CN102607026A - 一种管式自身预热式燃气烧嘴 - Google Patents
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Abstract
本发明提高一种管式自身预热式燃气烧嘴，通过采用高效多股流管式换热器，助燃空气预热温度可以达到600~800度，比普通的无空气预热的烧嘴节能30~40%，燃烧热效率达80%以上。同时，采用了多级燃烧和炉内烟气循环技术，使烧嘴的燃烧更加充分，烟气温度更加均匀，氮氧化物NOx排放大幅下降。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃气烧嘴，特别是一种管式自身预热式燃气烧嘴。
背景技术
现有的工业炉窖的燃烧器烧嘴大部分没有预热系统，或空气预热温度不高，当助燃空气进入燃烧室时温度很低，因此需要吸收大量的热，从而使得燃气的燃烧不充分不完全，影响系统的能量转换，烧嘴的火焰温度场也不均匀，严重影响到烧嘴的寿命，而且烟气出口速度不高，排出的烟气温度高，热损失大，烟气中NOx和未完全燃烧的CO排放量大，污染环境而且影响系统工作。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种管式自身预热式燃气烧嘴。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种管式自身预热式燃气烧嘴，包括空气壳体，空气壳体内设置有送风腔，所述空气壳体首端设置有点火和检测电极，燃气进口和助燃空气进口，所述燃气进口连接有燃气通道，所述的燃气通道密封设置在空气壳体内并通向空气壳体的尾端，所述空气壳体尾端连接有一级燃烧室，燃气通道尾端设置有燃烧喷头，所述的空气壳体包括进风腔和送风腔，所述送风腔管体外侧设置有与进风腔相通的一级管式换热器，一级管式换热器的外侧设置有与进风腔相通的二级多股流管式高效换热器，所述的二级多股流管式高效换热器由多根不锈钢或耐热管小管组成，外径从5mm到30mm，二级多股流管式高效换热器外侧设置烟气导管，所述烟气导管、二级多股流管式高效换热器和一级管式换热器三者的尾端相通并通过烟气回流封头与一级燃烧室尾端相通；
作为上述方案的改进，所述的送风腔、烟气导管、二级多股流管式高效换热器和一级管式换热器均为管状结构；
作为上述方案的进一步改进，所述烟气导管连接有烟气壳体；
进一步，所述一级燃烧室尾端可点明火或与辐射管配套使用；
进一步，所述的辐射管可为I型，P型或双P型辐射管；
进一步，所述点火和检测电极由高温合金及陶瓷制造，燃气进口、助燃空气进口、空气壳体和烟气壳体由碳钢或铸件制造而成；
进一步，一次风导管、烟气导管、二级多股流管式高效换热器、一级管式换热器、烟气回流封头、燃烧喷头由耐高温合金制造而成，所述的一级燃烧室由耐高温合金或陶瓷碳化硅制造而成。
本发明的有益效果是：本烧嘴由于采用了高效多股流管式换热器，助燃空气预热温度可以达到600~800度，比普通的无空气预热的烧嘴节能30~40%，燃烧热效率达80%以上。同时，采用了多级燃烧和炉内烟气循环技术，使烧嘴的燃烧更加充分，烟气温度更加均匀，氮氧化物NOx排放大幅下降。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的实施例1的结构示意图；
图3是本发明的实施例2的结构示意图；
图4是本发明的实施例3的结构示意图；
图5是本发明的实施例4的结构示意图。
具体实施方式
参照图1~5，一种管式自身预热式燃气烧嘴，包括空气壳体4，空气壳体4内设置有送风腔，所述空气壳体4首端设置有点火和检测电极1，燃气进口2和助燃空气进口3，所述燃气进口2连接有燃气通道，所述的燃气通道密封设置在空气壳体4内并通向空气壳体4的尾端，所述空气壳体4尾端连接有一级燃烧室10，燃气通道尾端设置有燃烧喷头12，所述的空气壳体4包括进风腔和送风腔，所述送风腔管体外侧设置有与进风腔相通的一级管式换热器9，一级管式换热器9的外侧设置有与进风腔相通的二级多股流管式高效换热器8，二级多股流管式高效换热器8外侧设置烟气导管7，所述烟气导管7、二级多股流管式高效换热器8和一级管式换热器9三者的尾端相通并通过烟气回流封头11与一级燃烧室10尾端相通。所述的二级多股流管式高效换热器由多根不锈钢或耐热管小管组成，外径从5mm到30mm。
所述的送风腔、烟气导管7、二级多股流管式高效换热器8和一级管式换热器9均为管状结构，所述烟气导管7连接有烟气壳体6，所述一级燃烧室10尾端可点明火或与辐射管配套使用，所述的辐射管可为I型，P型或双P型辐射管。
