均勻性的燃烧控制设备，本发明公开了一种单控多喷口复合射流拓展温度场调焰烧嘴。本发明通过如下技术方案达到发明目的
一种单控多喷口复合射流拓展温度场调焰烧嘴，包括烧嘴、空气输送管道、燃气输送管道、孔板、流量调节阀、切断阀和空气调节阀，其特征是每个烧嘴都内含2个或2个以上的喷口，空气输送管道和燃气输送管道都和烧嘴的连接，每一个烧嘴连接一条空气输送管道和一条燃气输送管道，每一条空气输送管道都通过一个空气调节阀同时和2个或2个以上烧嘴的喷口连接，空气输送管道和燃气输送管道上都依次串联有孔板、流量调节阀和切断阀，空气依次通过空气输送管道和空气调节阀进入烧嘴的喷口。所述的单控多喷口复合射流拓展温度场调焰烧嘴，其特征是每个烧嘴都内含 2 5个喷口，每一条空气输送管道都通过一个空气调节阀同时和2 5个烧嘴的喷口连接，喷口在烧嘴内以直线方式平均分布，此时相邻的两个喷口在空气调节阀的控制下，或者都喷射长火焰，或者都喷射短火焰，或者一个喷射长火焰而另一个喷射短火焰。喷口在烧嘴内也可以排列成矩形。所述的单控多喷口复合射流拓展温度场调焰烧嘴，其特征是孔板采用差压人工、 自动检测装置和压力检测装置中的任意一种，流量调节阀和切断阀都采用蝶阀、闸阀、隔膜阀、旋塞阀和球阀中 的任意一种。本发明改变了传统的独立调节和控制喷嘴方法，也屏弃了改变喷口造型实现拓展温度场的方法，而采用一套调节控制系统对应多喷头燃烧的烧嘴，将单只烧嘴能力均勻分解为双喷口能力输出，各喷口平行布置通过一二次风调节顺序的相位角交错，实现喷口间平行、交叉流切换，保证燃烧全区域的温度分布均勻化，并将污染物生成水平降至更低。采用本发明，空气进入喷口前经空气一二次风调节阀24进行分配，同时可通过调节相邻的烧嘴喷口射流方式实现复合射流，具体步骤如下
相邻的喷口全部是长火焰时，喷口流场相对独立，共同构成典型的拓展燃烧温度场；喷口全部是短火焰时，流场于喷口根部区域交叉重叠，构成典型的火焰根部区集中释放的温度场；相邻1个喷口为长火焰、另1个喷口为短火焰，两种火焰形态既相互干涉，同时保留部分各自原有形态，具有弱反应区补偿功能，构成典型的交叉流场。针对不同的热工设备温度场要求，确定有效的射流组合方式，可使燃烧整体温度场更均勻性，且避免燃料的集中燃烧，降低NOx的生成量。本发明将传统单只烧嘴的工作负荷分割为2或4份，并根据热工设备的温度场分布要求重新布置各喷口，实现整体温度场的拓展。本发明可应用于脉冲或比例燃烧控制方式。本发明改变了传统的独立调节和控制喷嘴方法，也屏弃了改变喷口造型实现拓展温度场的方法，而采用一套调节控制系统对应多喷口燃烧的烧嘴，将单只烧嘴能力分解为多喷口能力输出，各喷口根据需求组合布置通过一二次风调节各喷口时序相位角交错，实现喷口间复合射流切换，保证燃烧全区域的温度分布均勻化，并将污染物生成水平降至更低。本发明的有益效果是
1.烧嘴截面的等温度场分布，可根据热工设备功能需要通过调整各喷口布局的方式随意改变；
2.烧嘴燃尽率和调节比与圆柱状单通道调焰烧嘴性能一致；
3.利用复合射流控制技术，实现了针对各烧嘴喷口的3种有显著区别的火焰和温度场形态，且3种形态可实现动态调节；
4.利用复合射流动态控制技术，实现烧嘴整体的温度场相对传统技术分布更佳均勻性和更有效的污染物质生成控制；
5.相比传统分控设备降低成本40%以上，而温度场拓展和燃烧组织能力远优于传统采用喷口造型实现拓展燃烧的烧嘴。
图1是现有技术中采用多烧嘴小功率配置方式的烧嘴结构示意图； 图2是现有技术中喷口上开有外圈火眼和内圈火眼的烧嘴端面示意图； 图3是本发明的结构示意图4是本发明中喷口在烧嘴内以直线方式排列的结构示意图； 图5是本发明中喷口在烧嘴内以矩形方式排列的结构示意图。
具体实施例方式以下通过具体实施例进一步说明本发明。实施例1
