CN115076687A - 一种基于烟气内循环的低NOx均温I型辐射管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于烟气内循环的低NOx均温I型辐射管，包括：外管，外管底端固接有球形端头；内管，内管位于外管内，内管与外管同轴设置，内管与外管固接，内管的顶部侧壁和底部侧壁均开设有若干导流开口；烧嘴，烧嘴位于外管内，烧嘴与外管固接，烧嘴与外管同轴设置，烧嘴外壁与外管内壁之间留有空隙形成一烟气出口，烧嘴位于内管上方，烧嘴与内管之间留有空隙。本发明通过在内管的顶部和底部开设导流开口，来导出内管中的部分高温烟气并回流内外管间的部分低温烟气，从而改善I型辐射管外管温度的均匀性，增加辐射管内烟气的回流量，降低内管中高温区的温度，降低出口烟气中NOx的含量。

Description

一种基于烟气内循环的低NOx均温I型辐射管
技术领域
本发明涉及燃气辐射管技术领域，特别是涉及一种基于烟气内循环的低NOx均温I型辐射管。
背景技术
由于生产技术的进步，人们对某些钢材的质量提出了更高的要求，这就使得常规的直接火焰加热的热处理方式不再能满足这些高质量产品的需求，进而用于间接加热的辐射管诞生了出来。现今的辐射管主要分为燃气式辐射管和电加热式辐射管，其中燃气式辐射管应用较为广泛，它具有一次能源热利用率高、单位表面积热功率大、运行维护费用低等优点。
I型辐射管是燃气式辐射管的一种常用类型，但是由于I型辐射管烟气流程较短，不能卷吸较多的烟气回流进行混合，因此高温区温度较高，也就导致会生成较多的氮氧化物，同时现有的I型辐射管在内管靠近球形端头一侧由于高温烟气与外管内壁面的直接接触，使得此处附近的外管局部温度较高，也就导致I型辐射管表面温差较大。
因此，亟需设计一种基于烟气内循环的低NOx均温I型辐射管，用以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于烟气内循环的低NOx均温I型辐射管，包括：
外管，所述外管底端固接有球形端头；
内管，所述内管位于所述外管内，所述内管与所述外管同轴设置，所述内管与所述外管固接，所述内管的顶部侧壁和底部侧壁均开设有若干导流开口；
烧嘴，所述烧嘴位于所述外管内，所述烧嘴与所述外管固接，所述烧嘴与所述外管同轴设置，所述烧嘴外壁与所述外管内壁之间留有空隙形成一烟气出口，所述烧嘴位于所述内管上方，所述烧嘴与所述内管之间留有空隙。
优选的，所述导流开口的形状包括但不限于圆形、椭圆形、正方形、长方形。
优选的，所述导流开口的形状、数量、开设位置和尺寸根据辐射管的结构尺寸、燃料种类及额定功率确定。
优选的，所述内管与所述外管之间设置有若干支撑组件，若干所述支撑组件沿竖直方向等间隔设置，所述支撑组件包括若干支撑体，若干所述支撑体沿周向等间隔设置，所述支撑体的一端与所述内管固接，所述支撑体的另一端与所述外管固接。
优选的，所述支撑体的截面为梯形结构，所述支撑体的窄端与所述外管内壁固接，所述支撑体的宽端与所述内管外壁固接。
优选的，所述内管的尺寸和所述内管在所述外管内的位置根据辐射管的尺寸、燃料种类及额定功率确定。
本发明公开了以下技术效果：
本发明通过在内管的顶部开设导流开口，用以促进辐射管内烟气再循环，降低内管中高温区烟气的温度，从而抑制氮氧化物的生成，提高烟气温度的均匀性；通过在内管底部开设导流开口，用以使部分高温烟气提前流出内管，从而提高辐射管中部及靠近烧嘴端外管的表面温度，减小内管流至球形端头的高温烟气流量，控制辐射管球形端头附近的表面温度，从而提高辐射管外管表面温度分布的均匀性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中一种导流开口设置方式的示意图；
图2为本发明中又一种导流开口设置方式的示意图；
其中，1、烧嘴；2、火焰喷口；3、外管；4、内管；5、支撑体；6、球形端头；7、烟气出口；8、导流开口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种基于烟气内循环的低NOx均温I型辐射管，包括：
外管3，所述外管3底端固接有球形端头6；
内管4，所述内管4位于所述外管3内，所述内管4与所述外管3同轴设置，所述内管4与所述外管3固接，所述内管4的顶部侧壁和底部侧壁均开设有若干导流开口8；
烧嘴1，所述烧嘴1位于所述外管3内，所述烧嘴1与所述外管3固接，所述烧嘴1与所述外管3同轴设置，所述烧嘴1外壁与所述外管3内壁之间留有空隙形成一烟气出口7，所述烧嘴1位于所述内管4上方，所述烧嘴1与所述内管4之间留有空隙。
