一种烧嘴的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种烧嘴，属于预混的气体燃烧器技术领域。本实用新型的烧嘴，包括位于烧嘴本体内的一次风通道、二次风通道和天然气通道，一次风通道自一次风进口向一次风出口方向依次为等截面通道段和渐阔通道段，围绕一次风通道的周向至少分布有三条二次风通道，天然气通道的天然气出口处与渐阔通道段连通；天然气通道与等截面通道段中轴线的夹角为δ，且30°≤δ≤50°；渐阔通道段的轴向截面上两条侧边的夹角为β，且34°≤β≤60°；所有二次风通道与等截面通道段中轴线的夹角均为γ，且0°≤γ≤10°。本实用新型提供了一种综合燃烧性能良好的用于气体燃烧的烧嘴。
【专利说明】
-种烧嘴
技术领域
[0001] 本实用新型属于预混的气体燃烧器技术领域，更具体的说，设及一种烧嘴，尤其适 合用于蓄热式燃烧器系统。
【背景技术】
[0002] 被国外称为HTACXHigh Temperature Air Combustion)的蓄热式高溫空气燃烧技 术，是上个世纪国外提出的一种全新概念的燃烧技术。该技术把回收烟气余热与高效燃烧 及低NOx等技术有机地结合起来，它通过高效蓄热材料将助燃空气从室溫预热至800~1000 °C的高溫，从而实现了极限节能、极限降低NOx排放量的双重目的。
[0003] 尽管蓄热式高溫燃烧技术是一项节能、环保的高新技术。但是国内天然气蓄热式 烧嘴还没有比较成熟的结构。目前天然气和助燃风采用的是传统的外混式结构，因此天然 气在燃烧过程中不能与助燃风充分混合，致使天然气中的甲烧裂解产生碳黑而浪费能源， 经理论计算及实际检测，传统天然气蓄热式烧嘴燃烧的烟气中含有8~10%的未完全燃烧 物。
[0004] 针对上述问题，现有技术中已有相关的技术方案公开，例如专利公开号：CN 202647771U，【公开日】：2013年1月2日，发明创造名称为:一种天然气通道周向分布式烧嘴，该 申请案公开了一种天然气通道周向分布式烧嘴，属于不预混的气体燃烧器技术领域。该申 请案的烧嘴包括烧嘴砖本体、助燃空气通道和天然气通道，助燃空气通道为管状结构，位于 烧嘴砖本体的内部;天然气通道围绕助燃空气通道周向分布二条或二条W上，该天然气通 道埋在烧嘴砖本体中，天然气通道前端的喷口段与助燃空气通道的中屯、轴向夹角为且0° 《曰《90°，喷口段与助燃空气通道同向布置，并在烧嘴前端汇合。该申请案的烧嘴对天然气 具有细化分流的作用，可增大天然气和助燃空气的接触面积，大大降低了天然气的不完全 燃烧量。但是，经过实际使用该申请案的烧嘴后发现，该申请案的烧嘴还存在W下难W克服 的缺陷：（1)该申请案中虽然天然气通道的周向分布结构有利于天然气与助燃空气混合，但 是该申请案的烧嘴属于不预混的气体燃烧器，燃烧时天然气与助燃空气的混合情况仍旧不 理想；（2)该申请案中天然气进口总管分为二条或二条W上埋在烧嘴砖本体中的细长天然 气通道，虽然分散了天然气，对天然气具有细化分流的作用，但是实际使用过程中发现细长 的天然气通道中容易发生堵塞，严重影响生产的顺行；（3)该申请案的烧嘴在使用时，火焰 的形状无法有效控制，经常使得烧嘴附近的溫度较高，从而造成烧嘴的使用寿命有限。
