多流股二级燃烧、高温低氧、低NO_x组合式蓄热烧嘴的制作方法

专利名称：多流股二级燃烧、高温低氧、低NO_x组合式蓄热烧嘴的制作方法
技术领域：
本实用新型属于加热炉和热处理炉上的双蓄热式燃烧装置技术领域。特别涉及一种多流股ニ级燃烧、高温低氧、低NOx组合式蓄热烧嘴。
背景技术：
一般双蓄热式烧嘴都是成对布置的，每ー个烧嘴都有两个独立的蓄热箱体和喷ロ，ー组通过煤气及烟气，另ー组通过空气及烟气。目前这种双蓄热式烧嘴大多采用左右横列式或上下组合式结构。左右横列式结构存在燃烧效率低、钢坯氧化烧损率偏高的缺点；上下组合式比左右横列式结构的氧化烧损率低，但又存在与炉壳的密封不严密的问题——上下箱体完全靠耐火材料隔开，由于蓄热烧嘴频繁换向，耐火材料频繁升温、降温，运行一段时间后，耐火材料隔层出现裂缝，高温空气、煤气通过裂缝相互窜气，容易发生爆炸，造成生 产事故。本实用新型多流股ニ级燃烧、高温低氧、低NOx组合式蓄热烧嘴采用空气、煤气组合式，由空气蓄热烧嘴、煤气蓄热烧嘴组合而成，上加热烧嘴则热煤气喷ロ在下，空气喷ロ在上，下加反之。在钢坯的上下表面形成还原性气氛，降低氧化烧损和表面脱碳。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种多流股ニ级燃烧、高温低氧、低NOx组合式蓄热烧嘴。解决现有左右横列式结构及上下组合式结构烧嘴存着的缺陷。本实用新型包括壳体、空气蓄热箱和煤气蓄热箱。空气蓄热箱和煤气蓄热箱采用上下结构组合在壳体内。多孔烧嘴砖置于烧嘴的前端，安装在炉墙上。多孔烧嘴砖四周留有凸台和“半圆形”凹槽，多孔烧嘴砖四周通过锚固砖固定在炉墙钢板上，锚固砖和多孔烧嘴砖间距在100-200mm,锚固砖间距在300-500mm,多孔烧嘴砖与烧嘴端面间填塞10 15mm纤维毪。多孔烧嘴砖四周整体浇注100 200mm耐高温高强浇注料，以保证多孔烧嘴砖、烧嘴、炉墙之间密封性和可靠性，防止多孔烧嘴砖安装固定不稳，发生炉墙倒塌现象；同时，防止烧嘴四周漏气或吸冷风，以提高烧嘴使用寿命。壳体由钢板制成外壳，壳体的内衬用莫来石浇注料和高纯隔热性材料纤维毡或纤维板制作。壳体插入炉墙部分四周焊接锚固钩固定，锚固钩的间距为100 120mm，烧嘴四周留100-200mm的无保温层，壳体四周整体浇注100 200mm耐高温高强浇注料。烧嘴安装板和炉墙钢板里外四周采用连续焊接方式连接，以增强烧嘴和炉墙连接处四周的密封性，防止烧嘴漏气或冒火。空气蓄热箱和煤气蓄热箱均包括蓄热体、挡砖、热端空腔、格栅板、格栅板安装螺丝和冷端空腔等部分。空气蓄热箱和煤气蓄热箱彼此独立，之间留有80-150mm散热缝隙，确保上下箱体完全可靠隔开。在空气蓄热箱和煤气蓄热箱内放置蜂窝状的蓄热体，蓄热体高温端设置挡砖，遮蔽高温炉气对蓄热体的辐射，提高蓄热体的使用寿命，并通过挡砖隔开蓄热体与热端空腔；蓄热体低温端设置格栅板，提高蓄热体堆放稳定性，格栅板通过安装螺栓固定在冷端空腔上。热端空腔与多孔烧嘴砖连接，并在多孔烧嘴砖的端面设空气喷口和煤气喷ロ。空气喷口和煤气喷ロ为上下组合，空气喷口和煤气喷ロ在设计上采用多流股，喷ロ的大小和角度通过试验或计算机数值模拟等方法进行最优化设计。空气喷ロ开ー排孔洞，煤气喷ロ包括一次煤气喷ロ和二次煤气喷ロ，一次煤气喷ロ和二次煤气喷ロ分别开两排孔洞。烧嘴安装在炉膛上部时，空气喷ロ在上，煤气喷ロ在下，空、煤气流上下斜交混合。烧嘴安装在炉膛下部时，煤气喷ロ在上，空气喷ロ在下，煤、空气流上下斜交混合。冷端空腔包括煤气入ロ(烟气出ロ )、空气入ロ(烟气出ロ )和装卸ロ。冷端空腔端部设置装卸ロ，以便在安装和平时维护中对挡砖、蓄热体、格栅板进行拆卸。装卸ロ通过法兰、螺栓等安装在冷端空腔上。本实用新型具有下列优点I、多孔烧嘴砖四周留有凸台和“半圆形”凹槽，保证多孔烧嘴砖与炉墙浇注料紧密连接，防止多孔烧嘴砖安装固定不稳，避免炉墙发生倒塌。