CN201363728Y - 空气喷流自身预热烧嘴 - Google Patents

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Abstract

一种空气喷流自身预热烧嘴，包括一个煤***总成，一个与煤***总成相连接的燃烧室，一个装有空气喷流筒的空气喷流换热器，一个装有耐热合金(或陶瓷)筒体的烟气通道换热器，一个烧嘴壳总成。本实用新型空气喷流自身预热烧嘴通过巧妙的设计，将燃烧器和换热器组合成一体。将换热器内置于其中，换热器为耐热合金结构件，外侧流通烟气，内侧流通空气，利用烟气余热预热助燃空气、回收余热、提高燃料理论燃烧温度，节约燃料；空气通道为空气喷流结构，空气经过特殊设计的喷孔，垂直于换热面高速喷流。加热后的空气分两级与煤气混合燃烧，从而降低了氮氧化物NOx生成。

Description

空气喷流自身预热烧嘴
技术领域：
本实用新型属于燃气燃烧器，，特别涉及一种主要应用于工业炉设备上的“空气喷流自身预热烧嘴”。
背景技术：
随着全球能源紧缺、价格飞涨，以及国家“节能、减排、降耗”发展战略的实施，对工业领域中加热、热处理设备的能耗、排放指标要求越来越严格。寻找一种高效节能低排放的燃烧器，已经成为国内外加热、热处理设备使用者、设计研究人员以及此类设备供应商最紧迫的课题。
普通烧嘴仅仅是一个燃料燃烧装置。空气喷流自身预热烧嘴通过煤气及助燃剂(通常为空气)的混合、点火、燃烧，将高温燃烧产物喷入加热设备内加热物料，废气通过烟道及设置在烟道内的“集中式换热器”预热空气回收余热。
发明内容：
本实用新型提供一种主要应用于工业炉设备上的空气喷流自身预热烧嘴。将燃烧器和换热器组合成一体，在作为燃烧器的同时，还作为换热器使用，预热助燃空气，回收余热、提高燃料理论燃烧温度、节约燃料。
本实用新型的技术内容是：
一种空气喷流自身预热烧嘴，其特征在于：有一个煤***总成(17)，煤***总成(17)是由装在后法兰(3)上的点火电极(11)、火焰监测器(2)、煤气接口(1)、煤气管(12)，和装在煤气管(12)右端的煤气喷头(15)与装在煤气管(12)右端外的高温陶瓷空气旋流器(14)组成的；煤***总成右端部安装的是燃烧室(16)，煤***总成(17)与燃烧室(16)外周是空气导向筒(26)，空气导向筒(26)的外周是一个开有特定数量喷孔的空气喷流筒(19)，空气喷流筒(19)左侧壁上有空气入口(5)，空气喷流筒(19)的外周是耐热合金或陶瓷筒体(20)，空气喷流筒(19)的左侧连接后法兰(3)，煤气管(12)左端部和点火电极(11)左端部穿出后法兰(3)；耐热合金或陶瓷筒体(20)右侧连接耐热合金或陶瓷烧嘴头(21)，耐热合金或陶瓷筒体(20)的外周是设有密集筋片的烟气通道(18)，耐热合金或陶瓷筒体(20)的左端部与壳体(24)连接，壳体(24)左侧有端部法兰(22)，右侧有安装法兰(25)，上部为烟气出口(13)，烟气出口(13)上有排烟引射器(23)。
空气喷流筒(19)上有喷孔。
耐热合金或陶瓷筒体(20)的内侧是流通空气通道(10)。
此空气喷流自身预热烧嘴可分为以下5部分：
1)煤***总成(17)，由安装在后法兰(3)上的点火电极(11)、火焰监测器(2)、煤气接口(1)、煤气管(12)、高温陶瓷空气旋流器(14)、煤气喷头(15)组成；
2)燃烧室(16)，安装在煤***总成(17)右端部，与高温陶瓷空气旋流器(14)相联；
3)空气喷流换热器(9)，由空气入口(5)、空气通道(10)、空气导向筒(26)、开有特定数量喷孔的空气喷流筒(19)组成。空气喷流换热器安装在燃烧室(16)外部；
4)烟气通道换热器(7)，由上面铸有密集筋片的耐热合金(或陶瓷)筒体(20)、耐热合金(或陶瓷)烧嘴头(21)、端部法兰(22)组成。烟气通道换热器安装在空气喷流换热器外部；
5)烧嘴壳总成(6)，由排烟引射器(23)、烟气出口(13)、壳体(24)、安装法兰(25)组成。烧嘴壳总成(6)安装在烟气通道换热器外部。
本实用新型的特点是：
空气喷流自身预热烧嘴的特点是：将燃烧器和换热器组合成一体。空气以高速并垂直于换热表面的喷流方式参与换热。利用烟气余热预热助燃空气、回收余热、提高燃料理论燃烧温度，节约燃料。换热后的热空气分两级与煤气混合燃烧，从而降低了氮氧化物NOx生成。
内置其中的换热器为耐热合金结构件，外侧流通烟气，内侧流通空气。烟气通道设有密集的筋片，以增加换热面积，提高换热效果；空气通道为空气喷流结构，空气经过特殊设计的喷孔，垂直于换热面高速喷流。通过空气对换热面的高速垂直冲击，达到破坏流体在换热表面形成的附面层，大大提高了换热效率，空气侧对流给热系数a(阿尔法)是传统平流换热方式的1.5-2倍。
通常，在炉温1100℃条件下，助燃空气可以预热到550-600℃以上，排烟温度可以降低到600-550℃左右，烟气预热回收率可达40％。
附图说明：
图1是空气喷流自身预热烧嘴剖视结构示意图
图中：1煤气接口、2火焰监测器、3后法兰、4空气室、5空气入口、6烧嘴壳总成、7烟气通道换热器、8缝隙1、9空气喷流换热器、10空气通道、11点火电极、12煤气管、13烟气出口、14高温陶瓷空气旋流器、15煤气喷头、16燃烧室、17煤***总成、18烟气通道、19空气喷流筒、20耐热合金(或陶瓷)筒体、21耐热合金(或陶瓷)烧嘴头、22端部法兰、23排烟引射器、24壳体、25安装法兰、26空气导向筒、27喷口、28缝隙2
具体实施方式：
如图1所示，一种空气喷流自身预热烧嘴，包括：
一个由点火电极(11)，后法兰(3)，火焰监测器(2)，煤气接口(1)，煤气管(12)，高温陶瓷空气旋流器(14)，煤气喷头15组成的煤***总成(17)；
一个在煤***总成端部安装的燃烧室(16)；煤***总成(17)，由安装在后法兰(3)上的点火电极(11)、火焰监测器(2)、煤气接口(1)、煤气管(12)、高温陶瓷空气旋流器(14)、煤气喷头(15)组成；
一个由空气入口(5)、空气通道10、开有特定数量喷孔的空气喷流筒19组成的空气喷流换热器9；空气喷流换热器(9)，由空气入口(5)、空气通道(10)、空气导向筒(26)、开有特定数量喷孔的空气喷流筒(19)组成。空气喷流换热器安装在燃烧室(16)外部；
一个由耐热合金(或陶瓷)筒体(20)、耐热合金(或陶瓷)烧嘴头(21)、端部法兰(22)组成的烟气通道换热器(7)；烟气通道换热器(7)，由上面铸有密集筋片的耐热合金(或陶瓷)筒体(20)、耐热合金(或陶瓷)烧嘴头(21)、端部法兰(22)组成。烟气通道换热器安装在空气喷流换热器外部；
一个由排烟引射器(23)、烟气出口(13)、壳体(24)、安装法兰(25)组成的烧嘴壳总成(6)；烧嘴壳总成(6)，由排烟引射器(23)、烟气出口(13)、壳体(24)、安装法兰(25)组成。烧嘴壳总成(6)安装在烟气通道换热器外部。
燃烧室(16)，安装在煤***总成(17)右端部，与高温陶瓷空气旋流器(14)相联。
空气喷流自身预热烧嘴的工作原理是：
1、控制***发出点火指令，点火电极(11)打火，空气/煤气由空气接口(5)、煤气接口(13)同时供入烧嘴、排烟引射器(23)开始工作产生负压抽力；
2、同一时刻，空气进入空气室(4)，经空气喷流筒(19)上的喷孔高速垂直喷向耐热合金(或陶瓷)筒体(20)内表面，经换热后一部分(一次空气)经缝隙1(8)，再经高温陶瓷空气旋流器(14)与煤气混合点火，并在燃烧室(16)中不完全燃烧；另一部分(二次空气)直接从缝隙2(28)喷出，与在燃烧室(16)中不完全燃烧后经喷口(27)喷出的高温不完全燃烧产物再次混合燃烧。
3、同一时刻，煤气经煤气接口(1)，煤气喷头(15)喷出并与一次空气混合/点火/燃烧。
4、与此同时，炉内的高温燃烧产物因排烟引射器(23)产生负压作用，被从炉内经烟气通道(18)吸出，沿途将热量释放给耐热合金铸造筒体外表面及其上密集的筋片，再经烟气出口(13)排出。