[0005] 现有技术中还公开能够调节火焰长度的烧嘴，例如专利公开号:CN 201093500Y， 【公开日】：2008年7月30日，发明创造名称为:一种可调焰天然气烧嘴，该申请案公开了一可调 焰天然气烧嘴，包括套管、空气管、天然气喷管、背板、烧嘴壳体等部件，在天然气喷管中插 有中屯、风管，在天然气喷管外设有固定风套和活动风套，活动风套结构为大小变径管，其小 直径管套在靠近背板外侧的天然气喷管上，大直径管套在固定风套上，在固定风套和活动 风套重叠部分开有一个矩形风口。其中在活动风套小直径管上设有风套圈和固定圈，在风 套圈上设有二个把手，固定圈内设有螺栓固定活动风套，该烧嘴结构简单、调节精度高。但 是，该申请案的烧嘴在实际使用中还存在w下不足之处:天然气在燃烧过程中火焰的形状 难W保持稳定，从而使得炉膛内的溫度场难W稳定下来，无法满足加热要求较高的场合。
[0006] 还如专利公开号：CN 1431143A，发明创造名称为：多通道天然气部分氧化制合成 气烧嘴；专利公开号：CN 2077953U，发明创造名称为:燃气调溫烧嘴。上述技术方案针对烧 嘴结构进行改造，均立足于改善燃料与空气的混合情况，其结构较为复杂，不方便维护和制 造，另外在火焰溫度、长短、燃烧范围等调节问题上仍需要进一步改善。
[0007] 综上所述，如何设计出一种综合燃烧性能良好的用于气体燃烧的烧嘴，是现有技 术中亟需解决的技术难题。 【实用新型内容】
[000引1.实用新型要解决的技术问题
[0009] 本实用新型的目的在于克服现有烧嘴的不足，提供了一种综合燃烧性能良好的用 于气体燃烧的烧嘴。
[0010] 2.技术方案
[0011] 为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：
[0012] 本实用新型的烧嘴，包括烧嘴本体，还包括位于烧嘴本体内的一次风通道、二次风 通道和天然气通道，所述一次风通道靠近一次风出口处为渐阔通道段，围绕所述一次风通 道的周向至少分布有=条二次风通道，所述天然气通道的天然气出口处与所述渐阔通道段 连通。
[0013] 作为本实用新型更进一步的改进，所述一次风通道自一次风进口向一次风出口方 向依次为等截面通道段和渐阔通道段，所述天然气通道与所述等截面通道段中轴线的夹角 为8,且30°《S《50°。
[0014] 作为本实用新型更进一步的改进，所述渐阔通道段的轴向截面上两条侧边的夹角 为0，且34°《0《6〇°。
[0015] 作为本实用新型更进一步的改进，所有二次风通道自二次风进口向二次风出口方 向逐渐靠近。
[0016] 作为本实用新型更进一步的改进，所有二次风通道与所述等截面通道段中轴线的 夹角均为丫，且0°《丫《10°。
[0017] 作为本实用新型更进一步的改进，所述等截面通道段的管径为060~160mm，所述 二次风通道的管径为030~OOmm，所述天然气通道的管径为03O~^9Omm。
[001引3.有益效果
[0019] 采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0020] (1)本实用新型的烧嘴，其设计有一次风通道，围绕一次风通道周向分布至少=条 二次风通道，多条二次风通道将二次风分成多股细流喷出，增加了二次风与天然气的接触 面积，通过天然气预燃烧和天然气二次燃烧，有效解决了天然气燃烧不充分的问题，提高了 天然气燃料的有效利用率。
[0021] (2)本实用新型的烧嘴，夹角为5、夹角0和夹角丫的设计，有效地控制了天然气火 焰的形状，在炉膛内形成稳定的溫度场，满足各种场合的加热要求；同时，克服了火焰燃烧 区域过于集中而导致的局部溫度过高，大大避免了烧嘴、炉内设施、巧料等被烧损的现象， 是一种综合燃烧性能良好的气体燃烧烧嘴。
