[发明专利]一种上、下组合式低NOx单蓄热烧嘴

说明书

技术领域

本发明属于加热炉和热处理炉加热煤气燃烧技术领域，特别是提供了一种上、下组合式低NOx空气单蓄热烧嘴。

背景技术

传统空气单蓄热式烧嘴的蓄热箱置于炉墙内，空气、烟气容易短路，造成蓄热效率低，控制紊乱。传统空气单蓄热式烧嘴的煤气管安装在烧嘴中心部位，煤气管完全置于高温环境中，工况恶劣，一般3～6个月就需要更换，影响生产，操作维护难度大、费用高。传统空气单蓄热式烧嘴的烧嘴砖采用单一的大喷口，造成空、煤气不能充分混合，空、煤气从喷口喷出过程中不能高效卷吸更多烟气进入燃烧区域稀释助燃空气，不能有效实现“贫氧”燃烧，导致火焰中心温度高，烟气中NOx含量高，环保不达标。本发明“上、下组合式低NOx空气单蓄热烧嘴”正是在这种背景下，创新研制的一种结构新颖，燃烧过程有效抑制NOx生成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种上、下组合式低NOx空气单蓄热烧嘴，解决传统空气单蓄热式烧嘴的煤气管安装在烧嘴中心部位结构上存在的缺陷。可以将助燃空气预热至1000℃以上，实现余热高效回收利用，降低燃料消耗。同时本发明采用贫氧燃烧机理，实现燃料在炉内“贫氧”燃烧，燃烧过程中有效抑制NOx的生成，大幅度降低污染物的排放。

本发明安装在加热炉上加热时，煤气喷口在下，空气喷口在上；安装在加热炉下加热时，煤气喷口在上、空气喷口在下，钢坯在加热过程中，煤气流始终贴着钢坯表面，形成还原性气氛，有效防止钢坯在加热过程中“氧化”和“脱碳”，提高钢坯加热质量。

本发明包括多孔烧嘴砖1、空气蓄热箱、蓄热体3、煤气喷管14；多孔烧嘴砖1 与炉墙同材质耐火浇注料整体浇注成型，安装在空气蓄热箱的前端；蓄热体3安装在空气蓄热箱内；煤气喷管14安装在空气蓄热箱上部或下部；空气蓄热箱前端伸进炉墙150mm，与炉墙钢板连续焊接。

多孔式烧嘴砖1安装在空气蓄热箱的前端，多孔烧嘴砖1采用与炉墙同材质AL₂O₃≥65％低水泥浇注料整体浇注成形。多孔烧嘴砖1四周通过锚固砖13固定在炉墙钢板上，锚固砖13和空气蓄热箱间距在100-150mm，锚固砖间距在300-500mm，多孔烧嘴砖1与烧嘴端面间填塞10～15mm纤维毯。空气蓄热箱四周整体浇注120-160mm 耐高温高强浇注料，以保证多孔烧嘴砖1、空气蓄热箱、炉墙之间密封性和可靠性，防止多孔烧嘴砖1结构不稳，发生炉墙倒塌现象；同时，防止烧嘴四周漏气或吸冷风，以提高烧嘴使用寿命。

空气蓄热箱的壳体由钢板制成外壳，箱体的内衬采用莫来石浇注料和纤维板复合隔热结构，有效防止箱体内热量的散失。壳体插入炉墙部分四周焊接锚固钩，锚固钩的间距为100-120mm，烧嘴四周留120-160mm的无保温层，壳体四周整体浇注 120-160mm耐高温高强浇注料。烧嘴安装板17和炉墙钢板18里外四周采用连续焊接方式连接，以增强空气蓄热箱和炉墙连接处四周的密封性，防止烧嘴漏气或冒火。

空气蓄热箱包括蓄热体3、挡砖2、热端空腔21、格栅板4、安装螺丝8、冷端空腔20等部分。在空气蓄热箱内放置蜂窝状的蓄热体3，蓄热体3高温端设置挡砖 2，遮蔽高温炉气对蓄热体3的辐射热，提高蓄热体3的使用寿命，并通过挡砖2隔开蓄热体3与热端空腔21；蓄热体3低温端设置格栅板4，提高蓄热体3堆放稳定性，格栅板4通过安装螺栓8固定在冷端空腔20上。

热端空腔21在是在浇注一体式多孔烧嘴砖1时，支模浇注成型，并热端空腔21 的端面设空气喷口22。空气喷口22和煤气喷口14为上、下组合式，空气喷口22在设计上采用多流股，喷口的大小和角度通过试验或计算机数值模拟等方法进行最优化设计。空气喷口22设计多孔结构，按照成3行2列排布；煤气喷口14设置在空气蓄热箱上部或下部，成独立的喷口，煤气喷口都设置冷却风接口，保护煤气喷头。

冷端空腔20包括空气入口(烟气出口)7和装卸口5。冷端空腔20端部设置装卸口5，以便在安装和平时维护中对挡砖2、蓄热体3、格栅板4进行拆卸。装卸口 5通过法兰、螺栓等安装在冷端空腔20上。

本发明具有下列优点：