【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种低nox自身预热烧嘴，适用于钢铁、有色、机械、陶瓷等行业的工业炉窑。
技术介绍
1、自身预热烧嘴是工业炉窑的核心供热设备，其主要应用于工业炉窑，有鉴于此，在申请号为cn201720935638.3的专利文献中公开了《一种直喷式低nox自身预热式烧嘴》、cn201811304914.1的专利文献中公开了《一种内部烟气回流低nox自身预热式烧嘴》，上述现有技术中燃气均采用低温、高温分别通过内外管分级供应，实际使用中需要两路燃气管路，系统复杂，空气无多次分级，而且高温二次燃气喷管贯穿燃烧室，在自身预热烧嘴低温工作时，不仅解决不了nox排放问题，而且还存在贯穿燃烧室的燃气管高温烧损使用寿命短的问题；而cn202011161982.4的专利文献中公开了《具有分级功能的ⅰ型自身预热烧嘴》空气虽采用多次分级，但在低温状态下空气燃气很难保证完全混合燃烧，火焰效果较差，易难以达到预期，而且同样存在高温燃气管使用寿命问题。
技术实现思路
1、本技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的低nox自身预热烧嘴。
2、本技术解决上述问题所采用的技术方案是：该低nox自身预热烧嘴，包括壳体、烟气导管、空气导管、端盖、换热器、燃气导管、燃烧室和烧嘴芯，所述烟气导管的一端设置有烟气导管法兰，所述空气导管的一端设置有空气导管法兰，所述烟气导管法兰和空气导管法兰分别设置在壳体的两端，所述端盖设置在空气导管法兰上，所述燃气导管的一端设置在端盖上，所述燃气导管的另一端设
3、进一步地，所述壳体内设置有空气腔体、烟气腔体、空气入口和烟气出口，所述空气腔体和烟气腔体分别与空气入口和烟气出口连通，所述烟气腔体内设置有保温层。
4、进一步地，所述换热器的两端分别为换热器入口端和换热器出口端，所述换热器入口端设置在壳体上，所述换热器出口端与燃烧室配合，所述换热器出口端呈收缩状结构设置，所述换热器出口端上设置有开口，所述开口呈弧形或矩形结构设置，该开口用于将空气通道和加热空间连通。
5、进一步地，所述烟气通道的两端分别为烟气通道出口端和烟气通道入口端，所述烟气通道出口端与烟气腔体连通，所述烟气通道入口端与加热空间连通。
6、进一步地，所述空气通道的两端分别为空气通道入口端和空气通道出口端，所述空气通道入口端与空气腔体连通，所述空气通道出口端与设置在换热器出口端上的开口和设置在燃烧室上的二次风孔连通，所述空气导管上设置有缺口，该缺口用于将空气通道和燃烧室连通。
7、进一步地，所述燃气导管的两端分别为燃气导管入口端和燃气导管出口端，所述端盖上设置有燃气入口，所述燃气导管入口端与燃气入口连通，所述燃气导管出口端与烧嘴芯连通。
8、进一步地，所述燃烧室的两端分别为燃烧室入口端和燃烧室出口端，所述烧嘴芯设置在燃烧室入口端，所述燃烧室出口端外露于换热器出口端，所述燃烧室的外壁设置有凸起，该凸起与空气导管的内壁接触。
9、进一步地，所述燃烧室包括第一腔室和第二腔室，所述第一腔室与第二腔室之间设置有收缩段，所述第一腔室的最大直径为d1，所述收缩段的最小直径为d2，所述第二腔室的最大直径为d3，所述燃烧室出口端的直径为d4，其中4d4≥d1≥2d4，0.8d1≥d2≥d4，d1≥d3≥1.5d4；所述第二腔室上设置有二次风孔，所述二次风孔的数量为a，其中a≥3，所述二次风孔的轴线与燃烧室的轴线夹角为α，其中75°≥α≥0°。
10、进一步地，所述烧嘴芯上设置有外环风孔、内环风孔和气帽，所述外环风孔的数量为m，其中m≥6，优选6和8的1，2，3倍，数量为m的外环风孔呈圆周阵列排布，且其所在圆直径为d，所述内环风孔的数量为n，其中n=m/2-1或n=m-1；所述外环风孔的入口中心至出口中心沿其所在圆逆时针偏转角度为β, 其中20°≥β≥0°，所述内环风孔的轴线与烧嘴芯的轴线夹角为θ，其中30°≥θ≥0°。