[0022] (3)本实用新型的烧嘴应用于天然气蓄热式锻造加热炉后，解决了燃料不能充分 燃烧的问题，烧嘴使用后，吨钢能耗比传统的烧嘴节能25~30% W上，每吨钢燃天然气成本 控制在50~65m3;巧料锻造氧化铁皮量减少一半，火焰均匀、柔和、稳定;燃烧后烟气中氮氧 化物排放量N0x《200mg/m3，S化《lOOmg/m3，是一种节能效果显著的环保设备。
[0023] (4)本实用新型的烧嘴，天然气通道、一次风通道、二次风通道均预埋在烧嘴本体 中，减少了外力破坏天然气通道和助燃空气通道的可能，即使在天然气通道和助燃空气通 道均烧损的条件下，烧嘴本体仍能继续使用，烧嘴制造成本低，使用寿命高，且维修简单方 便。
【附图说明】
[0024] 图1为实施例1的烧嘴的主视结构示意图；
[002引图2为图1中的A-A剖视结构示意图；
[00%]图3为图1中的B-B剖视结构示意图。
[0027] 示意图中的标号说明：1、烧嘴本体;2、一次风通道;21、一次风进口； 22、一次风出 口；3、二次风通道;31、二次风进口；32、二次风出口；4、天然气通道;41、天然气入口；42、天 然气出口。
【具体实施方式】
[0028] 为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。 [00巧]实施例1
[0030] 结合图1~3(图1为图2中沿C向的视图），本实施例的烧嘴，包括烧嘴本体及位 于烧嘴本体1内的一次风通道2、二次风通道3和天然气通道4，一次风通道2自一次风进口 21 向一次风出口 22方向依次为等截面通道段和渐阔通道段(具体渐阔通道段为卿趴口中空结 构），围绕一次风通道2的周向至少分布有=条二次风通道3(=条或=条W上的二次风通道 3对二次风起到细化分流的效果），天然气通道4的天然气出口 42处与渐阔通道段连通。其 中，天然气通道4与上述等截面通道段中轴线的夹角为5,且30°渐阔通道段的轴 向截面上两条侧边的夹角为e，且34°(即卿趴口中空结构的开口角度为0);所有二 次风通道3自二次风进口 31向二次风出口 32方向逐渐靠近，同时，所有二次风通道3与等截 面通道段中轴线的夹角均为丫，且0°《丫《10°。等截面通道段的管径为060~化0mm，二次 风通道3的管径为030~120mm，.天然气通道4的管径为.0如~90mm。
[0031] 使用时，一次风由一次风通道2的一次风进口 21进入烧嘴内部，与进入烧嘴内部的 天然气在渐阔通道段内预混并形成一次燃烧(其中，天然气从烧嘴本体1上的天然气入口41 进入烧嘴内部），经过一次预混燃烧后的天然气进入炉膛内部并与二次风出口 32喷出的二 次风再次混合，形成二次燃烧。其中，天然气燃烧过程中，通过调节一次风和二次风的流量， 能够达到如下效果：1)实现燃料完全燃烧;2)调节控制火焰最高溫度，防止烧钢，减少烧损； 3)调节火焰长度，使炉膛溫度均匀。
[0032] 现有技术中用于天然气等气体燃烧的烧嘴，虽然种类形式多种多样，但是大多存 在燃烧过程中火焰的形状难W保持稳定的缺陷，从而使得炉膛内的溫度场难W稳定下来， 无法满足加热要求较高的场合。发明人经过实际使用发现，本实施例的烧嘴，采用w下技术 特征："围绕一次风通道2的周向至少分布=条二次风通道3，天然气通道4的天然气出口 42 处与渐阔通道段连通，天然气通道4与等截面通道段中轴线的夹角为5,且30°渐 阔通道段的轴向截面上两条侧边的夹角为e，且34°所有二次风通道3自二次风进 口 31向二次风出口 32方向逐渐靠近，同时，所有二次风通道3与等截面通道段中轴线的夹角 均为T，且0°《T，能够使得喷入炉膛的火焰在形状上保持相对稳定，从而在炉膛内 形成稳定的溫度场，满足各种场合的加热要求。