一种高效低NOx二级自身预热式烧嘴制造技术

一种高效低NOx二级自身预热式烧嘴，包括壳体、空气导管、燃气导管、烟气导管、燃烧室、自冷却电极，壳体上带有空气进口、烟气出口、燃气进口，燃气导管固定在空气导管内且与燃气进口连通，空气导管外套装有与空气导管配合形成空气通道的一级换热器，烟气导管套装在一级换热器的表面上形成连通烟气出口的烟气通道，壳体内设有套装在空气导管表面上的二级换热器，二级换热器设有多个换热器通道Ⅰ、与烟气通道连通的换热器通道Ⅱ，换热器通道Ⅰ的两端分别连通空气进口、空气通道。本实用新型专利技术可对空气进行两级的换热，有效提高了换热的效率，最大化地提高预热空气温度，利用烟气的余热对空气充分预热，提高燃烧效率，极大地提高自预热烧嘴的节能水平。

A high efficiency low NOx two stage self preheating burner

【技术实现步骤摘要】
一种高效低NOx二级自身预热式烧嘴
本技术涉及自身预热式烧嘴的结构，具体涉及一种高效低NOx二级自身预热式烧嘴。
技术介绍
工业类生产活动是能源与环境问题的主要诱因，工业炉窑等设备是大气污染主要来源，同时也是高耗能工业设备。烧嘴作为工业炉窑最主要装置之一，直接决定了工业炉窑的能耗与污染物排放量。自身预热式烧嘴是一类典型的工业炉窑烧嘴，烧嘴既充当燃烧装置，也充当排烟装置，并且同时进行。但常规自身预热式烧嘴的燃烧方式单一，换热效率一直较低；同时传统烧嘴结构在用于空气预热温度较高的常规燃烧模式时，NOx等污染物生成量较大，难以满足环保标准。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供一种高效低NOx二级自身预热式烧嘴。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高效低NOx二级自身预热式烧嘴，包括壳体、空气导管、燃气导管、烟气导管、燃烧室、自冷却电极，壳体上带有空气进口、烟气出口、燃气进口，壳体套装在空气导管的后端外部上，燃气导管固定在空气导管内且与燃气进口连通，燃烧室设置在空气导管前端开口处，自冷却电极的点火端设置在燃烧室内，空气导管外套装有与空气导管配合形成空气通道的一级换热器，烟气导管套装在一级换热器的表面上形成连通烟气出口的烟气通道，所述壳体内设有套装在空气导管表面上的二级换热器，所述二级换热器设有多个用于进入空气的换热器通道Ⅰ、与烟气通道连通的换热器通道Ⅱ，换热器通道Ⅰ的两端分别连通空气进口、空气通道。在本技术中，所述二级换热器包括外壳、多个通道构件，所述多个通道构件环形分布在外壳的内腔中，所述换热器通道Ⅰ、换热器通道Ⅱ由多个通道构件环形分布在外壳的内腔中形成，换热器通道Ⅱ内设有多个垂直于烟气通道气体流动方向的绕流挡板。在本技术中，所述外壳包括第一法兰、第二法兰、换热器外壁、换热器内壁，所述换热器内壁设置在换热器外壁内形成壳体组件，所述第一法兰、第二法兰分别设置在壳体组件两端上。在本技术中，通道构件为薄壁金属板或异形狭缝钢管中的任意一种，所述薄壁金属板或异形狭缝钢管的两端分别连接在第一法兰、第二法兰上形成一个具有两种气体介质通道相间分布的二级换热器。在本技术中，所述壳体包括空气壳体和固定在空气壳体外表面上的燃气壳体，所述空气进口和烟气出口设置在空气壳体上，所述燃气进口设置在燃气壳体上。在本技术中，所述燃气导管内设置有燃气管，所述燃气管的一端延伸至壳体外。在本技术中，通道构件为换热导管，换热导管的两端分别连接在第一法兰、第二法兰上，所述换热器通道Ⅰ的由换热导管的圆形管腔形成。在本技术中，所述二级换热器包括第一法兰、第二法兰、若干平行设置的绕流挡板、通道构件，所述通道构件为换热导管,换热导管贯穿绕流挡板，第一法兰、第二法兰环套在空气导管表面，绕流挡板固定在空气壳体内并沿空气壳体延伸方向交替间隔分布，换热导管的一端固定设置在第一法兰上，换热导管的另一端固定在第二法兰上。在本技术中，所述燃气导管上设有分流器，所述分流器设有连通一级燃气孔的分流通道。在本技术中，还包括风盘，所述风盘套接在分流器表面，风盘表面沿圆周方向设置有风道，风道连通燃烧室和空气导管的内部空间。本技术的有益效果：1.