低氮氧化物蓄热式平焰烧嘴的制作方法

本发明涉及热处理燃料工业炉领域，尤其涉及一种配置在工业炉窑中以天然气为能源的低氮氧化物蓄热式平焰烧嘴。

背景技术：

蓄热式烧嘴（rcb）主要应用于工业燃气领域，是一种通过蓄热球从窑炉烟气中回收热量来预热空气以此达到交替燃烧均匀加热目的的烧嘴，以低nox排放，很高的燃烧热效率著称。

中国专利cn107420898a公布了一种新型蓄热式平焰烧嘴，包括内部装有蓄热体的中空烧嘴壳体、平焰烧嘴砖、空气入口、点火烧嘴、烧嘴芯和空燃混合头，平焰烧嘴砖一端设有喇叭形渐宽结构的平焰燃烧室，空燃混合头设有一次风通道沿燃气管外缘呈圆周分布，且向燃烧管轴芯方向聚拢，平焰烧嘴砖设有二次风通道沿平焰燃烧室外缘呈圆周分布，且自烧嘴壳体向炉膛方向呈放射状均匀分散，与平焰燃烧室的喇叭形渐宽结构相对应，一次助燃风量约占总量的30-50%，二次助燃风量占总量的50-70%，通过采用特殊的空气分级旋流技术，既不会影响到火焰形成平焰形状，同时稀释燃烧过程中的氧含量，降低火焰的燃烧温度，极大的降低燃烧过程产生的热力型nox。然而其中存在的不足是，大量燃气与空气在喷嘴处进行混合，且助燃空气量难精确控制，易造成混合不够充分，从而影响到燃烧效率和排放性能。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种新型的低氮氧化物蓄热式平焰烧嘴，使空气、天燃气、炉内气体在旋流器的高速旋转的作用下充分混合，并产生分层、分阶的燃烧效果，降低火焰燃烧温度，确保加热效果，实现低氮氧化物的排放。

本发明的技术解决方案是：低氮氧化物蓄热式平焰烧嘴，包括中空的l型壳体、燃烧安全控制组件，蓄热体安装于垂直的壳体内，空气入口置于蓄热体顶部，蓄热体下方的垂直通风孔连通水平通风孔，水平通风孔的另一端为喇叭形渐宽结构的喷嘴，其特征在于所述垂直通风孔与水平通风孔的连接处安装有空气旋流器；天然气管同轴安装在水平通风孔内，所述天然气管的一端穿过壳体连接天然气进气口，另一端伸出喷嘴外；天然气进气口一端的天然气管内间隔安装有若干个导向叶片，所述的导向叶片由中心轴固定，喷嘴一端的天然气管的管壁上间隔切向开设有若干层天然气喷出口。

进一步地，所述垂直通风孔的末端穿过水平通风孔，空气旋流器的旋流孔呈圆环状分布。

进一步地，所述蓄热体相邻侧壳体上开设安装口，方便蓄热体的更换。

进一步地，所述天然气喷出口在天然气管的管壁上成内切圆形状分布。

进一步地，所述蓄热体内部孔洞为蜂窝型，这种结构减少了安装体积，提高蓄热体内部热储存量，同时减轻了烧嘴的体积重量。

进一步地，所述燃烧安全控制组件包括点火器和火焰检测装置，所述的点火器和火焰检测装置分别固定于壳体上并延伸至烧嘴处，用于检测火焰燃烧状态及控制点火器自动点火。

本发明的有益效果在于：通过空气旋流器，使蓄热空气在离心力作用下，高速旋流喷出，并在喷嘴口产生负压涡流，使炉内气体、天燃气、热风空气三者充分混合，分层燃烧；通过天然气旋流管道，使天然气旋转喷出，产生分层、分阶的燃烧效果，最终降低火焰燃烧温度，达到低氮氧化物排放的目的；该烧嘴体积小，功率大，氮氧化物排放少，节能效果好，安装方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的使用状态图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种低氮氧化物蓄热式平焰烧嘴，包括中空的l型壳体1、燃烧安全控制组件2，蓄热体3安装于垂直的壳体内，蓄热体3相邻侧壳体上开设安装口13，蓄热体3内部孔洞为蜂窝型，空气入口4置于蓄热体顶部，蓄热体下方的垂直通风孔5连通水平通风孔6，垂直通风孔5的末端穿过水平通风孔6，水平通风孔6的另一端为喇叭形渐宽结构的喷嘴7，垂直通风孔5与水平通风孔6的连接处安装有空气旋流器8，空气旋流器8的旋流孔呈圆环状分布。天然气管9同轴安装在水平通风孔6内，所述天然气管9的一端穿过壳体1连接天然气进气口10，另一端伸出喷嘴7外，天然气进气口10一端的天然气管9内间隔安装有若干个导向叶片11，所述的导向叶片由中心轴14固定，喷嘴7一端的天然气管9的管壁上间隔切向开设有若干层天然气喷出口12，天然气喷出口12在天然气管9的管壁上成内切圆形状分布。

