一种蓄热式烧嘴制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于冶金、机械、石化等行业燃气加热炉和热处理炉上的蓄热式烧嘴，主要由煤气烧嘴、换向装置、蓄热筒、烧嘴砖组成，该煤气烧嘴为３层套筒焊接成的整体结构，与煤气烧嘴螺纹连接的换向装置内部用隔板分成上下两个腔，每个腔分别安装有用气缸控制的蝶阀来实现烧嘴的换向，与换向装置螺纹连接的蓄热筒分为两组，每个蓄热筒内部放置有蓄热体，该装置结构紧凑、体积小、重量轻、气体流动阻力小，氮氧化物的生成量低，是一种安全、可靠、实用的理想装置。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及冶金、机械、石化等行业的燃气加热炉、热处理炉上使用的蓄热式烧嘴。现有的蓄热式烧嘴的结构如图8、图9所示，主要由两组烧嘴及外置的三通煤气换向阀及外置的四通空气/烟气换向阀组成。每组烧嘴均由煤气喷头1、方形焊接壳体2、蓄热体3、方形焊接壳体耐火材料内衬4组成。蓄热体3一般由多个球状、片状或拉西环等形状物体组成。蓄热式烧嘴的工作原理是，当甲烧嘴处于燃烧状态时，外置的煤气换向阀使煤气和甲烧嘴接通，乙烧嘴不通煤气。外置的空气/烟气换向阀使助燃空气和甲烧嘴接通，使排烟管道和乙烧嘴接通，助燃空气通过甲烧嘴的蓄热体时，蓄热体将积蓄的热量传给助燃空气，将助燃空气预热。而此时乙烧嘴处于蓄热状态，高温烟气流过乙烧嘴的蓄热体时，将热量传给蓄热体。经过一段时间，煤气换向阀和空气/烟气换向阀换向，甲烧嘴由燃烧状态变为蓄热状态，乙烧嘴由蓄热状态变为燃烧状态，完成烧嘴的一个燃烧周期。该装置的缺点1是烧嘴本体不带换向装置，工作时必需至少两个一组进行。由于在换向过程中，原来处于燃烧状态的烧嘴由鼓风正压状态变为排烟负压状态，这就使外置煤气换向阀和烧嘴间的煤气管内的部分残留煤气进入排烟管道，造成排放超标，同时也带来一定的爆炸危险性；缺点2是蓄热式烧嘴的蓄热体为球状、片状或拉西环等形状，单位体积蓄热体的表面积小，单位流通面积小，烧嘴的体积、重量和流动阻力均较大；缺点3是烧嘴的助燃风一次全部进入蓄热体预热，预热后的助燃风温高达1000℃以上，使火焰高温区集中，温度升高，氮氧化物的生成量大大提高。本技术的目的是提供一种结构紧凑、体积小、重量轻、流动阻力小，氮氧化物排放低、带有内部换向机构并且使用安全可靠的蓄热式烧嘴。本技术主要由煤气喷嘴、换向装置、蓄热筒和烧嘴砖组成，煤气喷嘴为3层套筒焊接为一整体结构，其外层为一次空气通道，中间层为煤气通道，内层为中心空气通道，3层通道的下部是带锥度的煤气烧嘴的喷头，在一次空气通道和煤气通道内下部分别放置有旋流片，煤气喷嘴和换向装置采用螺纹连接，换向装置为焊接结构，其内部通过中间隔板和与中间隔板通过螺纹连接的两个直角形碟阀将换向装置的内部空间分为上下两个腔(上腔和下腔)，两个直角形碟阀分别由两个微型摆动气缸驱动，使上下两个腔交替地与二次空气入口和排烟口相通，在碟阀、中间隔板和换向装置的壳体间设置了密封结构，换向装置的中心为一圆形通孔，用于煤气喷嘴的安装，换向装置与蓄热筒和二次空气管道及排烟管道通过螺纹连接，蓄热筒的外形为方形钢板焊接结构，中心为一圆形通孔，用于煤气喷嘴的安装，在外部壳体和中心通孔间通过隔板，将整个筒体划分为体积相同的4～8个偶数个方筒，每个方筒内放置蓄热体，而这4～8个偶数个方