2、烧嘴壳体和多孔烧嘴砖的设计结构可确保烧嘴、多孔烧嘴砖、炉墙之间的密封性，防止烧嘴四周漏气或吸冷风，提高烧嘴使用寿命。3、空气喷口和煤气喷ロ在设计上采用多流股、燃烧组织上采用ニ级燃烧机理，经蓄热体蓄热至 1000°c，空气、煤气在喷出过程中较传统单ー的长圆孔喷ロ能够卷吸更多周围炉气，稀释燃烧区域空、煤气浓度，同时煤气分ニ级与空气混合，拉长火焰长度，降低火焰中心区域温度，实现高温、低氧弥散燃烧，炉内温度场更加均匀，烟气中NOx的产生大大降低，坯料在炉内高温下氧化烧损和脱碳大幅降低，減少了有害气体的排放量，具有显著的经济效益、环境效益和质量效益。4、空气蓄热箱和煤气蓄的设计结构解决了传统上下组合一体式烧嘴结构中两个结构单元的严密性、烧嘴四周漏气冒火的问题；同时解决了传统左右横列式火焰温度均匀性差，坯料炉内氧化烧损率高的问题，并避免传统空、煤气蓄热箱采用耐火材料作为隔层发生开裂窜气，导致爆炸。

图I是多流股ニ级燃烧、高温低氧、低NOx组合式蓄热烧嘴的主视图。其中，多孔烧嘴砖I、挡砖2、蓄热体3、格栅板4、装卸ロ 5、煤气入口(烟气出口)6、空气入口(烟气出ロ)7、安装螺栓8、锚固钩9、纤维毡10、莫来石浇注料11、纤维毯12、锚固砖13、耐高温高强浇注料14、煤气蓄热箱15、空气蓄热箱16、烧嘴安装板17、炉墙18、炉墙钢板19、壳体20、冷端空腔21、热端空腔22、空气喷ロ 23、一次煤气喷ロ 24、二次煤气喷ロ 25。图2是多流股ニ级燃烧、高温低氧、低NOx组合式蓄热烧嘴的A-A剖面图。图3是多流股ニ级燃烧、高温低氧、低NOx组合式蓄热烧嘴的B-B剖面图。图4是多流股ニ级燃烧、高温低氧、低NOx组合式蓄热烧嘴的C向视图。图5是多流股ニ级燃烧、高温低氧、低NOx组合式蓄热烧嘴的D向视图。
具体实施方式
图I-图5为本实用新型的ー种具体实施方式
。[0021]本实用新型包括壳体、空气蓄热箱和煤气蓄热箱。空气蓄热箱和煤气蓄热箱采用上下结构组合在壳体内。多孔烧嘴砖置于烧嘴的前端，安装在炉墙上。多孔烧嘴砖四周留有凸台和“半圆形”凹槽，多孔烧嘴砖四周通过锚固砖固定在炉墙钢板上，锚固砖和多孔烧嘴砖间距在200mm,锚固砖间距在400mm,多孔烧嘴砖与烧嘴端面间填塞IOmm纤维毪。多孔烧嘴砖四周整体浇注150mm耐高温高强浇注料，以保证多孔烧嘴砖、烧嘴、炉墙之间密封性和可靠性，防止多孔烧嘴砖安装固定不稳，发生炉墙倒塌现象；同时，防止烧嘴四周漏气或吸冷风，以提闻烧嘴使用寿命。壳体由钢板制成外壳，并用莫来石浇注料和高纯隔热性材料纤维毡作壳体内衬。壳体插入炉墙部分四周焊接锚固钩固定，锚固钩的间距为100mm，烧嘴四周留150mm的无保温层，壳体四周整体浇注150mm耐高温高强浇注料。烧嘴安装板和炉墙钢板里外四周采用连续焊接方式连接，以增强烧嘴和炉墙连接处四周的密封性，防止烧嘴漏气或冒火。空气蓄热箱和煤气蓄热箱均包括蓄热体、挡砖、热端空腔、格栅板、格栅板安装螺丝和冷端空腔等部分。空气蓄热箱和煤气蓄热箱彼此独立，之间留有IOOmm散热缝隙，确保上下箱体完全可靠隔开。在空气蓄热箱和煤气蓄热箱内放置蜂窝状的蓄热体，蓄热体高温端设置挡砖，遮蔽高温炉气对蓄热体的辐射，提高蓄热体的使用寿命，并通过挡砖隔开蓄热体与热端空腔；蓄热体低温端设置格栅板，提高蓄热体堆放稳定性，格栅板通过安装螺栓固定在冷端空腔上。热端空腔与多孔烧嘴砖连接，并在多孔烧嘴砖的端面设空气喷口和煤气喷ロ。空气喷口和煤气喷ロ为上下组合，空气喷口和煤气喷ロ在设计上采用多流股，喷ロ的大小和角度通过试验或计算机数值模拟等方法进行最优化设计。空气喷ロ开ー排孔洞，煤气喷ロ包括一次煤气喷ロ和二次煤气喷ロ，一次煤气喷ロ和二次煤气喷ロ分别开两排孔洞。烧嘴安装在炉膛上部时，空气喷ロ在上，煤气喷ロ在下，空、煤气流上下斜交混合。烧嘴安装在炉膛下部时，煤气喷ロ在上，空气喷ロ在下，煤、空气流上下斜交混合。冷端空腔包括煤气入ロ(烟气出ロ )、空气入ロ(烟气出ロ )和装卸ロ。冷端空腔端部设置装卸ロ，以便在安装和平时维护中对挡砖、蓄热体、格栅板进行拆卸。装卸ロ通过法兰、螺栓等安装在冷端空腔上。权利要求1.一种多流股ニ级燃烧、高温低氧、低NOx组合式蓄热烧嘴，其特征在干，包括壳体(20)、空气蓄热箱(16)和煤气蓄热箱(15)，空气蓄热箱(16)和煤气蓄热箱(15)采用上下结构组合在壳体(20)内。
