专利名称：一种多功能蓄热式脉冲烧嘴的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工业炉窑上用的烧嘴，尤其涉及一种多功能的蓄热式脉冲烧嘴。
背景技术：
烧嘴也叫燃烧器，是将燃料和空气，按所要求的浓度、速度、湍流度和混合方式送入炉膛，并使燃料能在炉膛内稳定着火与燃烧的装置。国内各种工业炉窑上面所使用的烧嘴种类型式很多，但是就燃烧方式而言，目前国内比较先进的烧嘴有两种一是脉冲式烧嘴，二是蓄热式烧嘴。脉冲式烧嘴是将一段时间间隔内的累计燃料，按予调好的空/燃比以极高的速度，通过烧嘴，按照时序分配的结果，进行燃料燃烧。这样燃烧的好处是在额定的燃气压力、热值下，在脉冲燃烧状态，喷出热气流的热焓、速度以及热气流的长度都是一个定值，如 果对多个烧嘴进行适当的组合，合理地布置，就会很容易的获得满意的炉内温度场的分布，保证极高的工件加热质量。对于在‘以时间平均为小流量’的保温状态下，也就是低负荷燃烧状态下，每一个烧嘴在打开期间，喷出的燃料和空气量和‘大流量’状态下是相同的，仅仅是打开的时间不同，所以不存在火焰长度受到常规控制下的‘小流量’影响的问题。脉冲式烧嘴的两个显著特点是(I)火焰长度不变，所以被加热工件的温度均匀性不变，尤其是低流量下任能够实现均匀加热；(2)由于用通断时间来控制烧嘴功率，很容易对炉温进行量化控制。一般脉冲式烧嘴多用在对温度均匀性要求较高的热处理炉上。蓄热式烧嘴即在烧嘴内设置了蓄热体，通过蓄热体对高温烟气和空气(或煤气)进行换热的烧嘴。这种烧嘴的特点是可以用烟气将空气、煤气或空煤气预热到普通换热器难以达到的温度(一般1200°C的炉子空煤气能预热到1000°C左右)。蓄热式烧嘴相对于非蓄热的常规烧嘴主要有以下方面的优势(I)蓄热式烧嘴由于在烧嘴内设置了蓄热体对炉膛内高温烟气进行了极致的蓄热式热量回收，能大大减少工业炉的热量损失，降低炉窑的单位热耗量，从而为炉窑用户节约了能源成本，具有可观的节能作用。(2)蓄热式烧嘴可以将冷的助燃空气，煤气或空煤气预热到1000度左右，带入烧嘴大量的物理热，改变了火焰的燃烧方式，大大降低了氮氧化物的排放量，具有显著的环保效益。由于蓄热式烧嘴先进的节能环保效益，目前国内能耗指标比较先进的工业炉窑在烧嘴选型行上大多都首选采用蓄热式烧嘴。但是，一般的蓄热式炉由于烟气气流速度不是特别高，炉内烟气气流循环受到限制，炉内的温度均匀性不是很高。本实用新型描述的是一种结合了脉冲燃烧和蓄热式燃烧二者优点的多功能蓄热式脉冲烧嘴。
发明内容本实用新型提供一种多功能的蓄热式脉冲烧嘴，它有效结合了蓄热式烧嘴和脉冲烧嘴的优点，是一种既节能环保，又易于量化控制火焰，并能提高炉窑内部温度均匀性的新型多功能燃烧装置，通过在煤气管道上设置比例阀，还可以实现空煤气实时按照空燃比配比燃烧，有效控制炉内烟气成分。本实用新型采用如下技术一种多功能蓄热式脉冲烧嘴，包括烧嘴金属外壳、空气入口管道、多个煤气入口管道、蓄热室，挡板砖和烧嘴砖，空气入口管道与蓄热室的一端连接，蓄热室外面有烧嘴金属外売，挡板砖安装在蓄热室内，蓄热室的另外一端安装有烧嘴砖，多个煤气入口管道伸入到烧嘴砖内。