一种单控多喷口复合射流拓展温度场调焰烧嘴，包括烧嘴1、空气输送管道2、燃气输送管道3、孔板21、流量调节阀22、切断阀23和空气调节阀24，如图3所示，具体特征是 每个烧嘴1都内含2个或2个以上的喷口 13，空气输送管道2和燃气输送管道3都和烧嘴 1的连接，每一个烧嘴1连接一条空气输送管道2和一条燃气输送管道3，每一条空气输送管道2都通过一个空气调节阀24同时和2个或2个以上烧嘴1的喷口 13连接，本实施例选用4个，如图4所示，喷口 13在烧嘴1内以直线方式平均分布，此时相邻的两个喷口 13 可以在空气调节阀24的控制下调节喷射出的火焰大小，相邻的喷口全部是长火焰时，喷口流场相对独立，共同构成典型的拓展燃烧温度场；喷口全部是短火焰时，流场于喷口根部区域交叉重叠，构成典型的火焰根部区集中释放的温度场；相邻1个喷口为长火焰、另1个喷口为短火焰，两种火焰形态既相互干涉，同时保留部分各自原有形态，具有弱反应区补偿功能，构成典型的交叉流场。空气输送管道2和燃气输送管道3上都依次串联有孔板21、流量调节阀22和切断阀23，空气依次通过空气输送管道2和空气调节阀24进入烧嘴1的喷口 13。孔板21采用差压人工、自动检测装置和压力检测装置中的任意一种，本实施例选用差压人工，流量调节阀22和切断阀23都采用蝶阀、闸阀、隔膜阀、旋塞阀和球阀中的任意一种，本实施例选用蝶阀。实施例2
一种单控多喷口复合射流拓展温度场调焰烧嘴，包括烧嘴1、空气输送管道2、燃气输送管道3、孔板21、流量调节阀22、切断阀23和空气调节阀24，具体特征是喷口 13在烧嘴 1内排列成矩形，如图5所示。其他结构都和实施例1同。
权利要求
1.一种单控多喷口复合射流拓展温度场调焰烧嘴，包括烧嘴(1)、空气输送管道(2)、 燃气输送管道(3)、孔板(21)、流量调节阀(22)、切断阀(23)和空气调节阀(24)，其特征是每个烧嘴(1)都内含2个或2个以上的喷口(13)，空气输送管道(2)和燃气输送管道 (3)都和烧嘴(1)的连接，每一个烧嘴(1)连接一条空气输送管道(2)和一条燃气输送管道(3)，每一条空气输送管道(2)都通过一个空气调节阀(24)同时和2个或2个以上烧嘴 (1)的喷口(13)连接，空气输送管道(2)和燃气输送管道(3)上都依次串联有孔板(21)、 流量调节阀(22)和切断阀(23)，空气依次通过空气输送管道(2)和空气调节阀(24)进入烧嘴(1)的喷口(13)。
2.如权利要求1所述的单控多喷口复合射流拓展温度场调焰烧嘴，其特征是每个烧嘴(1)都内含2 5个喷口(13)，每一条空气输送管道(2)都通过一个空气调节阀(24)同时和2 5个烧嘴⑴的喷口(13)连接，喷口(13)在烧嘴⑴内或者以直 线方式平均分布，或者排列成矩形，当喷口(13)在烧嘴(1)内或者以直线方式平均分布时，此时相邻的两个喷口(13)在空气调节阀(24)的控制下，或者都喷射长火焰，或者都喷射短火焰，或者一个喷射长火焰而另一个喷射短火焰。
3.如权利要求1所述的单控多喷口复合射流拓展温度场调焰烧嘴，其特征是孔板 (21)采用差压人工、自动检测装置和压力检测装置中的任意一种，流量调节阀(22)和切断阀(23)都采用蝶阀、闸阀、隔膜阀、旋塞阀和球阀中的任意一种。
全文摘要
本发明涉及燃烧控制设备领域，具体为一种单控多喷口复合射流拓展温度场调焰烧嘴。一种单控多喷口复合射流拓展温度场调焰烧嘴，包括烧嘴(1)、空气输送管道(2)、燃气输送管道(3)、截断阀(21)、稳流阀(22)和流量控制阀(23)，其特征是每一个烧嘴(1)连接一条空气输送管道(2)和一条燃气输送管道(3)，每一条空气输送管道(2)都通过一个多通阀连接2～5个烧嘴(1)，每一条燃气输送管道(3)都通过一个多通阀连接2～5个烧嘴(1)，空气输送管道(2)和燃气输送管道(3)上都依次串联有截断阀(21)、稳流阀(22)和流量控制阀(23)。本发明燃烧全区域的温度分布均匀化，污染小。
文档编号F23D14/46GK102221209SQ20111009478
公开日2011年10月19日 申请日期2011年4月15日 优先权日2011年4月15日
发明者李国杰, 薛根山, 谷硕, 黄夏兰 申请人:上海宝钢工业检测公司