具体分析如下：围绕一次风通道2的周向至 少分布=条二次风通道3，使得二次风在多个二次风通道3内被分散，同时，二次风通道3呈 一定角度的倾斜设置，经过一次预混燃烧后的天然气进入炉膛时，首先在渐阔通道段内形 成向外侧扩张的流向，然后在炉膛内，多股二次风与一次预混燃烧后的天然气呈相交角混 合，一方面有利于天然气的充分燃烧，更加重要的是，采用上述的形式和相交角将二次风与 一次预混燃烧后的天然气混合燃烧（即一次预混燃烧后的天然气在渐阔通道段内被一次风 推动向外呈周向扩张流动，而多股二次风呈周向收缩流动），能够将燃烧区域控制在一定的 范围内，稳定天然气的燃烧，有效地控制燃烧火焰的形状，避免了火焰晃动情况的出现。进 一步的，天然气通道4的天然气出口 42处与渐阔通道段连通，天然气通道4与等截面通道段 中轴线的夹角为8,且30°天然气与一次风呈上述形式和角度进行预混合燃烧，使 得预燃烧在二次燃烧区域之外的区域稳定进行，克服了火焰燃烧区域过于集中而导致的局 部溫度过高，大大避免了烧嘴、炉内设施、巧料等被烧损的现象。
[0033] 本实施例的烧嘴，其设计有一次风通道2,围绕一次风通道2周向分布至少=条二 次风通道3,多条二次风通道3将二次风分成多股细流喷出，增加了二次风与天然气的接触 面积，通过天然气预燃烧和天然气二次燃烧，有效解决了天然气燃烧不充分的问题，提高了 天然气燃料的有效利用率。
[0034] 本实施例的烧嘴，夹角为5、夹角0和夹角丫的设计，有效地控制了天然气火焰的形 状，在炉膛内形成稳定的溫度场，满足各种场合的加热要求；同时，克服了火焰燃烧区域过 于集中而导致的局部溫度过高，大大避免了烧嘴、炉内设施、巧料等被烧损的现象，是一种 综合燃烧性能良好的气体燃烧烧嘴。
[0035] 本实施例的烧嘴应用于天然气蓄热式锻造加热炉后，解决了燃料不能充分燃烧的 问题，烧嘴使用后，吨钢能耗比传统的烧嘴节能25~30% W上，每吨钢燃天然气成本控制在 50~65m3;巧料锻造氧化铁皮量减少一半，火焰均匀、柔和、稳定;燃烧后烟气中氮氧化物排 放量N0x《200mg/m3，S〇2《 lOOmg/m3，是一种节能效果显著的环保设备。
[0036] 本实施例的烧嘴，天然气通道4、一次风通道2、二次风通道3均预埋在烧嘴本体1 中，减少了外力破坏天然气通道和助燃空气通道的可能，即使在天然气通道和助燃空气通 道均烧损的条件下，烧嘴本体1仍能继续使用，烧嘴制造成本低，使用寿命高，且维修简单方 便。
[0037] 具体本实施例中，对于二次风通道3的二次风进口31和二次风出口32进行定位，二 次风进口 31的端面圆屯、均分布在同屯、圆a的圆周上，该同屯、圆a W烧嘴本体1中屯、为圆屯、，同 屯、圆a直径为@440m:mr二次风出口 32的端面圆屯、均分布在同屯、圆b的圆周上，该同屯、圆b W 烧嘴本体1中屯、为圆屯、，同屯、圆b直径为好354mm;8条二次风通道3沿一次风通道2的四周分 布，且8条二次风通道3与等截面通道段中轴线的夹角均为5°，天然气通道4与等截面通道段 中轴线的夹角为40°，渐阔通道段的轴向截面上两条侧边的夹角为47°。等截面通道段的管 径为060mm，二次风通道3的管径为030mm，天然气通道4的管径为045mm。
[0038] 本实施例的烧嘴的制造方法，包括W下步骤：
[0039] (1)制模:根据炉子大小和使用要求，设计出烧嘴，根据烧嘴的结构和尺寸制作模 具；
[0040] (2)诱注:根据使用燃料种类和炉膛最高溫度及炉子使用状况，通过调节Al2〇3含量 及辅材含量，使烧嘴的体积密度、耐压强度、抗折强度、线变化率、最高使用溫度及抗热震性 等性能满足使用要求，从而确定诱注料具体配方，其中，诱注料的原料包括刚玉和莫来石； 制备诱注料，进行诱注，诱注过程进行震实去除缩孔。
