[实用新型]富氧烧嘴

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业炉窑用的高效燃烧设备技术领域，尤其涉及一种富氧烧嘴。

背景技术

目前国内用于工业炉窑的燃气燃烧器大多采用空气包裹燃气的套管式结构，燃气由中心的钢管喷出，助燃空气通过在外围的套管，在旋流器的旋转作用下，以旋转气流的形式喷入炉膛，二者在炉膛内边混合边燃烧，形成圆柱形或喇叭形的回转体火焰，属于典型的非预混燃烧火焰。火焰内部是以燃料为主的还原性气氛，外部是以空气、二氧化碳、水蒸气等燃烧产物为主的氧化性气氛。

这种燃烧器存在如下不足：1、使用时烟气量较大，致使排烟热损失较大，燃料利用率较低；2、对于高炉煤气等低热值燃料而言，现有燃烧器燃烧时因理论燃烧温度过低，无法采用常规燃烧方式，必须采用蓄热式或换热器预热式燃烧技术，无形中增加了燃烧系统的投资成本；3、坯料在加热过程中始终被该氧化性气氛包围，致使坯料氧化烧损严重；4、使用过程中形成的回转体火焰在水平方向上铺展度较短，致使高温区集中在较小的区域，在被加热坯料上的垂直投射面积小、辐射角系数较低，既影响了坯料的加热效果，也极易形成局部高温区，而局部高温区的存在，给热力型氮氧化物的生成提供了便利条件，致使燃烧产物中的氮氧化物含量较高，极易造成环境污染。

另外，现有技术中的富氧烧嘴通常采用在燃烧器下方增设氧枪进行纯氧喷吹的方式，从而达到富氧燃烧的效果，但是该种结构的燃烧器氮氧化物的生成量和助燃剂供入量难于控制。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低廉、使用时烟气量小、排烟热损失少、燃料利用率高、能消除燃烧时火焰局部高温区的富氧烧嘴。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种富氧烧嘴，包括空气供风管、燃气进管和燃烧器壳体，在燃气进管上连接有燃气喷管，燃气喷管穿插在燃烧器壳体中，该富氧烧嘴还包括氧气供风管，在氧气供风管的末端设有氧气喷管，氧气喷管设在燃气喷管中。这样，在使用过程中，由于有氧气的通入，提高了助燃空气中的氧含量，降低了氮气的含量，有效的提高了理论燃烧温度，并且使火焰内部形成了富燃料区，燃料在该区域内发生热解生成大量的大分子烃类化合物，在增加火焰亮度的同时降低了火焰温度，可有效消除火焰中的局部高温区，通过控制连接氧气供风管上阀门开度来调节供入量，火焰刚性好，形状易于控制，燃烧产物中氮氧化物排放量大大降低，大大降低了排烟热损失，提高了燃料利用率。

氧气喷管和燃气喷管同轴设置，这样方便了本实用新型的制造、安装和维修，在使用过程中，不易发生偏流现象。

在燃烧器壳体末端设有燃烧器砖，在燃烧器砖中设有内燃烧腔，内燃烧腔的前端直径大于其后端直径，氧气喷管和燃气喷管的末端设在内燃烧腔的前端。

在燃气喷管上套设有活动风管和固定风管，活动风管的一端为小直径管，套设在燃气喷管上，另一端为大直径管，套设在固定风管上，在活动风管和固定风管的重叠部分上分别设有第一风口和第二风口，在活动风管上设有活动圈和固定圈，转动活动圈能调整两个风口的重合面积，在固定风管和燃气喷管的末端分别内设有第一旋流器和第二旋流器。本实用新型中，内燃烧腔采用缩径通道式结构，即内燃烧腔的前端断面尺寸大于其后端断面尺寸，燃料在内燃烧腔中经过一次燃烧后，将以更高的速度喷入炉膛，提高了火焰喷射速度和火焰长度。

在燃烧器砖中设有二次风通道，二次风通道平行于内燃烧腔且在远离被加热件的一侧，燃料在内燃烧腔内发生一次燃烧后的燃烧产物，通过内燃烧产物通道进入炉膛与二次风通道供入的二次空气发生燃烧，这样使贴近坯料的火焰面呈弱还原性气氛，可有效降低钢坯的氧化烧损率，使坯料加热质量得以大幅度提高。

所述二次风通道和内燃烧产物通道呈长条状。

在燃烧器砖中设有循环烟气通道，循环烟气通道与内燃烧腔连通，和二次风通道分布在内燃烧腔的两侧，循环烟气通道呈长条状。通过采用烟气循环回流冷却技术来降低火焰的温度，有效的避免了火焰根部局部温度过高、使内燃烧室烟气呈还原性气氛，在保护燃烧器砖寿命的同时，大大降低了氮氧化物等污染物的排放量。在本实用新型中，将二次风通道、循环烟气通道和内燃烧腔均设置成长条状，这样会使燃烧器在使用过程中的火焰流为扁平状，平行喷入炉膛，覆盖在坯料表面，辐射角系数大，能有效提高坯料的辐射传热效果，提高了热效率。

与现有技术相比，本实用新型技术具有以下优点：