一种低氮燃烧装置及具有其的工业炉设备的制作方法

本实用新型涉及燃烧装置技术领域，具体涉及一种低氮燃烧装置及具有其的工业炉设备。

背景技术：

面对国家发出的环保节能号召指令，目前各省、各直辖市相继更新并出台了更为严格的工业炉大气污染排放标准。在排放标准中，针对氮氧化合物nox做出了更为严格的要求，一般要求氮氧化合物排放量低于150-200mg/m³。

目前，铝加工行业熔炼设备上普遍采用空气燃气预混式燃烧器。这样的燃烧装置，在高温燃烧中产生的氮氧化合物nox浓度严重超出排放标准，甚可达到排放标准最低要求的5至10倍，严重违反排放要求。可见，铝加工行业的工业炉设备或燃烧方式亟需升级或改造，来降低加工过程的氮氧化合物排放量。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种低氮燃烧装置及具有其的工业炉设备，来解决目前工业炉设备中燃烧方式落后造成氮氧化合物排放量严重超标的问题。

为了实现上述发明目的之一，本实用新型一实施方式提供一种低氮燃烧装置，包括燃烧炉，所述燃烧炉包括：

燃烧室，包括侧壁；

以及若干个燃烧喷嘴，设于所述侧壁上，所述燃烧喷嘴包括燃气喷口、助燃风喷口以及点火喷口；在所述侧壁表面，三个喷口呈三角形结构排布且所述点火喷口位于所述燃气喷口与助燃风喷口两者之间。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述三个喷口的直径均不相同。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述点火喷口位于所述燃气喷口与助燃风喷口两者的下方。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述燃烧室还包括设于所述侧壁上的若干个烧嘴砖，所有烧嘴砖与所有燃烧喷嘴的数量相同，所述燃烧喷嘴分别设于所述烧嘴砖的内衬位置。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述助燃风喷口构造成倒锥形结构，所述助燃风喷口的直径沿着朝向所述燃烧室内熔融液体的方向逐渐减小。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述助燃风喷口包括预热装置，用于将待喷出的助燃空气预热升温。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述点火喷口包括长明点火器，用于将所述燃气喷口喷出的燃料与所述助燃风喷口喷出的助燃空气形成的混合气体进行引燃。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述长明点火器包括火焰检测装置，用于检测所述长明点火器的点火状态。

作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述侧壁上设有两个燃烧喷嘴，且所述两个燃烧喷嘴关于所述侧壁的中心线对称分布。

本实用新型另一实施方式还提供一种工业炉设备，包括如上任一项所述的低氮燃烧装置，所述工业炉设备构造为铝熔炼炉或铝液保温炉。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：通过在燃烧室的侧壁上设置燃烧喷嘴，燃烧喷嘴中分布设置燃气喷口、助燃风喷口以及点火喷口这三个喷口，使得三者在侧壁表面构成三角形形状，燃气喷口、助燃风喷口可分别喷出燃气与助燃空气，两种气体形成轻度混合气体；点火喷口则设于其他两个喷口下方，用于将轻度混合气体引燃对燃烧室中的物料进行加热；由此，利用此特殊喷口设计来降低燃气与助燃空气两者在燃烧过程中的混合程度，使氧浓度及火焰温度均匀分布，极大降低了高温火焰及过量空气系数，从而最终有效控制并极大降低高温燃烧中产生的氮氧化合物。

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，下面将对实施例或现有技术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是本实用新型一实施例中燃烧炉中燃烧室的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例中燃烧炉中燃烧室的剖面结构示意图。

其中附图中所涉及的标号如下：

燃烧室1，侧壁11，烧嘴砖13，燃烧喷嘴3，燃气喷口31，助燃风喷口32，点火喷口33，铝液液面线4。

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，下面将结合本实用新型具体实施方式及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1至图2所示，本实用新型一实施例提供了一种低氮燃烧装置，包括燃烧炉，燃烧炉包括：

燃烧室1，包括侧壁11；

以及若干个燃烧喷嘴3，设于侧壁11上，燃烧喷嘴3包括燃气喷口31、助燃风喷口32以及点火喷口33；在侧壁11表面，三个喷口呈三角形结构排布且点火喷口33位于燃气喷口31与助燃风喷口32两者之间。