本实用新型还包括以下特征I、所述的煤气入ロ管道设置有手动阀、电磁切断阀和比例阀。2、所述的空气入口管道设置有电动蝶阀、手动蝶阀和空气压カ取样点。3、所述的多个煤气入口管道的数量为大于等于2个。本实用新型所阐述的烧嘴具有以下几个优点(I)可以最大限度回收烟气热量，提高助燃空气温度，所以能降低エ业炉窑的能耗，为企业降低成本。(2)高温空气燃烧方式，有效降低了燃烧产物中氮氧化物的含量，从而使烟气对大气的污染程度大为降低.(3)用比例阀实时控制空煤气按比例燃烧，即节省燃料又能较为准确的控制炉内烟气成分，提高了炉窑加热或热处理质量。(4)脉冲燃烧方式，大小火PID脉动调节火焰，能准确控制炉内温度严格按照炉子温度曲线变化。(5)用通断时间脉动控制烧嘴功率，火焰尺寸长，烟气流速高，可大大提高炉膛内加热的均匀性。
图I是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型的实施方式做详细说明。一种多功能蓄热式脉冲烧嘴，包括烧嘴金属外壳、空气入口管道、多个煤气入口管道、蓄热室，挡板砖和烧嘴砖，空气入口管道与蓄热室的一端连接，蓄热室外面有烧嘴金属外売，挡板砖安装在蓄热室内，蓄热室的另外一端安装有烧嘴砖，多个煤气入ロ管道伸入到烧嘴砖内。所述的煤气入口管道设置有手动阀、电磁切断阀和比例阀。所述的空气入口管道设置有电动蝶阀、手动蝶阀和空气压カ取样点。为配合烧嘴使用，烧嘴前空煤气管道上设置有必要的阀门仪表等附件。本实用新型空气管道通入蓄热室，通过蓄热体和高温烟气进行换热。经蓄热室换热后，空气可以预热到1000°c左右，而烟气被冷却到150°c左右，充分预热后的高温助燃空气和来自煤气入口管道的煤气在燃烧室经过预混之后以高速脉冲方式喷入炉膛内进行脉冲式燃烧。在烧嘴前煤气入口管道上面设置手动阀、电磁切断阀及比例阀，在烧嘴前空气管道上面设置电动蝶阀和手动蝶阀以及空气压カ取样点以配合烧嘴调节使用。比例阀的作用在于通过在烧嘴前空气管道上对空气压カ采样可以根据燃气热值及预先设定的空燃比来调节煤气量，实现空煤气始终按照空燃比进行比例燃烧，以保证炉内气氛及加热质量。由于本烧嘴具有脉冲烧嘴宽调节比的特性，对于预先设定好的炉内温度曲线，本烧嘴可以在升温及炉膛内温度偏离温度曲线时采用大火燃烧，在保温或炉膛内温度接近温度曲线时采用小火燃烧。通过炉膛温度和炉内温度曲线的的比较来控制空煤气量。本烧嘴具有燃烧和排烟两种状态。当进行燃烧时，空气管道通入空气，经蓄热室预热后和煤气混合进行脉冲式燃烧；当进行排烟时，煤气入口管道阀门关闭，炉膛来的烟气经蓄热室冷却后通过烧嘴空气管道排出。通过蓄热体的烟气量用燃烧所需的空气量来控制，即在ー个换向周期内烟气传给蓄热体的热量与蓄热体传给空气的热量平衡。对于高热值的燃气，节能效果更明显。综合来讲，实施例I :本实施例是ー种燃料为天然气的脉冲蓄热式烧嘴，用在温度均匀性要求严格的热处理炉上。下面结合图I介绍ー下它的主要结构和各部分功能。空气入口(烟气出口)管道I :这部分由普碳钢管道和法兰焊接而成，是助燃空气进入烧嘴的通道，也是经蓄热室冷却的低温烟气排出烧嘴的通道。管道上面设有电动蝶阀、 手动蝶阀和空气取样点。煤气入口管道2 :这部分由普碳钢管道和法兰焊接而成，管道上设置有手动阀电磁阀及比例阀，由于天然气热值高，供入的煤气量远少于相同时间内供入的空气量，为了提高预混均匀性，天然气管道分为多个小细通道从烧嘴砖6的四周通入燃烧室与高温空气混
