[实用新型]一种低热值燃气旋流钝体烧嘴

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃烧器技术领域，更具体地说，涉及一种低热值燃气旋流钝体烧嘴，主要适用于钢铁企业生产过程产生的低热值煤气的燃烧。

背景技术

燃烧能迅速而又完全燃烧的基本条件主要有：(1)高的温度：温度是燃烧化学反应的基本条件，对燃料的着火、稳定燃烧、燃尽均有重大影响。(2)良好的混合：开缝稳燃体混合是燃烧反应的重要物理条件：混合使下游热烟气回流对上游燃料进行加热，以使其迅速着火。混合也使炉内气流强烈扰动，对燃烧阶段向燃料表面提供氧气，向外扩散二氧化碳，以及燃烧后期促使燃料的燃尽，都是必不可少的条件。(3)足够的燃烧时间：燃料在炉内停留足够的时间，才能达到可燃物的高度燃尽。而烧嘴是燃气燃烧时不可或缺的热工设备。

现有技术中关于燃气烧嘴的结构已有大量公开，如专利公开号：CN 104748118 A，公开日：2015年07月01日，发明创造名称为：一种可调旋流的燃气烧嘴，该申请案公开了一种可调旋流的燃气烧嘴，包括一次风调节装置、二次风调节装置和可调型稳焰装置，其中，可调型稳焰装置包括钝体头和调节环；钝体头包括无底圆筒状的外壳、固定于外壳内的框架和若干个动翼板，框架的中心与外壳的轴向中心重合，框架的中心为燃气通道，动翼板均通过转动轴连接于燃气通道和外壳之间的同一平面上，动翼板以转动轴为中心轴可转动，转动轴穿过外壳的端部通过铰链连接调节环，调节环与拉杆连接，拉杆带动调节环上下运动；该申请案的燃气烧嘴可以通过一次风调节装置保证可燃气与助燃气的初步混合，通过动翼板旋转角度调节又可保障混合可燃气与二次风的充分混合，最大程度保证燃烧器稳定燃烧。但是，该申请案的不足之处在于：在钢铁企业生产过程中，会产生大量的低热值煤气，由于热值低，如果空、煤气进口流速不匹配，特别是当空气流速突然大幅增加或者煤气流速突然大幅降低，就有可能造成脱火，影响现场生产稳定性；不仅如此，脱火之后，操作人员进行二次点火，由于煤气浓度较高，容易爆炸，引发安全事故。脱火是高炉煤气燃烧不稳定现象之一，烧嘴参数对脱火的影响很大，该申请案的燃气烧嘴主要通过喷射燃气卷吸部分空气达到可燃气与助燃气的一次混合，该种烧嘴的形式难以适应低热值燃气的稳定燃烧。

近年来，研究人员对旋流烧嘴做了大量研究，以期望提高其燃烧效率、确保运行稳定性。李德波等对锅炉用旋流燃烧器喷口烧损问题进行研究，分析总结了旋流燃烧器回流区的位置和旋流强度对火焰长度的影响规律以及不同层旋流燃烧器温度场分布的规律，并指出了延长烧嘴喷口的措施；李永华等对低NO_X旋流燃烧器进行改造，调整了一次风口扩张角，并利用fluent对改造前后NOx浓度场进行了验证，改造效果明显；杨培凯等对旋流燃烧器内的助燃空气供给问题进行研究，明确了一、二次风配风比及其流动特性等因素对烧嘴燃烧效率的影响规律；同时也有人对烧结工艺节能问题进行了研究，提出了燃烧器顶烧及侧烧工艺，并分析了烧嘴错排和顺排方式对点火效率的影响；刘程宏等对烧结点火炉温度场进行模拟，研究了喷口之间回流区对炉内温度和压力的影响规律，但不涉及烧嘴的流场组织方式，并忽略了烧嘴自身的旋流对回流区的影响；Yasir M.Al-Abdeli等对实验室内的旋流燃烧器的流动约束、旋流的影响、排放特征、火焰稳定性、流动不稳定性等研究成果做了比较系统的总结，并对某一气体旋流燃烧器的流场做了激光诊断和数值分析。但是以上文献对旋流烧嘴的研究并未涉及当供气压力大幅波动时，低热值燃气在旋流烧嘴上出现脱火问题的克服。

综上所述，如何设计一种新型烧嘴以克服低热值燃气在旋流烧嘴上出现的脱火问题，是现有技术中亟需解决的技术问题。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中低热值燃气在旋流烧嘴上容易出现脱火问题的不足，提供了一种低热值燃气旋流钝体烧嘴，使得低热值燃气的燃烧更加稳定，解决了低热值燃气的燃烧脱火问题。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的低热值燃气旋流钝体烧嘴，包括相互嵌套的内筒和外筒，所述内筒内部构成空气通道，内筒与外筒之间构成燃气通道，所述空气通道内设有空气旋流片，所述燃气通道内设有燃气旋流片；还包括钝体，所述钝体设置在燃气通道出口与空气通道出口的交界处。

作为本实用新型更进一步的改进，所述钝体越过所述燃气通道的整个出口且不越过所述空气通道的外周。

作为本实用新型更进一步的改进，所述钝体包括至少两个扰流块，所述至少两个扰流块等间距地安装在燃气通道出口与空气通道出口的交界处。