一种蓄热式轧钢加热炉的低氮燃烧装置的制作方法

本发明涉及加热炉领域，具体涉及一种蓄热式轧钢加热炉的低氮燃烧装置。

背景技术：

传统的轧钢加热炉，燃烧器的布置一般都是侧墙布置和炉顶布置方式，烟气是从炉尾烟道排出，这种燃烧方式，可以采用沿炉长方向的大空间分级燃烧、燃料再燃技术来降低燃烧过程中氮氧化物的生成。

随着高温蓄热式燃烧技术的大量采用，炉内呈弥散型燃烧状态，火焰峰值温度降低，炉内温度更加均匀，对热力型nox的降低起到一定作用。

现有的加热钢坯以辐射传热为主，整体火焰温度还是很高，降低氮氧化物的能力有限，而且，由于蓄热燃烧加热炉的燃烧器排布及排烟方式，导致燃烧时火焰较长，蓄热式轧钢加热炉的氮氧化物高；另一方面，由于烟气流程较短，部分燃料未完全燃烧即由排烟口排出，造成烟气中一氧化碳较高。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中存在的不足，提供了一种降低氮氧化物排放的蓄热式轧钢加热炉的低氮燃烧装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种蓄热式轧钢加热炉的低氮燃烧装置，包括加热炉和蓄热燃烧器，所述加热炉侧壁面沿炉宽方向成对对置布置有一组蓄热燃烧器，所述蓄热燃烧器上对应设有燃料管和空气管，所述燃料管用于给加热炉内喷入燃料，所述空气管用于给加热炉内喷入空气。

进一步地，沿着所述加热炉的炉长方向，间隔一定距离设置一组蓄热燃烧器。

进一步地，每支蓄热燃烧器对应的加热炉炉顶开设有两个通孔，一个通孔穿设燃料分管，另一个通孔穿设空气分管；

所述燃料分管一端通过通孔伸入加热炉内，另一端连接燃料管；

所述空气分管一端通过通孔伸入加热炉内，另一端连接空气管。

所述加热炉的两侧，对称设有所述燃料分管、所述燃料管、所述空气分管和所述空气管。

所述空气分管上安装有空气流量调节阀，所述燃料分管上安装有燃气流量调节阀。

所述每支蓄热燃烧器对应的燃料分管和/或空气分管的尺寸不相同。

在成对对置布置的一组蓄热燃烧器中，当其中一支蓄热燃烧器燃烧时，另一支蓄热燃烧器用于蓄热排烟。

本发明实现了沿炉宽方向的燃料再燃技术，适合蓄热式轧钢加热炉现有燃烧状态，一方面降低了蓄热式轧钢加热炉的氮氧化物的排放量，另一方面，实现了燃料的完全燃烧，降低一氧化碳的产生，提高燃烧效率。与此同时，还可以调整燃烧器的空燃比，使主火焰区在欠氧条件下燃烧，进一步的降低氮氧化物排放，从而实现大空间上的空气分级和燃料再燃两种低氮燃烧技术，进一步增加降低氮氧化物的效果。本发明降低氮氧化物排放超过60％。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种蓄热式轧钢加热炉的低氮燃烧装置的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种蓄热式轧钢加热炉的低氮燃烧装置的结构侧视图。

图3为本发明实施例提供的一种蓄热式轧钢加热炉的低氮燃烧装置的结构俯视图。

图中：1-加热炉；2-蓄热燃烧器；3-燃料管；4-空气管；5-燃料分管；6-空气分管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

参见图1-图3，一种蓄热式轧钢加热炉的低氮燃烧装置，包括加热炉1和蓄热燃烧器2，加热炉1的侧壁面沿炉宽方向成对对置布置有一组蓄热燃烧器2，蓄热燃烧器2上对应设有燃料管3和空气管4，燃料管3用于给加热炉内喷入燃料，空气管4用于给加热炉内喷入空气。

本发明通过在蓄热燃烧器上对应引出一股空气和一股燃料，对燃烧器主火焰处生成的nox进行部分还原，降低此处氮氧化物含量。

在本实施例中，沿着加热炉1的炉长方向，间隔一定距离设置一组蓄热燃烧器。

根据炉长，布置多组蓄热燃烧器，每组蓄热燃烧器中的每支蓄热燃烧器都对应设有燃料管和空气管，每支蓄热燃烧器都相应通入空气和燃料，弥补因侧排烟方式，无法燃烧充分的缺点，从而进一步降低氮氧化物含量。