通过在现有常规一级换热器的自预热烧嘴基础上增加二级换热器，空气进入二级换热器后与高温烟气换热，烟气降低温度排出，空气经过了一次的换热升温，烧嘴燃烧后的高温烟气回流至烧嘴时经过一级换热器对空气导管内的空气二次换热升温，即对空气进行两级的换热，有效提高了换热的效率，最大化地提高预热空气温度，利用烟气的余热对空气充分预热，提高燃烧效率，极大地提高自预热烧嘴的节能水平；2.烟气与空气在狭缝形的换热器通道中进行间壁式换热，大幅提高了换热效率。与圆形的换热器通道（即实施例2中的二级换热器）相比，在相同换热器体积下，换热器通道的换热面积更大；在相同换热面积下，换热器通道的换热系数更大。3.采用狭缝形的换热器通道的燃气输入控制结构简单，燃气只采用一个燃气进口进行控制输入，简化了燃气的控制结构，提高控制效率和降低控制成本。4.采用狭缝形的换热器通道能够将1050℃的烟气与空气换热后，再以300℃左右的温度排出烧嘴。5.设置燃气导管和燃气管，两者单独连接供燃气设备，同时在燃气导管上设置位于燃烧室内的分流器，可根据烧嘴燃烧情况或需要设置不同的燃烧模式，可以改变燃气的流动方式，提高燃烧效率，降低NOx的产生，达到节能减排的目的；6.在燃气分级的前提下再结合空气分级技术，通过在空气导管表面设置有冷却风孔，大部分空气从一级换热器进入空气导管到达燃烧室，部分空气从冷却风孔进入空气导管，与进入到燃烧室内的燃气混合，部分空气从第二环缝隙进入加热空间，与燃烧室出口附近的燃气、一级燃烧产物和加热空间内的部分回流烟气混合后进行二次燃烧，成高速火焰，高速火焰能卷吸周围的烟气参与燃烧，能有效的降低火焰燃烧温度，从而减少NOx的产生；7.通过在燃气导管表面套装安装弹簧，并通过安装弹簧固定在空气壳体内，可以在烧嘴内部装置有热膨胀性移位时保证燃气系统结构的安全性与稳固性，进而提高整体设备的实用寿命和使用的安全性。附图说明下面结合附图和实施方式对本技术进一步说明：图1为实施例1的内部结构示意图；图2为实施例1烟气、空气流动方式的示意图；图3为实施例1侧视图；图4为实施例1烟气、空气另一种流动方式的示意图；图5为实施例1中通道构件的第一种设置方式示意图；图6为实施例1中通道构件的第二种设置方式示意图；图7为实施例1中通道构件的第三种设置方式示意图；图8为实施例1中通道构件的第四种设置方式示意图；图9为实施例1中异形狭缝钢管截面短边为方形的示意图；图10为实施例1中异形狭缝钢管截面短边为弧形的示意图；图11为实施例1中支撑件的结构示意图；图12是实施例2的内部结构剖面图；图13是实施例2烟气、空气流动方式的示意图；图14是实施例2烟气、空气另一种流动方式的示意图；图15是实施例2中通道构件为换热导管的结构示意图；图16为翅片管的结构示意图；图17为翅片管另一角度的结构示意图；图18为实施例3的结构示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例1参照图1~8，一种高效低NOx二级自身预热式烧嘴，包括壳体、空气导管22、燃气导管23、烟气导管18、燃烧室25、自冷却电极4；所述壳体包括套装在空气导管22的后端外部上的空气壳体8和固定在空气壳体8外表面上的燃气壳体6，所述空气壳体8上设置有空气进口2和烟气出口3，空气进口2和烟气出口3的相对位置可调，满足不同环境下的应用，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效低NOx二级自身预热式烧嘴，包括壳体、空气导管（22）、燃气导管（23）、烟气导管（18）、燃烧室（25）、自冷却电极（4），壳体上带有空气进口（2）、烟气出口（3）、燃气进口（1），壳体套装在空气导管（22）的后端外部上，燃气导管（23）固定在空气导管（22）内且与燃气进口（1）连通，燃烧室（25）设置在空气导管（22）前端开口处，自冷却电极（4）的点火端设置在燃烧室（25）内，空气导管（22）外套装有与空气导管（22）配合形成空气通道（21）的一级换热器（20），烟气导管（18）套装在一级换热器（20）的表面上形成连通烟气出口（3）的烟气通道（19），其特征在于：所述壳体内设有套装在空气导管（22）表面上的二级换热器（10），所述二级换热器（10）设有多个用于进入空气的换热器通道Ⅰ（13）、与烟气通道（19）连通的换热器通道Ⅱ（13＇），换热器通道Ⅰ（13）的两端分别连通空气进口（2）、空气通道（21）。/n

