本发明涉及高温空气加热技术领域，尤其涉及一种蓄热式燃气辐射管燃烧装置。
背景技术：
蓄热式辐射管将较为先进的高温空气燃烧技术应用于燃气辐射管燃烧装置上，主要以煤气为燃料，在特制的密封套管内燃烧，通过受热的套管表面以热辐射的形式把热量传递给被加热物体，燃烧产物不与被加热物体接触，且通过蓄热体的设置利用套管内燃烧后烟气的显热来预热助燃空气或燃气，具有燃烧热效率高、运行稳定、设备可靠性高等特点，广泛应用于各种热处理炉和连续退火炉。
目前，公开号为P2000-356310A，专利名称为Regenerative radiant tube burner的日本专利提供了一种双端型蓄热式辐射管燃烧器，该燃烧器采用了空气分级燃烧的形式，同时设计了两类二次空气喷口的形状，通过大小不同的二次空气喷口来改变辐射管周向方向燃烧烟气与二次空气的混合状况，从而改善辐射管周向方向的温度分布。然而，辐射管周向方向燃烧烟气与二次空气混合后，在一定程度上降低了NOx排放，但是火焰直接冲刷辐射管套管管壁，影响套管管壁轴向温度分布均匀性和套管的使用寿命。
公开号为JP2007-278963A的日本专利提供了一种蓄热式辐射管燃烧器，通过管内的内衬管及燃烧筒装置的阻隔作用使助燃空气发生分级燃烧。但该燃烧器装置调节空气分级供风比例的灵活性较差；且一次燃烧和二次燃烧出口口径一致，火焰出口速度、燃烧稳定性方面有一定的局限性。
蓄热式燃气辐射管燃烧装置的性能主要是以套管内燃烧热效率、套管管壁温度分布均匀性以及烟气中NOx排放量评价。目前，由于蓄热式燃气辐射管燃烧装置套管内燃烧组织结构不合理，严重影响套管管壁轴向温度分布的均匀性和套管的使用寿命。
辐射管表面温度分布的均匀性是衡量辐射管性能的一个重要指标，它主要影响到辐射管的加热质量和辐射管的寿命等，而影响辐射管表面温度分布均匀性的主要因素是燃气与空气的混合情况。燃气与空气的混合强度越低，则混合时间变长、火焰拉长，燃气不能完全燃烧，辐射管表面温度分布均匀性降低，还会造成燃气浪费，降低辐射管的加热效率；若空气与燃气的混合强度过大，则混合时间缩短、火焰过短，同样会使辐射管表面温度分布不均匀性增大。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种蓄热式燃气辐射管燃烧装置，以解决现有蓄热式燃气辐射管燃烧装置二次燃烧组织不合理，火焰出口速率低，燃烧稳定性差，套管管壁轴向温度分布不均匀，辐射管套管使用寿命短等问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种蓄热式燃气辐射管燃烧装置，包括蓄热体、辐射管套管、喷管、喷头、第一隔焰套及第二隔焰套，所述蓄热体、所述第一隔焰套和所述第二隔焰套依次设于所述辐射管套管中，所述第一隔焰套从靠近所述蓄热体的一端至靠近所述第二隔焰套的一端呈渐缩形状；所述喷管嵌设于所述蓄热体中，所述喷头套设于所述第一隔焰套内并与所述喷管连接。
其中，所述第二隔焰套为直筒形。
其中，所述第一隔焰套靠近第二隔焰套的一端的外侧设有翅片。
其中，所述喷头设有旋流叶片。
其中，所述第一隔焰套与第二隔焰套紧靠贴合。
其中，所述第二隔焰套的轴向长度与所述辐射管套管的轴向长度之比不小于1/3。
其中，所述第一隔焰套及所述第二隔焰套由碳化硅制成。
其中，所述蓄热体为蜂窝状。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供了一种蓄热式燃气辐射燃烧管，通过在喷头的出气口位置布置渐缩形状的第一隔焰套和第二隔焰套，以实现火焰与辐射管套管外壁之间形成一定间隔，同时能够延长火焰长度，提高辐射管套管轴向温度分布均匀性，降低辐射管套管外表面的温度差，延长辐射管套管使用寿命，改善二次燃烧组织不合理，改善燃气与空气混合不均，提高辐射管套管内燃烧热效率，节约燃料，使烟气中NOX排放量降低，提高热处理产品加热质量。
附图说明
图1是本发明实施例蓄热式燃气辐射管燃烧装置燃烧管结构的剖视图；。