在本实施例中，每支蓄热燃烧器2对应的加热炉1炉顶开设有两个通孔，一个通孔穿设燃料分管5，另一个通孔穿设空气分管6；

燃料分管5一端通过通孔伸入加热炉1内，另一端连接燃料管3；

空气分管6一端通过通孔伸入加热炉1内，另一端连接空气管4。

优选地，加热炉1的两侧，对称设有燃料分管5、燃料管3、空气分管6和空气管4。

在加热炉的两侧均设置多个蓄热燃烧器、燃料分管、燃料管、空气分管和空气管，且两侧的蓄热燃烧器对称设置，同样地，两侧的燃料分管对称设置，燃料管对称设置、空气分管对称设置和空气管也对称设置，每个燃料分管和空气分管可沿着炉宽方向伸入加热炉内相应位置，每支蓄热燃烧器实现了燃料分级燃烧和空气分级燃烧。通过在每支蓄热燃烧器上对应引出一股空气和一股燃料分别进入加热炉的炉膛，使燃烧器主火焰处呈贫氧燃烧，产生co，形成还原气氛，对生成的nox进行部分还原，降低此处氮氧化物含量，远离主火焰处呈富氧燃烧，使产生的co完全燃烧。该实施例一方面降低了热力型nox的生产，另一方面解决了因烟气流程短，燃料不完全燃烧的现象，提高燃烧效率，降低烟气中co的排放。

在另一具体实施例中，空气分管6上安装有空气流量调节阀，燃料分管5上安装有燃气流量调节阀。

通过调节空气流量调节阀和燃气流量调节阀的开度调节燃烧区域的空燃比，使nox和co排放均达到最小值。

在另一具体实施例中，每支蓄热燃烧器2对应的燃料分管5和/或空气分管6的尺寸不相同。

由于燃料分管5和/或空气分管6的尺寸不相同，可以通过调节燃料分管和/或空气分管的尺寸调节燃烧区域的空燃比。在本实施例中，空气量和燃气量根据管道尺寸可进行自由分配，不需控制调节阀的开度即可控制空燃比，一方面简化了控制系统的程序，另一方面避免了控制系统不稳定和不精确造成的开度偏差，进一步造成nox和co排放不稳定。

进一步地，在成对对置布置的一组蓄热燃烧器2中，当其中一支蓄热燃烧器燃烧时，另一支蓄热燃烧器用于蓄热排烟。

本发明针对每一组对置蓄热燃烧器沿炉宽方向进行大空间燃料再燃，进一步降低蓄热式轧钢加热炉的氮氧化物。

本发明的蓄热燃烧加热炉的蓄热燃烧器成对对置布置在加热炉两侧壁面上，每对中的两支蓄热燃烧器周期性切换燃烧，其中一个蓄热燃烧器进行燃料和空气进行燃烧时，另一个蓄热燃烧器作为蓄热排烟通道，实现蓄热燃烧，实现余热回收，提高热效率炉顶喷入的燃料，对蓄热燃烧器主火焰处生成的nox进行部分还原，降低氮氧化物，然后在炉顶喷入过量的空气，保证烟气进入排烟通道前燃料可以充分燃尽，从而实现沿炉宽方向的燃料再燃技术，降低总体氮氧化物的排放。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种蓄热式轧钢加热炉的低氮燃烧装置，包括加热炉和蓄热燃烧器，所述加热炉侧壁面沿炉宽方向成对对置布置有一组蓄热燃烧器，所述蓄热燃烧器上对应设有燃料管和空气管，所述燃料管用于给加热炉内喷入燃料，所述空气管用于给加热炉内喷入空气。沿着所述加热炉的炉长方向，间隔一定距离设置一组蓄热燃烧器。本发明实现了沿炉宽方向的燃料再燃技术，适合蓄热式轧钢加热炉现有燃烧状态，降低了蓄热式轧钢加热炉的氮氧化物的排放量。

技术研发人员：郭行;杨占春;王高月;高峰;宋少鹏
受保护的技术使用者：北京泷涛环境科技有限公司
技术研发日：2019.08.28
技术公布日：2019.11.08