用于铝锭铝屑兼用炉的燃烧器制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于铝锭铝屑兼用炉的燃烧器，其包括：空气进气管路、燃气进气管路、混合腔以及点火器，所述空气进气管路和所述燃气进气管路分别与混合腔连通，所述混合腔为螺旋形结构，在所述混合腔的一端设置有火焰喷射口，所述点火器安装在火焰喷射口前端。所述燃烧器采用全预混方式，将燃气与燃烧所需要的全部空气按燃烧最佳值一次性混合均匀，在到达燃烧区后能瞬间完全燃烧。

【技术实现步骤摘要】
用于铝锭铝屑兼用炉的燃烧器
本技术涉及铝锭铝屑熔化设备，具体而言涉及一种用于铝锭铝屑兼用炉的燃烧器。
技术介绍
在加工生产铝制品时首先需要对铝锭或铝屑进行熔化，市面上的用于铝锭铝屑兼用炉的燃烧器大多为后混式燃烧器，为使燃气燃烧完全，势必提供过量空气，燃气与空气的混合比例普遍在1:13以上，注入超过20％的空气量，这种燃烧器燃烧方式是经过短暂的炉膛耐火壁后直接进入燃烧室内混合燃烧，通过自然燃烧方式燃烧。这种燃烧器具有以下缺点：其一，会增大尾气排放量，随烟气携带走约20％的热量，造成火焰不稳定，容易发生脱火；其二，由于空气过量，导致排烟中含有大量未参与燃烧的空气，这些空气将降低炉温，导致热效率低。公知的，燃气的主要成分是甲烷(CH4)，燃烧方程式如下：空气中氧气的含量约为1/5，在理论中，天然气与空气的理想混合比例为1:10。而在实际应用中，供给燃烧的空气往往不等于理论空气需要量。当在送入的空气过低时，燃气燃烧不完全,生成一氧化碳、二氧化碳等致命的污染物：部分空气在高温的条件下生成氮氧化合物，产生大量有害气体排放:在上述过程中，还有部分燃气因氧气不足，造成燃料不完全燃烧，随尾气排放，降低燃气利用率。当送入空气过量时，尾气排放多，带走热量多，火焰不稳定，容易发生脱火，浪费燃气。理论上，在天然气与空气混合比为1:10时，燃气与空气在混合腔中均匀混合，此时燃烧最完全。因此，有必要提供一种燃烧器，使到天然气与空气比例最大限度的接近1:10，燃气达到最完全的燃烧状态，放出更多的热量，在减少尾气排放的同时又减少窑炉内的热量损失。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决铝锭铝屑兼用炉燃烧器天然气利用率低，燃烧慢，污染环境的技术问题，提供一种铝锭铝屑兼用炉专用的燃烧器，使燃气与空气在燃烧前预先充分均匀混合，达到最佳精确的混合比例。有效地降低了天然气的消耗，使燃气充分燃烧，快速升温。为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：提供一种用于铝锭铝屑兼用炉的燃烧器，其包括：空气进气管路、燃气进气管路、混合腔以及点火器，所述空气进气管路和所述燃气进气管路分别与混合腔连通，所述混合腔为螺旋形结构，在所述混合腔的一端设置有火焰喷射口，所述点火器安装在火焰喷射口前端。优选地，在所述空气进气管路与燃气进气管路中分别设置有流量调节阀门。优选地，在所述空气进气管路与燃气进气管路中分别设置有流量计和压力计。优选地，所述燃烧器还包括风机，所述风机与空气进气管路连通。更为优选地，所述混合腔被划分为预混腔、护压腔和火焰喷射口。本技术的燃烧器采用全预混方式，全预混式燃烧是指燃气燃烧反应发生前，将燃气与燃烧所需要的全部空气按燃烧最佳值一次性混合均匀，在到达燃烧区后能瞬间完全燃烧。具体地，本技术的燃烧器具有以下优点：1、利用空气及燃气在混合腔内部以1：10比例充分混合，精确空燃比，节省天然气；2、火焰较长，可以使铝锭熔化效率提高30％左右；3、燃烧更加充分，减少氮氧化合物危害气体排放。附图说明图1为根据本技术的用于铝锭铝屑兼用炉的燃烧器的结构示意图。具体实施方式下面将详细描述本技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。应理解，以下实施方案仅是举例性的，对本技术不构成限制。本技术的保护范围由权利要求书限定。还应理解，在实施本技术的过程中，不必包括下述实施方案中的所有技术特征，这些技术特征可以有多种组合。图1示出了根据本技术的用于铝锭铝屑兼用炉的燃烧器的结构示意图。如图1所示，用于铝锭铝屑兼用炉的燃烧器：空气进气管路1、燃气进气管路2、混合腔3以及点火器4，空气进气管路1和燃气进气管路2分别与混合腔3连通，且混合腔3为螺旋形结构。