所述点火和检测电极1由高温合金及陶瓷制造，燃气进口2、助燃空气进口3、空气壳体4和烟气壳体6由碳钢或铸件制造而成；一次风导管5、烟气导管7、二级多股流管式高效换热器8、一级管式换热器9、烟气回流封头11、燃烧喷头12由耐高温合金制造而成，所述的一级燃烧室10由耐高温合金或陶瓷碳化硅制造而成。
本发明的工作原理：本系列烧嘴采用部件点火和检测电极1进行自动点火和离子检测，也可以增加紫外探头进行检测，点火可靠，检测火焰稳定。
正常工作时，燃气由燃气进口2进入烧嘴，在燃气喷头12处喷出。常温的助燃空气由空气进口3进入空气壳体4内，然后通过一次风空气导管5分流，分别进入二级多股流管式高效换热器8和一级管式换热器9，在管内高速流过的助燃空气与在管外流出的高速高温烟气（烟气从烟气导管7与一级管式换热器9中间高速流过）进行换热，然后一级助燃空气在一级燃烧室10内与燃气喷头12处喷出燃气进行混合实现不完全燃烧，一级助燃空气供给量只有正常空燃配比的20~50%。二级助燃空气由一级燃烧室10与烟气回流封头11中间的缝隙高速喷出，然后与从一级燃烧室10高速喷出的不完全燃烧的烟气进行混合，形成二次燃烧，从而达到完全燃烧的目的，同时实现火焰的温度更加均匀，不会产生局部高温。高速喷出的烟气，在烟气回流封头11附近形成负压区，吸附流经的烟气20~50%参与到燃烧过程，实现低氧燃烧，从而降低了烟气中的氮氧化物。
作为本发明的实施例1，用于明火加热时，炉膛内的高温烟气从烟气导管7与一级管式换热器9的中间缝隙内流出，在与二级多股流管式高效换热器8和一级管式换热器9内的助燃空气进行热交换后从烟气壳体6排出。
作为本发明的实施例2、3、4，其工作原理相同，此时可以根据实际情况来选择是否使用烟气导管7；当辐射管内径与烟气导管7内径相当时，可以取消；当辐射管内径比烟气导管7外径大10mm以上时，需要使用烟气导管7，以提高烟气流过换热器的流速。
本烧嘴由于采用了高效多股流管式换热器，助燃空气预热温度可以达到600~800度，比普通的无空气预热的烧嘴节能30~40%，燃烧热效率达80%以上。同时，采用了多级燃烧和炉内烟气循环技术，使烧嘴的燃烧更加充分，烟气温度更加均匀，氮氧化物NOx排放大幅下降。
当然，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以基本相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种管式自身预热式燃气烧嘴，包括空气壳体（4），空气壳体（4）内设置有送风腔，所述空气壳体（4）首端设置有点火和检测电极（1），燃气进口（2）和助燃空气进口（3），所述燃气进口（2）连接有燃气通道，所述的燃气通道密封设置在空气壳体（4）内并通向空气壳体（4）的尾端，所述空气壳体（4）尾端连接有一级燃烧室（10），燃气通道尾端设置有燃烧喷头（12），其特征在于：所述的空气壳体（4）包括进风腔和送风腔，所述送风腔管体外侧设置有与进风腔相通的一级管式换热器（9），一级管式换热器（9）的外侧设置有与进风腔相通的二级多股流管式高效换热器（8），二级多股流管式高效换热器（8）外侧设置烟气导管（7），所述烟气导管（7）、二级多股流管式高效换热器（8）和一级管式换热器（9）三者的尾端相通并通过烟气回流封头（11）与一级燃烧室（10）尾端相通。
2.根据权利要求1所述的一种管式自身预热式燃气烧嘴，其特征在于：所述的送风腔、烟气导管（7）、二级多股流管式高效换热器（8）和一级管式换热器（9）均为管状结构。
3.根据权利要求1所述的一种管式自身预热式燃气烧嘴，其特征在于：所述烟气导管（7）连接有烟气壳体（6）。
4.根据权利要求1所述的一种管式自身预热式燃气烧嘴，其特征在于：所述一级燃烧室（10）尾端可点明火或与辐射管配套使用。
5.根据权利要求4所述的一种管式自身预热式燃气烧嘴，其特征在于：所述的辐射管可为I型，P型或双P型辐射管。
6.根据权利要求1所述的一种管式自身预热式燃气烧嘴，其特征在于：所述点火和检测电极（1）由高温合金及陶瓷制造，燃气进口（2）、助燃空气进口（3）、空气壳体（4）和烟气壳体（6）由碳钢或铸件制造而成。
7.根据权利要求1所述的一种管式自身预热式燃气烧嘴，其特征在于：一次风导管（5）、烟气导管（7）、二级多股流管式高效换热器（8）、一级管式换热器（9）、烟气回流封头（11）、燃烧喷头（12）由耐高温合金制造而成，所述的一级燃烧室（10）由耐高温合金或陶瓷碳化硅制造而成。
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