Claims (3)

1、一种空气喷流自身预热烧嘴，其特征在于：有一个煤***总成(17)，煤***总成(17)是由装在后法兰(3)上的点火电极(11)、火焰监测器(2)、煤气接口(1)、煤气管(12)，和装在煤气管(12)右端的煤气喷头(15)与装在煤气管(12)右端外的高温陶瓷空气旋流器(14)组成的；煤***总成右端部安装的是燃烧室(16)，煤***总成(17)与燃烧室(16)外周是空气导向筒(26)，空气导向筒(26)的外周是一个开有特定数量喷孔的空气喷流筒(19)，空气喷流筒(19)左侧壁上有空气入口(5)，空气喷流筒(19)的外周是耐热合金或陶瓷筒体(20)，空气喷流筒(19)的左侧连接后法兰(3)，煤气管(12)左端部和点火电极(11)左端部穿出后法兰(3)；耐热合金或陶瓷筒体(20)右侧连接耐热合金或陶瓷烧嘴头(21)，耐热合金或陶瓷筒体(20)的外周是设有密集筋片的烟气通道(18)，耐热合金或陶瓷筒体(20)的左端部与壳体(24)连接，壳体(24)左侧有端部法兰(22)，右侧有安装法兰(25)，上部为烟气出口(13)，烟气出口(13)上有排烟引射器(23)。
2、根据权利要求1所述的空气喷流自身预热烧嘴，其特征在于：空气喷流筒(19)上有喷孔。
3、根据权利要求1所述的空气喷流自身预热烧嘴，其特征在于：耐热合金或陶瓷筒体(20)的内侧是流通空气通道(10)。
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