11、进一步地，所述气帽上设置有内腔，以及与内腔连通的径向喷孔和轴向喷孔，所述内腔与燃气导管出口端连通，所述径向喷孔的轴线与气帽的轴线垂直，所述径向喷孔的数量为x，其中x=m/2或x=m，所述轴向喷孔的轴线与气帽的轴线平行，所述轴向喷孔数量为y，其中x≥y≥1，当y=1时，所述轴向喷孔的轴线与气帽的轴线重合，所述轴向喷孔与管状喷嘴连接，所述管状喷嘴的内径为d，所述气帽的长度为l，其中d≥l≥3d。
12、相比现有技术，本技术具有以下优点：通过助燃空气多次和燃气两次分级提供，降低燃烧室内氧浓度，延长燃烧时间，降低燃烧室内燃烧强度，燃烧产物强制回流稀释进一步降低火焰温度实现低nox排放；通过形成无明显火焰的扩散燃烧可实现超低nox排放。
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1.一种低NOx自身预热烧嘴，包括壳体（1）、烟气导管（2）、空气导管（3）、端盖（4）、换热器（5）、燃气导管（6）、燃烧室（7）和烧嘴芯（8），所述烟气导管（2）的一端设置有烟气导管法兰（21），所述空气导管（3）的一端设置有空气导管法兰（31），所述烟气导管法兰（21）和空气导管法兰（31）分别设置在壳体（1）的两端，所述端盖（4）设置在空气导管法兰（31）上，所述燃气导管（6）的一端设置在端盖（4）上，所述燃气导管（6）的另一端设置在烧嘴芯（8）上，其特征在于：所述烧嘴芯（8）设置在燃烧室（7）内，所述燃气导管（6）和燃烧室（7）均设置在空气导管（3）内，所述空气导管（3）设置在换热器（5）内，所述换热器（5）设置在烟气导管（2）内，且换热器（5）的外壁与烟气导管（2）的内壁之间形成烟气通道（20），换热器（5）的内壁与空气导管（3）的外壁之间形成空气通道（30），所述换热器（5）的内壁和外壁均设置有换热翅片（53）。
2.根据权利要求1所述的低NOx自身预热烧嘴，其特征在于：所述壳体（1）内设置有空气腔体（10）、烟气腔体（11）、空气入口（101）和烟气出
3.根据权利要求1所述的低NOx自身预热烧嘴，其特征在于：所述换热器（5）的两端分别为换热器入口端（51）和换热器出口端（52），所述换热器入口端（51）设置在壳体（1）上，所述换热器出口端（52）与燃烧室（7）配合，所述换热器出口端（52）上设置有开口（54）。
4.根据权利要求1所述的低NOx自身预热烧嘴，其特征在于：所述烟气通道（20）的两端分别为烟气通道出口端（201）和烟气通道入口端（202），所述烟气通道出口端（201）与烟气腔体（11）连通，所述烟气通道入口端（202）与加热空间连通。
5.根据权利要求1所述的低NOx自身预热烧嘴，其特征在于：所述空气通道（30）的两端分别为空气通道入口端（301）和空气通道出口端（302），所述空气通道入口端（301）与空气腔体（10）连通，所述空气通道出口端（302）与设置在换热器出口端（52）上的开口（54）和设置在燃烧室（7）上的二次风孔（74）连通，所述空气导管（3）上设置有缺口（32）。
6.根据权利要求1所述的低NOx自身预热烧嘴，其特征在于：所述燃气导管（6）的两端分别为燃气导管入口端（61）和燃气导管出口端（62），所述端盖（4）上设置有燃气入口（40），所述燃气导管入口端（61）与燃气入口（40）连通，所述燃气导管出口端（62）与烧嘴芯（8）连通。
7.根据权利要求1所述的低NOx自身预热烧嘴，其特征在于：所述燃烧室（7）的两端分别为燃烧室入口端（71）和燃烧室出口端（72），所述烧嘴芯（8）设置在燃烧室入口端（71），所述燃烧室出口端（72）外露于换热器出口端（52），所述燃烧室（7）的外壁设置有凸起（73）。
8.根据权利要求7所述的低NOx自身预热烧嘴，其特征在于：所述燃烧室（7）包括第一腔室（701）和第二腔室（702），所述第一腔室（701）与第二腔室（702）之间设置有收缩段（703），所述第一腔室（701）的最大直径为D1，所述收缩段（703）的最小直径为D2，所述第二腔室（702）的最大直径为D3，所述燃烧室出口端（72）的直径为D4，其中4D4≥D1≥2D4，0.8D1≥D2≥D4，D1≥D3≥1.5D4；所述第二腔室（702）上设置有二次风孔（74），所述二次风孔（74）的数量为a，其中a≥3，所述二次风孔（74）的轴线与燃烧室（7）的轴线夹角为α，其中75°≥α≥0°。