图中，1：蓄热体；2：第一隔焰套；3：喷头；4：第二隔焰套；5：辐射管套管；6：燃气喷管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“置于”、“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明提供了一种蓄热式燃气辐射燃烧管，图中箭头方向表示辐射管套管内燃气的流动方向，并表示辐射管套管的前端方向。本发明包括蓄热体1、辐射管套管5、喷管6、喷头3、第一隔焰套2及第二隔焰套4，蓄热体1、第一隔焰套2和第二隔焰套4依次设于所管套管中，如图所示，蓄热体1、第一隔焰套2和第二隔焰套4从辐射管套管5的后端至前端依次排列。第一隔焰套2从靠近蓄热体1的一端至靠近第二隔焰套4的一端呈渐缩形状，即从前端至后端看呈喇叭形状。喷管6嵌设于蓄热体1中，喷头3套设于第一隔焰套2内并与喷管6连接。优选的，蓄热体1采用蜂窝状的蓄热体。使用时，助燃空气从喷管6流入，流到喷头3，助燃空气经蓄热体1时被预热，进入第一隔焰套2，与喷头3中心位置喷出的煤气混合，在渐缩形状的第一隔焰套的前端开始燃烧，并最终在第二隔焰套4内形成温度分布均匀、燃烧完全的火焰。
本发明通过在喷头3出口位置布置第一隔焰套2和第二隔焰套4，使火焰与辐射管套管5管外壁之间形成一定间隔，实现套管管壁轴向温度分布均匀。第一隔焰套2呈渐缩形状，例如，喇叭形，提高了火焰出口的速率，使助燃空气和燃气在渐缩形状的第一隔焰套2前端处混合更加充分，燃烧稳定性增强。优选的，所述第一隔焰套2及所述第二隔焰套4的由碳化硅制成，能更好实现上述技术效果。蜂窝状的蓄热体1，使蓄热体1比表面积增大，提高导热性能。
通过在喷头3出口位置布置第一隔焰套2和第二隔焰套4，并配合隔焰套的形状和材质，可提高辐射管套管5轴向温度分布均匀性，降低辐射管套管外表面的温度差，同时能够延长火焰长度，延长辐射管套管5使用寿命，提高热处理产品加热质量，改善了燃气与空气的混合情况，辐射管套管内燃烧热效率高，节约燃料，烟气中NOX排放量降低。
具体的，第一隔焰套2靠近第二隔焰套4的一端的外侧设有翅片。可有效增强辐射管径向温度分布，实现套管管壁轴向温度分布均匀。第一隔焰套2与第二隔焰套4紧靠贴合，避免热量从第一隔焰套2与第二隔焰套4之间形成的间隙直接冲刷辐射管套管5。
具体的，第二隔焰套4为直筒形，避免了火焰直接冲刷辐射管套管管壁，提高套管管壁轴向温度分布均匀性和套管使用寿命。
具体的，所述喷头3带有旋流叶片。助燃空气流经带有旋流叶片的喷口3进一步提高了气体流速，使喷口以高速旋转气流卷吸喷口喷出的煤气，改善了助燃空气和燃气的混合状况，提高辐射管内燃烧热效率，节约了燃料，有效降低烟气中NOx的排放量。
根据燃烧器热负荷，一定流量的常温助燃空气经所述蓄热体1预热后达700～900℃，以时态速度30～50m/s进入所述第一隔焰套2，流经带叶片旋流的所述喷头3后，进一步提高预热后助燃空气流速，与所述喷头3中心位置喷出的煤气混合，在所述第一隔焰套2前端开始燃烧，并在所述第一隔焰套2内形成燃烧室，所述第一隔焰套2内形成的火焰通过所述辐射管套管5，在辐射管轴向形成均匀温度场，降低局部温差，辐射管表面温度轴向分布均匀性得到了提高，延长辐射管寿命，提高了热处理产品加热质量。
具体的，第二隔焰套4的轴向长度与辐射管套管5的轴向长度之比不小于1/3，可有效降低所述第一隔焰套2内形成火焰对辐射管管壁高温冲刷。
综上所述，本发明通过在喷头3出口位置布第一隔焰套2和第二隔焰套4，实现火焰与辐射管套管5外壁之间形成一定间隔，降低辐射管套管外表面的温度差，同时能够延长火焰长度，提高辐射管套管轴向温度分布均匀性，延长辐射管套管使用寿命，提高热处理产品加热质量，改善了燃气与空气的混合状况，提高了辐射管套管内燃烧热效率，节约了燃料，降低了烟气中NOX的排放量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。