筒又分为两个组“Ⅰ组”和“Ⅱ组”，其中“Ⅰ组”与换向装置的上腔相通，“Ⅱ组”与换向装置的下腔相通，使蓄热筒有两组蓄热体，在蓄热筒的每个方筒的上下部设有密封装置，蓄热体采用蜂窝陶瓷结构，材质视排烟温度可选用堇青石或高铝质，在蓄热筒的外壳和4～8个偶数个方筒之间填有耐火纤维保温材料，蓄热筒与换向装置和烧嘴砖之间采用螺纹连接，烧嘴砖的中心为圆形通孔，用于煤气喷嘴的安装，外壳为方形结构，在方形外壳和中心通孔间填有高温耐火材料，烧嘴砖在与蓄热筒的4～8个偶数个方筒的中心相对应的部位开有相应数量的圆孔，与蓄热筒的两组蓄热体相对应，这4～8个偶数个圆孔也分为“Ⅰ组”和“Ⅱ组”两个组，“Ⅰ组”圆孔位于烧嘴砖的四角，而“Ⅱ组”圆孔位于烧嘴砖的四边中心，“Ⅱ组”圆孔的出口为“L”形。由于采用带有内部换向机构的蓄热式烧嘴及蓄热体采用蜂窝陶瓷结构，使得该烧嘴结构紧凑、体积小、重量轻、气体流动阻力小，并减少了外置煤气换向阀和烧嘴间的煤气管内的部分残留煤气进入排烟管道造成排放超标带来的爆炸危险性，使得该烧嘴工作安全可靠。由于采用了带有一次空气入口、二次空气入口、中心空气入口的煤气喷嘴及带有二次空气入口的换向装置，使得火焰高温区分散，温度降低，氮氧化物的生成量大大降低。附图说明图1为本技术实施例蓄热式烧嘴的B-B剖视图；图2为本技术实施例蓄热式烧嘴的B-B剖视图(图3)的A向视图；图3为图1的左视图；图4为图3的Ⅴ部(换向阀)局部放大图；图5为图1的Ⅰ部(蓄热式喷嘴的喷头)放大图；图6为本技术实施例蓄热式烧嘴换向后的B-B剖视图；图7为本技术实施例(图6)的C-C剖视图。图8为现有蓄热式烧嘴外形结构示意图；图9为现有蓄热式烧嘴外形结构示意图(图8)的A-A剖面以下结合附图对本技术实施例做进一步详细描述。图1～图7为本技术的最佳实施例。图1～图7所示的蓄热式烧嘴，主要由煤气烧嘴5、换向装置6、蓄热筒7、烧嘴砖8组成，该煤气烧嘴5的3层套筒焊接体由下部带有锥度的中心空气通道作为内层；由分别带有拐脖的煤气通道、一次空气通道作为中间层和外层，3层通道的下部焊接有带锥度的煤气烧嘴的喷头11，在一次空气通道和煤气通道内分别放置有环形的旋流片9、10。煤气喷嘴5、换向装置6、蓄热筒7、烧嘴砖8采用螺纹连接，中间隔板12和换向装置6的壳体间焊接的放置密封结构的槽里放置了密封结构15，以保证上下两个腔的密闭性。蓄热筒7在外部壳体和中心通孔间通过8块隔板16，将整个筒体划分为体积相同的8个方筒，8个方筒内均放置有蓄热体17，而这8个方筒又分为两个组，每组4个，其中“Ⅰ组”与换向装置6的上腔相通，“Ⅱ组”与换向装置6的下腔相通，在蓄热筒7的每个方筒的上下部设有密封装置18，蓄热体17采用蜂窝陶瓷结构，材质视排烟温度可选用堇青石或高铝质，在蓄热筒7的外壳和8个方筒之间填有耐火纤维保温材料。中心为圆形通孔的烧嘴砖8外壳为方形带圆角结构，在与蓄热筒7的8个方筒的中心相对应的部位开有8个圆孔，这8个圆孔也分为“Ⅰ组”和“Ⅱ组”两个组，“Ⅰ组”圆孔位于烧嘴砖的四角，而“Ⅱ组”圆孔位于烧嘴砖的四边中心，“Ⅱ组”圆孔的出口为“L”形，以加大出口面积。蓄热式烧嘴在工作时煤气从煤气喷嘴5的煤气入口进入烧嘴，一次助燃空气从煤气喷嘴5的一次空气入口进入烧嘴，煤气和一次助燃空气沿煤气喷嘴5的外环和中环，经旋流片9、10，最后从煤气喷嘴5的喷头11进入炉膛，进行一次不完全燃烧。