燃烧安全控制组件2包括点火器21和火焰检测装置22，所述的点火器21和火焰检测装置22分别固定于壳体1上并延伸至烧嘴7处，用于检测火焰燃烧状态及控制点火器自动点火。

如图2所示，实际使用时，炉膛左右两侧分别有一对呈镜像分布的新型低氮氧化物蓄热式平焰烧嘴，烧嘴的喷嘴口嵌于炉膛壁中，烧嘴的空气入口、天然气进气口连接控制阀门，并将控制阀门、燃烧安全控制组件与控制系统连接，通过控制系统设定烧嘴工作的周期，使其动作过程为交替进行，例如：炉膛左侧的烧嘴工作时，炉膛右侧的烧嘴排烟；达到设定的切换时间后，炉膛左右两侧烧嘴的工作方式进行切换，此时炉膛右侧的烧嘴工作，炉膛左侧的烧嘴排烟。

经试验测得，炉内烟气温度在1250℃时，预热空气温度可达1100℃，经蓄热体排出的烟气温度低于150℃，排放物中nox≤150mg/m²。排放物指标满足《工业窑炉大气污染物排放标准》。

具体工作原理：

空气由炉膛一侧的上烧嘴的空气入口进入，空气经过壳体内部蓄热体预热后变为高温空气，被预热后的空气通过垂直通风孔进入空气旋流器中，在旋流器作用下，蓄热空气形成高速旋转气流；天然气由天然气进气口进入，先经过天然气管上的导向叶片的旋流导向作用，再从天然气管的管壁上间隔开设的若干层内切圆式天然气喷出口高速旋转喷出；旋转天然气与旋转空气在喇叭形喷嘴内产生两道旋转混合气高速旋转，混合气在高速旋转作用下产生离心作用形成平展气流，并沿着喇叭形喷嘴口面向周边铺开进行燃烧，旋转气流中心产生负压，使炉内高温燃烧产物回流到喷嘴处，再次燃烧，内层混合处燃烧温度低，外层混合处燃烧温度高，产生逐级分层低温燃烧功能，并将有害排放物充分燃尽，降低烟气排入物中热力型nox的产生。

燃烧后产生的烟气进入炉膛，在炉膛内流动的烟气进入炉膛另一侧的下烧嘴的喷嘴内，并在炉膛内的热压力下进入到达下烧嘴壳体内的蓄热体，高温烟气将加热蓄热体，并将热量传递给蓄热体后变为低温烟气，经过热交换后产生的低温烟气从下烧嘴的空气入口排出。

通过控制系统，使得各烧嘴周期性地进行上述工作过程。

技术特征：

技术总结
低氮氧化物蓄热式平焰烧嘴，涉及热处理燃料工业炉领域，蓄热体安装于垂直的壳体内，空气入口置于蓄热体顶部，蓄热体下方的垂直通风孔连通水平通风孔，水平通风孔的另一端为喇叭形渐宽结构的喷嘴；垂直通风孔与水平通风孔的连接处安装有空气旋流器，天然气管同轴安装在水平通风孔内，天然气管的一端穿过壳体连接天然气进气口，另一端伸出喷嘴外，天然气进气口一端的天然气管内间隔安装有若干个导向叶片，导向叶片由中心轴固定，喷嘴一端的天然气管的管壁上间隔切向开设有若干层天然气喷出口。该烧嘴体积小，功率大，氮氧化物排放少，节能效果好，安装方便。

技术研发人员：于泽华
受保护的技术使用者：宜兴市华宇窑炉制造有限公司
技术研发日：2018.08.21
技术公布日：2018.12.07