具体的，在燃烧室1的侧壁11上设置燃烧喷嘴3，燃烧喷嘴3中分布设置燃气喷口31、助燃风喷口32以及点火喷口33这三个喷口，使得三者在侧壁11表面构成三角形形状，燃气喷口31、助燃风喷口32可分别喷出燃气与助燃空气，两种气体形成轻度混合气体；点火喷口33则设于其他两个喷口下方，用于将轻度混合气体引燃对燃烧室1中的物料进行加热。

由此，利用此特殊喷口设计构成分布式燃烧喷嘴3，来降低燃气与助燃空气两者在燃烧过程中的混合程度，使氧浓度及火焰温度均匀分布，极大降低了高温火焰及过量空气系数，从而最终有效控制并极大降低高温燃烧中产生的氮氧化合物。

在实际操作中，针对传统设备中预混燃烧方式产生过量氮氧化合物的问题，在分析摸索现场大量数据后，从助燃空气与燃气混合方式上进行改进，设计了上述燃烧装置以及燃烧方式，使得各个喷口位置经过分布设计之后，互相之间在空间上形成一定的夹角，从而将最终氮氧化合物的排放量降低至仅为目前排放标准要求的一半左右，控制效果显著。

进一步的，燃烧室1还包括设于侧壁11上的若干个烧嘴砖13，所有烧嘴砖13与所有燃烧喷嘴3的数量相同，燃烧喷嘴3分别设于烧嘴砖13的内衬位置。

进一步的，侧壁11上设有两个燃烧喷嘴3，且两个燃烧喷嘴3关于侧壁11的中心线对称分布。

在实际使用中，侧壁11上设有对称分布的两个烧嘴砖13，两个烧嘴砖13上均设有燃烧喷嘴3，即两个燃烧喷嘴3分别设于两个烧嘴砖13的内衬上。

由此，三个喷口设于位置固定的烧嘴砖13上，各个喷口之间的相对位置固定，燃烧稳定。左右对称布局的燃烧喷嘴3可提升燃烧室1的最大燃烧热量与最高温度，并可自由控制整体燃烧热量。

其中，烧嘴砖13的布局位置以及烧嘴砖13内衬的具体位置，可依据实际加工过程中加热区域的要求来确定，以达到最佳燃烧效果。

进一步的，三个喷口的直径均不相同。

在优选的设计结构中，三个喷口的直径依据各自喷口中的气体流量、气体流速等需求来设计，从而使得助燃空气与燃气的轻度混合，降低过量空气系数以及高温燃烧中产生的氮氧化合物含量。

进一步的，点火喷口33位于燃气喷口31与助燃风喷口32两者的下方。

由此，燃烧区域靠近燃烧室1底部的熔融液体，可保证物料加热效果以及熔融液体保温效果。

进一步的，助燃风喷口32构造成倒锥形结构，助燃风喷口32的直径沿着朝向燃烧室1内熔融液体的方向逐渐减小。

进一步的，助燃风喷口32包括预热装置，用于将待喷出的助燃空气预热升温。

在实际使用中，助燃风喷口32呈倒锥形设计，用于将经过预热升温后的助燃空气高速喷出。燃气喷口31将天然气、焦炉煤气等气体燃料或燃气喷出，并将燃气与助燃空气两者轻度混合。点火喷口33则设置于助燃风喷口32和燃气喷口31之间，用于最终将混合气体引燃。最终，混合气体可在燃烧室1内部形成云团状散开的火焰，对物料进行加热熔化。

可见，此燃烧装置改变了以往的先预混再燃烧的燃烧方式，使燃烧区域氧浓度及火焰温度均匀分布，极大降低了高温火焰及过量空气系数，最终可有效降低高温燃烧中产生的氮氧化合物含量。

进一步的，点火喷口33包括长明点火器，用于将燃气喷口31喷出的燃料与助燃风喷口32喷出的助燃空气形成的混合气体进行引燃。

进一步的，长明点火器包括火焰检测装置，用于检测长明点火器的点火状态。

为防止助燃空气与燃气两者混合不足导致爆燃现象，在点火喷口33上设计了专用的长明点火器，且长明点火器内部设有火焰检测装置，用于检测或监测长明点火器，从而保证混合气体被稳定地引燃，使得燃烧过程中安全、稳定、可靠。

本实用新型另一实施方式还提供了一种工业炉设备，包括如上任一项的低氮燃烧装置，工业炉设备构造为铝熔炼炉或铝液保温炉。

上述低氮燃烧设计结构新颖、使用灵活、运行稳定可靠，可广泛应用于铝加工行业的熔炼炉、保温炉等单室和多室炉上。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。