一种天然气辐射平火焰烧嘴的制作方法

本实用新型涉及一种服务于冶金、石化、建材、耐火、锅炉、机械等行业工业炉窑用的一种专门用于燃烧天然气的特殊燃烧装置，特别涉及一种天然气辐射平火焰烧嘴。

背景技术：

环境保护和应对气候变化的因素将改变未来能源发展方向。由此，化石能源转向非化石能源将成为未来能源发展的主要方向。全球需要尽快限制和减少煤炭、石油的消费。在这种情况下，要全面加强和推进能源消费革命，推进能源领域供给测结构改革和调整，坚持优化发展非煤能源，用非化石能源天然气代替煤炭化石能源是今后能源发展的方向。

天然气是一种清洁环保的优质能源，几乎不含硫、铅、粉尘和其它有害物质，能减少二氧化硫和粉尘排放量100％，燃烧所产生的二氧化碳少于其它化石燃料，因而能从根本上改善环境质量。舒缓地球温室效应，从根本上改善环境质量。

近年来，面对能源的严峻形态，环境要求的不断提高，为贯彻国家的总体规划中提出的精神，冶金、石化、建材、耐火等消耗能源的企业，应积极探寻新途径、新方法，提高燃料的燃烧效率，研究开发高效、环保、节能型高水平的燃烧器。在热加工领域内，急需研究和开发一种高效、节能、加热均匀、辐射效率高的天然气燃烧装置。

技术实现要素：

为了解决现有技术的缺陷与不足，本实用新型实施例提供了一种更加高效、环保、节能的天然气辐射平火焰烧嘴。所述技术方案如下：

本实用新型提出一种天然气辐射平火焰烧嘴，包括烧嘴壳体，所述烧嘴壳体具有中空的内腔，所述烧嘴壳体表面设置有天然气入口、助燃空气入口及出气口，所述天然气入口、助燃空气入口及出气口分别与内腔导通，所述内腔内设置有天然气旋流器与空气旋流器，所述天然气入口连接天然气旋流器，所述助燃空气入口连接空气旋流器，所述空气旋流器开孔与天然气旋流器开孔导通且与出气口连接，所述空气旋流器开孔与天然气旋流器开孔相对应，所述空气旋流器的开孔呈现螺旋状分布，以使助燃空气呈现螺旋状切入天然气旋流器开孔表面，所述天然气旋流器的开孔呈现螺旋状分布，所述天然气旋流器开孔的螺旋方向与空气旋流器的开孔螺旋状方向相同或相反，所述出气口处设置有喇叭形烧嘴砖，所述喇叭形烧嘴砖一侧设置有窥火及电点火孔。

作为上述技术方案的优先，所述喇叭形烧嘴砖上设置有吊褂件，以使喇叭形烧嘴砖能够吊褂在炉顶上。

作为上述技术方案的优先，所述烧嘴壳体具有钢板制成的外壳，所述外壳内具有内衬，所述内衬为轻质浇注保温料。

作为上述技术方案的优先，所述喇叭形烧嘴砖的喇叭口半径为 R＝150-250mm。

作为上述技术方案的优先，所述轻质浇注保温料内间隔设置有不锈钢锚固件。

本实用新型提出的一种天然气辐射平火焰烧嘴，具有如下有益效果：

1、烧嘴壳体采用轻质浇注料内绝热，它改善了烧嘴的操作和使用环境，同时使助燃用的高温热风的风温不会下降，因此它是一种节能型高水平的燃烧器。

2、空气和天然气在烧嘴燃烧前，空气和天然气通过旋流强度下双旋流，使二种介质在烧嘴内充分混合，因此它大大提高了烧嘴燃烧效率。

3、空气和天然气通在合理的旋流强度下，利用流体的附壁效应，在喇叭形烧嘴砖的导向下，燃烧后的烟气形成了紧贴在炉顶上的盘形平火焰形状。

4、所形成的辐射能力极强的炉顶平火焰，解决了一些特殊被加热的工件不希望火焰直接冲刷工件加热的难题。

5、炉顶平火焰烧嘴安装在加热炉炉顶上，可以根据炉子的宽度来布置所需要烧嘴的数量，因此它解决了宽炉型炉温不均的难题。

6、炉顶平火焰烧嘴所有部件均可拆卸或更换，这就大大地提高了烧嘴各另部件的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例中提供的天然气辐射平火焰烧嘴结构示意图；

