[实用新型]低氮氧化物混合煤气调焰燃烧装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种工业炉加热专用混合煤气燃烧装置，尤其是可以降低NOx排放的火焰长度可调的混合煤气燃烧装置。

背景技术：

传统调焰烧嘴的一次风和二次风通过嘴前1个同心管进入烧嘴，通过调节安装在烧嘴本体上火焰调节阀调节火焰长度；由于二次风包裹一次风和煤气，二次风发生卷吸作用，使烟气进入不了燃烧区域，产生烟气在小范围内循环，生成局部高温，因此燃烧产物中NOx的含量偏高，一般NOx的含量在100ppm左右。如今，世界各国对环保愈来愈重视，也相应地制定了NOx排放标准，本实用新型“低氮氧化物混合煤气调焰燃烧装置”正是在这种背景下，在吸取了国外先进技术的基础上，创新研制的一种低NOx排放、火焰长度可调、结构简单的创新型低NOx混合煤气调焰燃烧装置。

发明内容：

针对传统烧嘴NOx排放较高的缺点，为了适应我国政府及企业环保意识的不断增强，我们在实践的基础上研制开发出新型“低氮氧化物混合煤气调焰燃烧装置”，不仅使钢坯加热质量得到提升，同时也大大降低了NOx的排放量。

本实用新型涉及的低氮氧化物混合煤气调焰燃烧装置，包括由中心空气喷嘴、一次空气喷嘴和燃料喷嘴组合而成的主喷管及二次空气喷管，其特征在于：二次空气喷管与主喷管分离，平行于主喷管布置，实现二次助燃空气的供给，完成燃料的二级燃烧。

其中烧嘴砖在烧嘴安装时与炉墙一起浇注而成，其中烧嘴砖上二次空气喷口可以是月牙形、圆型、长方形。

一次空气喷嘴设有空气旋流装置。

煤气喷嘴喷头由特殊钢制成，且为螺纹连接，可拆卸。

本实用新型“低氮氧化物混合煤气调焰燃烧装置”采用两级燃烧法的机理，燃料在主喷嘴与高速旋转的一次空气混合发生一级燃烧的同时，二次助燃空气由二次空气喷管喷口f喷出，在炉内与一级燃烧产生的火焰边混合边燃烧，这样不仅使火焰长度增长，混合效果也得到了明显提高，避免产生局部超高温区域，有效降低了燃烧产物中NOx的含量，使其含量低于70ppm；同时二次助燃空气高速喷入炉内时发生卷吸作用，一部分炉内烟气被卷吸到煤气燃烧区域，这样也大大提高沿炉宽方向炉气温度均匀性，提升了钢坯加热质量。

本燃烧装置具有如下功能特点及有益效果：

1)中心助燃空气喷嘴1的主要作用是在烧嘴燃烧负荷降低时，来保证火焰的刚性；通过中心助燃空气喷嘴1进入烧嘴的助燃空气量大约占总助燃空气量的5％左右；在烧嘴正常工作时不用对其进行调节。

2)本燃烧装置的火焰长度主要靠调整一次助燃空气量来调节。正常工作时，一次助燃空气从一次空气喷嘴2高速旋转喷出，将从中间燃料喷口3喷出的混合煤气包裹在中间高速前进，在前进过程中一次助燃空气和燃料不断混合燃烧，这样不仅保证了燃烧质量，同时也保证了火焰的长度。于是我们就可以通过对一次助燃空气的调节来调整火焰的长度，实现调焰功能。一次助燃空气量占总助燃空气量的0～30％。

3)本燃烧装置将二次空气喷嘴4作成单孔，水平置于主喷嘴旁边。正常工作时，二次助燃空气在炉内与一级燃烧的火焰边混合边燃烧，这样可以有效减缓火焰喷出速度沿炉宽的的衰减，延长火焰长度；同时，将二次助燃空气喷管4和主喷嘴分离，当二次风高速喷入炉内时与包裹燃料的一次助燃空气和烟气发生卷吸作用，一部分炉内烟气被卷吸到煤气燃烧区域，这样可以有效降低燃烧产物中NOx的含量，实现NOx低排放的环保功能。二次助燃空气量占总助燃空气量的70～100％。

4)本燃烧装置结构简单主要体现在将烧嘴砖5与炉墙构成一体，烧嘴结构简单实用，其中主喷嘴组合喷口g为圆型、二次空气喷管烧嘴砖喷口f可以根据燃料及燃烧机理需要设计成不同形状，如月牙形、圆型、长方形等。

低NOx的实现：

1)本实用新型采用二级燃烧方式，一次空气在与煤气在炉内混合燃烧时，由于风量在0～30％范围在一级燃烧时，燃烧需要O₂不够，同时一次包裹煤气高速喷入炉内卷吸一部分烟气进入燃烧区域，因此在一级燃烧区域燃烧不完全，一级燃烧区域火焰中心温度得到有效降低，因此在此区域有效抑止NOx的生成。