ム
ロ o烧嘴金属外壳3:该部分可用优质钢制作，作用是维护烧嘴的外形以、组织气流、耐火材料承重以及提供自身和炉体钢结构的连接。蓄热室4 :该部分放置蓄热材料，当空气和烟气通过蓄热室时通过蓄热体进行热量交換。挡板砖5 :该部分介于蓄热室5和烧嘴砖6之间，用以维护蓄热体。烧嘴砖6 :该部分在最靠近炉膛的ー侧，为经过蓄热式预热的空气和煤气提供一个通道，组织火焰形状并隔开火焰和蓄热体。该烧嘴分为燃烧和排烟两种状态当进行燃烧时结构I进入空气，经过蓄热式高温预热后和结构2供入的煤气混合进行燃烧。当进行排烟时烟气通过蓄热式冷却后通过结构I排出。本烧嘴可实现高温空气的脉冲式比例燃烧，并具有较大的调节比和烟气流速，カロ热温度均匀，节能环保，是ー种优质先进的燃烧装置。尤其适用于热处理类炉窑的加热。实施例2 :本实施例是ー种燃烧冷净发生炉煤气的脉冲蓄热式烧嘴，可用于加热炉和热处理炉。与实施例I不同的是，由于本烧嘴所用煤气热值低，空煤气量相当，空煤气预混均匀性好，所以结构2的煤气到燃烧室只设一到两个入口通道即可，可以降低煤气管道2和烧嘴砖6制作的复杂性。其余部分如烧嘴金属外壳3、燃烧室4挡板砖5与实施例I中的结构基本类似。烧嘴的燃烧与排烟状态的切換，以及脉动式火焰的调节和控制也类似实施例I。
权利要求1.一种多功能蓄热式脉冲烧嘴，包括烧嘴金属外壳、空气入口管道、多个煤气入口管道、蓄热室，挡板砖和烧嘴砖，其特征在于空气入口管道与蓄热室的一端连接，蓄热室外面有烧嘴金属外壳，挡板砖安装在蓄热室内，蓄热室的另外一端安装有烧嘴砖，多个煤气入口管道伸入到烧嘴砖内。
2.根据权利要求I所述的一种多功能蓄热式脉冲烧嘴，其特征在于所述的煤气入口管道设置有手动阀、电磁切断阀和比例阀。
3.根据权利要求I所述的一种多功能蓄热式脉冲烧嘴，其特征在于所述的空气入口管道设置有电动蝶阀、手动蝶阀和空气压力取样点。
4.根据权利要求I所述的一种多功能蓄热式脉冲烧嘴，其特征在于所述的多个煤气入口管道的数量为大于等于2个。
专利摘要一种多功能蓄热式脉冲烧嘴，包括烧嘴金属外壳、空气入口管道、多个煤气入口管道、蓄热室，挡板砖和烧嘴砖，空气入口管道与蓄热室的一端连接，蓄热室外面有烧嘴金属外壳，挡板砖安装在蓄热室内，蓄热室的另外一端安装有烧嘴砖，多个煤气入口管道伸入到烧嘴砖内。本装置具有如下优点可以最大限度回收烟气热量，提高助燃空气温度，降低了工业炉窑的能耗，为企业降低成本；有效降低了燃烧产物中氮氧化物的含量，从而使烟气对大气的污染程度大为降低；用比例阀实时控制空煤气按比例燃烧，即节省燃料又能较为准确的控制炉内烟气成分，提高了炉窑加热或热处理质量；能准确控制炉内温度严格按照炉子温度曲线变化；提高了炉膛内加热的均匀性。
文档编号F23D14/48GK202521609SQ201220112658
公开日2012年11月7日 申请日期2012年3月15日 优先权日2012年3月15日
发明者翟耀辉, 钱志华 申请人:哈尔滨金鑫电气有限责任公司