【技术特征摘要】
20190726 CN 201921193743X1.一种高效低NOx二级自身预热式烧嘴，包括壳体、空气导管（22）、燃气导管（23）、烟气导管（18）、燃烧室（25）、自冷却电极（4），壳体上带有空气进口（2）、烟气出口（3）、燃气进口（1），壳体套装在空气导管（22）的后端外部上，燃气导管（23）固定在空气导管（22）内且与燃气进口（1）连通，燃烧室（25）设置在空气导管（22）前端开口处，自冷却电极（4）的点火端设置在燃烧室（25）内，空气导管（22）外套装有与空气导管（22）配合形成空气通道（21）的一级换热器（20），烟气导管（18）套装在一级换热器（20）的表面上形成连通烟气出口（3）的烟气通道（19），其特征在于：所述壳体内设有套装在空气导管（22）表面上的二级换热器（10），所述二级换热器（10）设有多个用于进入空气的换热器通道Ⅰ（13）、与烟气通道（19）连通的换热器通道Ⅱ（13＇），换热器通道Ⅰ（13）的两端分别连通空气进口（2）、空气通道（21）。


2.根据权利要求1所述的一种高效低NOx二级自身预热式烧嘴，其特征在于：所述二级换热器（10）包括外壳、多个通道构件（33），所述多个通道构件（33）环形分布在外壳的内腔中，所述换热器通道Ⅰ（13）、换热器通道Ⅱ（13＇）由多个通道构件（33）环形分布在外壳的内腔中形成，换热器通道Ⅱ（13＇）内设有多个垂直于烟气通道（19）气体流动方向的绕流挡板（14）。


3.根据权利要求2所述的一种高效低NOx二级自身预热式烧嘴，其特征在于：所述外壳包括第一法兰（11）、第二法兰（12）、换热器外壁（30）、换热器内壁（29），所述换热器内壁（29）设置在换热器外壁（30）内形成壳体组件，所述第一法兰（11）、第二法兰（12）分别设置在壳体组件两端上。


4.根据权利要求2所述的一种高效低NOx二级自身预热式烧嘴，其特征在于：通道构件（33）为薄壁金属板或异形狭缝钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建中，吕永超，潘映沛，颜磊，宋付志，宋晓敏，谢明勇，魏长鸿，
申请(专利权)人：佛山市科皓燃烧设备制造有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44