专利名称：带风套喷流对流复合式自身预热烧嘴的制作方法
技术领域：
带风套喷流对流复合式自身予热烧嘴是一种集燃烧、助燃空气予热、排烟为一体的节能型工业炉燃烧装置。它可广泛用于以气体，液体为燃料的各种工业炉窑。
自身予热烧嘴结构一般由烧嘴砖、烧嘴头、换热器、烧嘴壳、排烟引射器及排烟通道组成。
与一般烧嘴相比，自身予热烧嘴中空气予热器性能的优劣、助燃空气和排出烟气温度的高低，是评价这种烧嘴的重要指标。
目前国内使用的自身予热烧嘴均为耐热钢板焊接结构(见剖面
图1)。换热器部分仅在烟气通道一侧焊有少量筋片1，换热性能较差。一般在使用时须另外串接一台单独的空气予热器2。烧嘴外壳虽有风套，但受特定结构限制，在前部形成死角3，这种形式的烧嘴结构复杂，体积较大，加工困难，不便安装。另外须在炉内装设结构复杂，极易损坏的烧嘴砖4。其换热效果不理想，综合传热系数一般在62－84kJ／m2·h·℃。
国外从八十年代初开始在自身予热烧嘴中采用整体铸造双面筋片换热器结构，如剖面图2所示的这种结构形式可使空气予热温度有所提高，综合传热系数约为100～140kJ／m2·h·℃。但从排烟温度看，仍然偏高，尚有节能潜力。由于排烟温度高，导致烧嘴外壳表面温度高，影响操作，恶化了工作环境，必须在烧嘴壳外表包扎保温层1、2。
本实用新型的目的就是提供一种带空心风套，喷流、对流换热的复合式自身予热烧嘴，它与目前国内、外自身予热烧嘴相比，其特点为1、在烧嘴内空气予热器的空气侧增加了一节喷流换热区。使空气以较高的喷射速度(约20～40m／s)从法线方向垂直冲击热表面。使空气侧热表面上附着的，起热阻作用的层流边界层受到破坏，厚度减薄，从而增加了从高温烟气侧透过热表面传入的热量。可较大幅度地提高空气予热温度，使烟气余热回收量明显提高。喷流换热的综合传热系数可达140～180kJ／m2·h·℃。而在普通换热器中，空气只以相对较低的速度(约10～15m／s)与热表面平行流动，综合传热系数也低的多。
2、在烧嘴上增加了一层裹着外壳的空心风套。冷风首先经过风套6，再进入喷流换热区。这种结构可以达到双重目的一方面它可使暴露在炉外的烧嘴外表面温度降低到接近室温，改善了操作环境，另一方面又起到换热器作用。烟气被空气从内外两侧进行冷却，得以充分地予热空气。
风套采用普通铸铁整体铸造，一次成形。结构简单，成本低，加工安装方便。
3、根据使用条件及烧嘴内承受高温部分温度梯度不同，双筋片式换热器5可由不同等级的耐热钢分段组成，每段使用的材质据该段实际运行时所承受的最高温度进行合理选择，使材料费用降低。另外在不同的炉子工艺温度下，可选用金属铸造式陶瓷材料烧嘴头，取消了烧嘴砖，简化了烧嘴结构，增加了整个烧嘴工作的可靠性。
实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出。
图3是根据本实用新型提出的带风套喷流对流复合式自身予热烧嘴的剖面图。其结构如下烧嘴头1联接双面筋片换热器5，其内装煤气管2，内管3，喷流筒4，其外套装一个带有进风口、排烟口及引射器的风套壳6。煤气管2与带有煤气进口的后盖7联接；内管3一端与喷流筒4焊接，另一端与后盖7密封联接；风套壳6与后盖7，喷流筒4及双筋片换热器5之间用螺栓密封联接。喷流换热喷流筒4为一个上面钻有若干小孔8的普通钢管，成本低廉。可提高热回收率20～40％。小孔直径、数量及孔间距随空气压力、空气流量等因素不同情况而定，一般孔间距与孔径之比在6～10。孔与热表面间的距离与孔径之比约为5～8。空气喷出速度在20～40m／s之间。
双面筋片换热器5由不同等级的耐热钢分段组成。
风套6用铸铁铸造成形。
综上所述，由于抓住降低排烟温度，提高助燃空气予热温度这一主要环节，对国内外同类烧嘴中换热器部分，烧嘴外壳部分作了改进。其中换热器采用双面筋片分段组成和增加了喷流筒与风套，使其产生对流与喷流复会，冲击冷却形式，将综合传热系数提高30～100％。由于风套的作用，使烟气离烧嘴前进一步受到冷却，回收了烟气余热，同时也改善了工作条件。与国内现有同类烧嘴比较，可节约燃料10～30％左右。
权利要求1.一种带风套喷流对流复合式自身予热烧嘴，其特征是烧嘴头1联接双面筋片换热器5，其内装煤气管2，内管3，喷流筒4，其外套装一个带有进风口、排烟口及引射器的风套壳6。煤气管2与带有煤气进口的后盖7联接；内管3一端与喷流筒4联接，另一端与后盖7密封联接；风套壳6与后盖7，喷流筒4及双筋片换热器5之间用螺栓密封联接。
2.根据权利要求1所述的带风套喷流对流复合式自身予热烧嘴，其特征是喷流筒4上有小孔，其孔间距与孔径之比为6～10；孔与热表面间距离与孔径之比为5～8。
3.根据权利要求1所述的带风套喷流对流复合式自身予热烧嘴，其特征是双面筋片换热器5是分段的。
专利摘要带风套喷流对流复合式自身预热烧嘴是一种集燃烧、助燃空气预热、排烟为一体的节能型工业燃烧装置。该烧嘴由烧嘴头1，煤气管2，内管3，喷流筒4，双筋片换热器5、风套壳6及后盖7组成。其中换热器采用双面筋片分段组成和增加喷流筒与风套，使其产生对流与喷流复合，冲击冷却形式，将综合传热系数提高30～100％。同时降低了排烟温度，进一步回收了烟气余热，改善了工作条件。与国内现有同类烧嘴比较，可节约燃料10～30％左右。
文档编号F23D14/04GK2057495SQ8921418
公开日1990年5月23日 申请日期1989年7月17日 优先权日1989年7月17日
发明者苏和, 张赤, 郭金智 申请人:机械电子工业部第五设计研究院