2.根据权利要求I所述的烧嘴，其特征在于，烧嘴前端设置多孔烧嘴砖(1)，多空烧嘴砖(I)安装在炉墙(18)上，多孔烧嘴砖(I)四周设有凸台和半圆形凹槽，多孔烧嘴砖(I)四周通过锚固砖(13)固定在炉墙钢板(19)上，锚固砖(13)和多孔烧嘴砖⑴间距在100-200mm,锚固砖(13)间距在300-500mm,多孔烧嘴砖(I)与烧嘴端面填塞10 15mm纤维毯(12)，多孔烧嘴砖(I)四周整体浇注耐高温高强浇注料(14)。
3.根据权利要求I所述的烧嘴，其特征在于，所述的壳体(20)由钢板制成外壳，壳体(20)的内衬用莫来石浇注料(11)和高纯隔热性材料纤维毡或纤维板制作，壳体(20)插入炉墙(18)部分焊接锚固钩(9)固定，锚固钩(9)的间距为100 120mm，烧嘴四周留100-200mm的无保温层，壳体(20)四周整体浇注100 200mm耐高温高强浇注料(14)，烧嘴安装板(17)和炉墙钢板(19)里外四周采用连续焊接方式连接。
4.根据权利要求I所述的烧嘴，其特征在于，所述的空气蓄热箱(16)和煤气蓄热箱(15)均包括蓄热体(3)、挡砖(2)、热端空腔(22)、格栅板(4)、格栅板安装螺栓(8)和冷端空腔(21)，空气蓄热箱(16)和煤气蓄热箱(15)间有80-150mm缝隙，在空气蓄热箱(16)和煤气蓄热箱(15)内放置蜂窝状的蓄热体(3)，蓄热体(3)高温端设置挡砖(2)，挡砖(2)设置在蓄热体(3)与热端空腔(22)之间；蓄热体(3)低温端设置格栅板(4)，格栅板(4)通过安装螺栓(8)固定在冷端空腔(21)上。
5.根据权利要求4所述的烧嘴，其特征在于，所述的热端空腔(22)与多孔烧嘴砖(I)连接，在多孔烧嘴砖(I)的端面设空气喷ロ(23)和煤气喷ロ，空气喷口和煤气喷ロ为上下组合，空气喷口和煤气喷ロ在设计上采用多流股，空气喷ロ(23)开ー排孔洞，煤气喷ロ包括一次煤气喷ロ(24)和二次煤气喷ロ(25)，一次煤气喷ロ(24)和二次煤气喷ロ(25)分别开两排孔洞。
6.根据权利要求4所述的烧嘴，其特征在于，所述的冷端空腔(21)包括煤气入口(6)、空气入口(7)和装卸ロ(5)，装卸ロ(5)通过法兰、螺栓安装在冷端空腔(21)端部。
专利摘要一种多流股二级燃烧、高温低氧、低NOx组合式蓄热烧嘴，属于加热炉和热处理炉上的双蓄热式燃烧装置技术领域。该烧嘴包括壳体(20)、空气蓄热箱(16)和煤气蓄热箱(15)，两箱体采用上下结构组合在壳体(20)内。两箱体均分为三部分后端是冷端空腔(21)，中间放置蜂窝状的蓄热体(3)，前端是热端空腔(22)并与多孔烧嘴砖(1)连接。多孔烧嘴砖(1)置于烧嘴前端并安装在炉墙(18)上，其端面设多流股的空气喷口(23)和煤气喷口。该实用新型的优点在于，具有炉体密封性能好，空气煤气混合、燃烧充分均匀，坯料的氧化烧损和脱碳率低的特点，具有显著的经济效益、环境效益和质量效益。
文档编号F23D14/66GK202419651SQ20112041411
公开日2012年9月5日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者侯俊达, 刘学民, 刘燕燕, 刘磊, 戚开民, 曹彦宏, 李文, 李春生, 李 浩, 汪小龙, 程扬, 苗为人, 解长举, 蹇军强, 陈迪安, 高文葆, 高星 申请人:北京首钢国际工程技术有限公司