图2是图1的仰视图；

其中：(1)天然气接管、(2)助燃空气接管及烧嘴壳体、(3)空气旋流器 (4)天然气旋流器、(5)喇叭形烧嘴砖、(6)窥火及电点火孔、(7)烧嘴吊褂件。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型提出一种用于冶金、石化、建材、耐火、锅炉、机械等行业工业炉窑的新型燃烧装置，即天然气辐射平火焰烧嘴，该烧嘴主要包括：天然气接管1，助燃空气接管及烧嘴壳体2，空气旋流器3，天然气旋流器4，喇叭形烧嘴砖5，窥火及电点火孔6，烧嘴吊褂件7。

其天然气在管内流速为12-16m/s。其结构为可抽取式。

烧嘴壳体是由一定厚度的钢板制成的园形箱式结构，内衬有比重为γ＝0.8t/m3的轻质浇注保温料，轻质浇注保温料间每隔50-80mm焊接有材质为 1Cr18Ni9Ti的不锈钢锚固件。轻质浇注保温料浇注后需按一定温度曲线烘烤。箱体所有各联接件均为可折御式。

助燃空气从外经空气旋流器3进入进烧嘴核心部位。空气旋流器3的开孔是延着空气旋流器3的圆周呈螺旋状切入烧嘴核心的，其旋流强度S＝5-9，α＝25°β＝8-12°。其流速w＝35-50m/s。其材质为Cr25Ni20SiN。

天然气是从天然气旋流器4内旋入烧嘴核心部位并同助燃空气混合的其旋转方向正好和空气旋转方向相反和相同。天然气旋流器4的开孔是延着旋流器4 的四周呈螺旋状切入烧嘴核心的，其旋流强度S＝4-6，α＝20°β＝6-10°。其流速w＝30-40m/s。其材质为Cr25Ni20SiN。

喇叭形烧嘴砖5上设有窥孔，烧嘴点火孔，喇叭形烧嘴砖5是吊褂在炉顶上的，因此，喇叭形烧嘴砖5浇注时要预埋4组耐热钢不锈钢吊褂件。喇叭形烧嘴砖5的喇叭口半径一般为R＝150-250mm。其材质为锆莫来石耐火材料，浇注成形，浇注后需按一定温度曲线烘烤。

本天然气辐射平火焰烧嘴，烧嘴整体安装在工业炉窑的炉顶上，在烧嘴内部，烧嘴设有巧妙独特的结构，在天然气和空气烧嘴混合燃烧之前，巧妙独特的烧嘴结构，使烧嘴内的空气和天然气都具有径向和轴向旋转力，并使其旋转方向相反。天然气和助燃空气，在烧嘴内边旋转边向前运行，通过精密计算出其合适的旋流强度，利用旋流气体的附壁效应，在独特的的烧嘴砖的导向下，烧嘴燃烧所形成的高温火焰便形成盘形平火焰形状。这样，工业炉内的被加热工件，不是传统的用烧嘴喷射出来的火焰直接冲刷加热工件，而是平火焰直接加热炉窑的炉顶，被平火焰加热的加热炉炉顶，用辐射的方法加热工件，因此工件的加热特别均匀。由于避免了火焰直接冲刷工件加热，这样，就避免了工件在加热过程产生过热、过烧、脱碳等问题，尤其对于加热一些特殊钢材更为重要。

这种天然气辐射平火焰烧嘴也解决了大型工业炉窑、宽炉型的炉温宽度方向上的炉温均匀性问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。