优选地，按照燃气和空气1:10的预定比例将燃气和空气送入混合腔3中，燃气和空气在混合腔中进行混合，并在螺旋形结构的混合腔中继续流动使混合更为均匀，在混合腔3的一端设置有火焰喷射口，点火器4安装在火焰喷射口前端，点火器点燃混合均匀的燃气和空气后，产生的火焰由火焰喷射口喷出，与铝之间形成冲击作用。优选地，在空气进气管路1与燃气进气管路2中分别设置有流量调节阀门。理论上按照燃气和空气以1:10的比例进行混合，在操作中操作人员可以根据实际的火焰燃烧情况对燃气和空气送入量通过流量调节阀门进行调节，使得达到最佳燃烧效果。优选地，在空气进气管路1与燃气进气管路2中分别设置有流量计和压力计，用于监测管路中流经的空气和燃气的流量和压力，以便对它们进行调节。本技术的燃烧器采用自吸式工作原理，利用燃气的喷射动能在燃气进气管路和混合腔连接处产生负压，吸入空气，且燃气流速越高，负压越大，吸入的空气越多。在本文中，将燃气压力记作P1，流速记作V1；空气压力记作P2，流速记作V2。具体地，当P1<P2，V1<V2时，也就是说空气的流速和压强大于燃气的流速和压强，在燃气进口产生负压。空气的流动带动燃气的吸入，这时会产生非常大的离焰或熄火；当P1＝P2；V1＝V2，同压同速时，空气量主要靠空气阀门调节；当P1>P2；V1>V2时，空气的吸入量由两部分组成，燃气流速带动空气负压的吸入和风机送风。由此，所述燃烧器优选地还包括风机，所述风机与空气进气管路连通。优选地，混合腔3的腔体体积具有梯度，腔体体积沿空气和燃气流动方向逐渐减小。进一步地，混合腔的腔体可以依次被划分为预混腔、护压腔和火焰发射口。当混合气首先进入预混腔后，主要的解决浓度场均匀，之后，混合气在进入护压腔，主要解决速度场和浓度场均匀，且减速增加静压，混合气被点燃后在火焰喷射口流速大于燃烧速度，形成距火焰喷射口20mm-30mm的离焰燃烧，主火燃烧的稳定性靠长明火和耐火通道保证，所以燃烧器燃烧有稳定，火力又集中，燃烧器温度低使用寿命长又节能。在铝锭铝屑兼用炉中，由于铝金属黑度较小，接受辐射传热力较弱，强化对流传热，提高火焰对铝金属的对流十分重要。通过本技术的高强度的燃烧器火焰，强制使火焰与铝之间形成冲击作用，强化传热后，大大缩短总的熔化时间，炉内总的金属烧损减少，燃烧器通入的过量空气少，没有多余的氧气与铝液发生反应，极大的减少氧化烧损。此外，本技术的用于铝锭铝屑兼用炉的燃烧器，在保持原有的窑炉参数不变、风阀和气阀压力不变的情况下，在燃烧前预先使燃气与空气充分均匀混合，达到最佳精确的混合比例，与原有燃烧器对比，节气率可达10％以上，通过梯度混合方式，燃气与空气由各自管道进入燃烧器混合腔，经过自然配风和多次动力混合，在混合腔内阶梯式旋转使燃气分子和氧气分子充分搅散混合，最后混合气由燃烧头高压喷出点燃。由于经过梯度式预混，燃气与空气混合更均匀，燃烧更充分。全预混燃烧不产生燃烧型氮氧化物和快速型氮氧化物，并且全预混燃烧降低了温度型氮氧化物的生成浓度。以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
，均同理包括在本技术的专利保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于铝锭铝屑兼用炉的燃烧器，其特征在于，包括：空气进气管路、燃气进气管路、混合腔以及点火器，所述空气进气管路和所述燃气进气管路分别与混合腔连通，所述混合腔为螺旋形结构，在所述混合腔的一端设置有火焰喷射口，所述点火器安装在火焰喷射口前端；在所述空气进气管路与燃气进气管路中分别设置有流量调节阀门；在所述空气进气管路与燃气进气管路中分别设置有流量计和压力计。

【技术特征摘要】
1.一种用于铝锭铝屑兼用炉的燃烧器，其特征在于，包括：空气进气管路、燃气进气管路、混合腔以及点火器，所述空气进气管路和所述燃气进气管路分别与混合腔连通，所述混合腔为螺旋形结构，在所述混合腔的一端设置有火焰喷射口，所述点火器安装在火焰喷射口前端；在所述空气进气管路与燃气进气管路中分...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雷，张殿杰，王小虎，安立军，李宗保，薛振东，袁向前，周星，
申请(专利权)人：秦皇岛兴龙轮毂有限公司，
类型：新型
国别省市：河北,13