进一步的，所述喷嘴的火焰喷口2位于所述内管4的正上方。
内管4顶部开设的导流开口8可以促进辐射管内烟气再循环，降低内管4中高温区烟气的温度，从而抑制氮氧化物的生成，提高烟气温度的均匀性；内管4底部开设的导流开口8可以使部分高温烟气提前流出内管4，从而提高辐射管中部及靠近烧嘴1端外管3的表面温度，减小内管4流至球形端头6的高温烟气流量，控制球形端头6附近的表面温度，从而提高外管3表面温度分布的均匀性。
进一步的，所述导流开口8的形状包括但不限于圆形、椭圆形、正方形、长方形。
进一步的，所述导流开口8的形状、数量、开设位置和尺寸根据辐射管的结构尺寸、燃料种类及额定功率确定。
通过根据辐射管的结构尺寸、燃料种类及额定功率确定导流开口8的形状、数量、开设位置和尺寸，使导流开口8能够更好的导出内管4中的部分高温烟气并回流内管4与外管3之间的部分低温烟气，从而更好的改善I型辐射管外管3温度的均匀性，增加辐射管内烟气的回流量，降低内管4中高温区的温度，降低出口烟气中NOx的含量。
进一步的，所述内管4与所述外管3之间设置有若干支撑组件，若干所述支撑组件沿竖直方向等间隔设置，所述支撑组件包括若干支撑体5，若干所述支撑体5沿周向等间隔设置，所述支撑体5的一端与所述内管4固接，所述支撑体5的另一端与所述外管3固接。
进一步的，所述支撑体5的截面为梯形结构，所述支撑体5的窄端与所述外管3内壁固接，所述支撑体5的宽端与所述内管4外壁固接。
进一步的，所述内管4的尺寸和所述内管4在所述外管3内的位置根据辐射管的尺寸、燃料种类及额定功率确定。
根据辐射管的结构尺寸、燃料种类及额定功率来确定内管4的尺寸和内管4在所述外管3内的位置同时配合导流开口8的形状、数量、尺寸和开设位置，从而调节辐射管内的烟气回流量以及高温烟气的引出量，提高辐射管表面温度的均匀性，降低出口处烟气中NOx的含量。
工作过程：本发明的I型辐射管在使用过程中，由于内管4顶部开设有导流开口8，因此可以促进辐射管内烟气再循环，降低内管4中高温区烟气的温度，从而抑制氮氧化物的生成，提高烟气温度的均匀性；由于内管4底部开设有导流开口8，因此可以使部分高温烟气提前流出内管4，从而提高辐射管中部及靠近烧嘴1端外管3的表面温度，减小内管4流至球形端头6的高温烟气流量，控制球形端头6附近的表面温度，从而使辐射管表面温度均匀性得到改善。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于烟气内循环的低NOx均温I型辐射管，其特征在于，包括：
外管(3)，所述外管(3)底端固接有球形端头(6)；
内管(4)，所述内管(4)位于所述外管(3)内，所述内管(4)与所述外管(3)同轴设置，所述内管(4)与所述外管(3)固接，所述内管(4)的顶部侧壁和底部侧壁均开设有若干导流开口(8)；
烧嘴(1)，所述烧嘴(1)位于所述外管(3)内，所述烧嘴(1)与所述外管(3)固接，所述烧嘴(1)与所述外管(3)同轴设置，所述烧嘴(1)外壁与所述外管(3)内壁之间留有空隙形成一烟气出口(7)，所述烧嘴(1)位于所述内管(4)上方，所述烧嘴(1)与所述内管(4)之间留有空隙。
2.根据权利要求1所述的一种基于烟气内循环的低NOx均温I型辐射管，其特征在于：所述导流开口(8)的形状包括但不限于圆形、椭圆形、正方形、长方形。
3.根据权利要求2所述的一种基于烟气内循环的低NOx均温I型辐射管，其特征在于：所述导流开口(8)的形状、数量、开设位置和尺寸根据辐射管的结构尺寸、燃料种类及额定功率确定。
4.根据权利要求1所述的一种基于烟气内循环的低NOx均温I型辐射管，其特征在于：所述内管(4)与所述外管(3)之间设置有若干支撑组件，若干所述支撑组件沿竖直方向等间隔设置，所述支撑组件包括若干支撑体(5)，若干所述支撑体(5)沿周向等间隔设置，所述支撑体(5)的一端与所述内管(4)固接，所述支撑体(5)的另一端与所述外管(3)固接。
5.根据权利要求4所述的一种基于烟气内循环的低NOx均温I型辐射管，其特征在于：所述支撑体(5)的截面为梯形结构，所述支撑体(5)的窄端与所述外管(3)内壁固接，所述支撑体(5)的宽端与所述内管(4)外壁固接。
6.根据权利要求1所述的一种基于烟气内循环的低NOx均温I型辐射管，其特征在于：所述内管(4)的尺寸和所述内管(4)在所述外管(3)内的位置根据辐射管的尺寸、燃料种类及额定功率确定。
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