[0041] (3)干燥：自然风干22~24h后脱模，要求表面光滑平整无缺陷，继续自然风干120 ~144h;
[0042] (4)赔烧:烧嘴赔烧，根据材料性能及烧嘴大小经过72~12化从室溫升到700~720 °C，保溫4~4.化，最后经过22~2地冷却到室溫。
[0043] 实施例2
[0044] 本实施例的烧嘴，其结构与实施例1基本相同，其不同之处在于:3条二次风通道3 沿一次风通道2的左中、右中、下中=个侧面分布，3条二次风通道3与等截面通道段中轴线 的夹角均为4°，天然气通道4与等截面通道段中轴线的夹角为35°，渐阔通道段的轴向截面 上两条侧边的夹角为40°。等截面通道段的管径为011Omni，二次风通道3的管径为07〇iim， 天然气通道4的管径为060mm。
[0045] 实施例3
[0046] 本实施例的烧嘴，其结构与实施例1基本相同，其不同之处在于:4条二次风通道3 对称分布于一次风通道2的四个侧面上;4条二次风通道3与等截面通道段中轴线的夹角均 为6°，天然气通道4与等截面通道段中轴线的夹角为45°，渐阔通道段的轴向截面上两条侧 边的夹角为50°。等截面通道段的管径为0160mm，二次风通道3的管径为0納mm，天然气通 道4的管径为
[0047] W上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图 中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所W，如果本领域 的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出 与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1. 一种烧嘴，包括烧嘴本体(1)，其特征在于:还包括位于烧嘴本体（1)内的一次风通道 (2)、二次风通道(3)和天然气通道(4)，所述一次风通道(2)靠近一次风出口（22)处为渐阔 通道段，围绕所述一次风通道(2)的周向至少分布有三条二次风通道(3)，所述天然气通道 (4)的天然气出口（42)处与所述渐阔通道段连通。2. 根据权利要求1所述的烧嘴，其特征在于:所述一次风通道(2)自一次风进口（21)向 一次风出口（22)方向依次为等截面通道段和渐阔通道段，所述天然气通道(4)与所述等截 面通道段中轴线的夹角为I且30° <δ<50°。3. 根据权利要求2所述的烧嘴，其特征在于:所述渐阔通道段的轴向截面上两条侧边的 夹角为β，且34°<β<60°。4. 根据权利要求3所述的烧嘴，其特征在于:所有二次风通道(3)自二次风进口（31)向 二次风出口（32)方向逐渐靠近。5. 根据权利要求4所述的烧嘴，其特征在于:所有二次风通道(3)与所述等截面通道段 中轴线的夹角均为γ，且0° < γ <10°。6. 根据权利要求2~5任意一项所述的烧嘴，其特征在于:所述等截面通道段的管径为 060~160mm，所述二次风通道（3)的管径为030~120mm，所述天然气通道（4)的管径为 03〇、9〇mm。
【文档编号】F23D14/66GK205664377SQ201620545962
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月1日
【发明人】许诗双, 陈 光, 张西和, 廖为娟
【申请人】马鞍山天洲节能工程科技有限公司