二次助燃空气由二次空气入口进入烧嘴的换向装置6的下腔，然后进入蓄热筒7的“Ⅱ组”蓄热体内，与蓄热体进行热交换，经预热后的高温二次助燃空气最后经烧嘴砖8的“Ⅱ组”圆孔进入炉膛，与煤气喷嘴5的一次不完全燃烧产物混合燃烧(二次助燃空气的流动如图1中的实心箭头所示)。而此时一、二次燃烧产生的高温烟气，则由烧嘴砖8的“Ⅰ组”圆孔进入蓄热筒7的“Ⅰ组”蓄热体17内，将所携带的大部分余热积蓄于“Ⅰ组”蓄热体17内，而释放热量后的低温烟气则进入换向装置6的上腔，最后进入排烟管道排出(烟气的流动如图1中的空心箭头所示)。经过一段时间后，蓄热筒7的“Ⅱ组”蓄热体17所积蓄的热量大部分被二次助燃空气所带走，而蓄热筒7的“Ⅰ组”蓄热体17也积蓄了大量的热量，此时两个换向蝶阀13在两个微型摆动气缸14的驱动下，由图1的位置变为图6的位置。在换向过程中，煤气的一次不完全燃烧过程与上面相同，仍在继续进行。但二次助燃空气则由图8中的二次空气入口进入换向装置6的上腔，然后进入蓄热筒7的“Ⅰ组”本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄热式烧嘴，主要由煤气喷嘴５、换向装置６、方形蓄热筒７和烧嘴砖８组成，煤气喷嘴５为３层套筒焊接为一整体结构，其外层为一次空气通道，中间层为煤气通道，内层为中心空气通道，３层通道的下部是带有锥度的煤气烧嘴５的喷头１１，在一次空气通道和煤气通道内下部分别放置有旋流片９、１０，煤气喷嘴５和换向装置６采用螺纹连接，换向装置６为焊接结构，其内部通过中间隔板１２和两个与中间隔板１２螺纹连接在一起的两个直角形碟阀１３将换向装置６的内部空间分为上下两个腔（上腔和下腔），两个直角形碟阀１３分别由两个微型摆动气缸１４驱动，使上下两个腔交替地与二次空气入口和排烟口相通，在碟阀１３、中间隔板１２和换向装置６的壳体间设置了密封结构１５，换向装置６的中心为一圆形通孔，用于煤气喷嘴５的安装，换向装置６与蓄热筒７和二次空气管道及排烟管道通过螺纹连接，蓄热筒７的外形为方形钢板焊接结构，中心为一圆形通孔，用于煤气喷嘴５的安装，在外部壳体和中心通孔间通过隔板１６，将整个筒体划分为４～８个偶数个体积相同的方筒，每个方筒内放置蓄热体１７，而这４～８个偶数个方筒又分为两个组“Ⅰ组”和“Ⅱ组”，其中“Ⅰ组”与换向装置６的上腔相通，“Ⅱ组”与换向装置６的下腔相通，使蓄热筒７有两组蓄热体１７，在蓄热筒７的每个方筒的上下部设有密封装置１８，蓄热体１７采用蜂窝陶瓷结构，在蓄热筒７的外壳和４～８个偶数个方筒之间填有耐火纤维保温材料１９，蓄热筒７与换向装置６和烧嘴砖８之间采用螺纹连接，烧嘴砖８的中心为圆形通孔，用于煤气喷嘴５的安装，外壳为方形结构，在方形外壳和中心通孔间填有高温耐火材料２０，烧嘴砖８在与蓄热筒７的４～８个偶数个方筒的中心相对应的部位开有相应数量的圆孔，与蓄热筒７的两组蓄热体１７相对应，这４～８个偶数个圆孔也分为“Ⅰ组”和“Ⅱ组”两个组，“Ⅰ组”圆孔位于烧嘴砖８的四角，而“Ⅱ组”圆孔位于烧嘴砖８的四边中心，“Ⅱ组”圆孔的出口为“Ｌ”形。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张富信，戴玳，
申请(专利权)人：冶金工业部北京冶金设备研究院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]