9.根据权利要求1所述的低NOx自身预热烧嘴，其特征在于：所述烧嘴芯（8）上设置有外环风孔（81）、内环风孔（82）和气帽（83），所述外环风孔（81）的数量为m，其中m≥6，数量为m的外环风孔（81）呈圆周阵列排布，且其所在圆直径为D，所述内环风孔（82）的数量为n，其中n=m/2-1或n=m-1；所述外环风孔（81）的入口中心至出口中心沿其所在圆逆时针偏转角度为β, 其中20°≥β≥0°，所述内环风孔（82）的轴线与烧嘴芯（8）的轴线夹角为θ，其中30°≥θ≥0°。
10.根据权利要求9所述的低NOx自身预热烧嘴，其特征在于：所述气帽（83）上设置有内腔（830），以及与内腔（830）连通的径向喷孔（831）和轴向喷孔（832），所述内腔（830）与燃气导管出口端（62）连通，所述径向喷孔（831）的数量为x，其中x=m/2或x=m，所述轴向喷孔...
【技术特征摘要】
1.一种低nox自身预热烧嘴，包括壳体（1）、烟气导管（2）、空气导管（3）、端盖（4）、换热器（5）、燃气导管（6）、燃烧室（7）和烧嘴芯（8），所述烟气导管（2）的一端设置有烟气导管法兰（21），所述空气导管（3）的一端设置有空气导管法兰（31），所述烟气导管法兰（21）和空气导管法兰（31）分别设置在壳体（1）的两端，所述端盖（4）设置在空气导管法兰（31）上，所述燃气导管（6）的一端设置在端盖（4）上，所述燃气导管（6）的另一端设置在烧嘴芯（8）上，其特征在于：所述烧嘴芯（8）设置在燃烧室（7）内，所述燃气导管（6）和燃烧室（7）均设置在空气导管（3）内，所述空气导管（3）设置在换热器（5）内，所述换热器（5）设置在烟气导管（2）内，且换热器（5）的外壁与烟气导管（2）的内壁之间形成烟气通道（20），换热器（5）的内壁与空气导管（3）的外壁之间形成空气通道（30），所述换热器（5）的内壁和外壁均设置有换热翅片（53）。
2.根据权利要求1所述的低nox自身预热烧嘴，其特征在于：所述壳体（1）内设置有空气腔体（10）、烟气腔体（11）、空气入口（101）和烟气出口（110），所述空气腔体（10）和烟气腔体（11）分别与空气入口（101）和烟气出口（110）连通，所述烟气腔体（11）内设置有保温层（111）。
3.根据权利要求1所述的低nox自身预热烧嘴，其特征在于：所述换热器（5）的两端分别为换热器入口端（51）和换热器出口端（52），所述换热器入口端（51）设置在壳体（1）上，所述换热器出口端（52）与燃烧室（7）配合，所述换热器出口端（52）上设置有开口（54）。
4.根据权利要求1所述的低nox自身预热烧嘴，其特征在于：所述烟气通道（20）的两端分别为烟气通道出口端（201）和烟气通道入口端（202），所述烟气通道出口端（201）与烟气腔体（11）连通，所述烟气通道入口端（202）与加热空间连通。
5.根据权利要求1所述的低nox自身预热烧嘴，其特征在于：所述空气通道（30）的两端分别为空气通道入口端（301）和空气通道出口端（302），所述空气通道入口端（301）与空气腔体（10）连通，所述空气通道出口端（302）与设置在换热器出口端（52）上的开口（54）和设置在燃烧室（7）上的二次风孔（74）连通，所述空气导管（3）上设置有缺口（32）。
6.根据权利要求1所述的低nox自身预热烧嘴，其特征在于：所...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘景新，高恒，邱淑建，李恩，
申请(专利权)人：杭州中景科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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