本发明专利技术公开了一种扁平燃烧装置，包括喷口布置单元、分别连接于喷口布置单元两侧的进气单元和火焰控制单元，喷口布置单元上设置有燃气喷口、一次空气喷口、二次空气喷口和火焰稳定区。本发明专利技术通过对各喷口的合理布置，实现对燃气的引导形成扁平火焰，扁平火焰可有效增加火焰面在坯料上的垂直投射面积，强化传热过程，改善加热质量，在燃烧器布置间距增大的情况下，仍能够保持良好的加热效果，解决了现有燃烧器布置间距受限的问题，降低设备制造成本；另外，本发明专利技术通过对喷口的特殊布置，有效降低燃烧反应区的局部氧浓度和局部高温，有效降低NOX的排放。本发明专利技术可广泛应用于冶金、机械、化工等行业以气体为燃料的热工设备上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种热工设备部件，特别涉及一种高效节能的燃烧装置。
技术介绍
冶金加热炉上使用的燃烧器多是回转体结构，火焰的燃烧通道根部往往是直接位于炉墙上的一个回转体孔，主反应区空气包裹着燃气，旋转喷入炉膛内燃烧，形成圆柱形的回转体火焰。相对于其它孔形而言，回转体孔对于炉墙的强度是最有利的。但是，在其他方面， 这种传统的火焰结构还存在两点不足。( 1)炉内传热差回转体火焰对被加热坯料的传热相对较差，主要表现为火焰在水平方向上铺展程度不够，在被加热料坯上的垂直投射面积小，对钢坯的辐射角系数相对较低。这将导致炉内综合传热系数低，进而降低炉膛热效率和燃料的利用率，不利于节能。(2)局部温度过高回转体火焰呈圆柱形，相同能力条件下回转体火焰在料坯上垂直投射面积小，加热区域更为集中，容易造成局部温度过高等问题，影响料坯的加热质量。(3)燃烧器布置受限制，一次性投资和维护量大回转体火焰在被加热坯料上垂直投射面积小，燃烧器间距过大，容易引起坯料受热不均。而燃烧器的布置间距往往受水梁立柱、侧墙立柱等的影响，又无法随意缩短。并且对于一定长度，燃烧器的间距缩短意味着其数量增加，管道和阀门也相应增加，建设成本和维护成本随之增大。(4)氮氧化物NOx的排放量大随着环保要求的不断提高，传统燃烧器的NOx排放指标逐渐落后，亟待进一步降低燃烧器的NOx排放量。因此，需探索一种高效、节能、环保的燃烧器，使其在被加热料坯上的垂直投射面积大，产生的NOx少，以解决燃烧器加热效率低、加热不均勻、布置受限以及NOx的排放不达标等问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种扁平燃烧装置，该燃烧装置可产生扁平铺展的火焰，增加火焰在坯料上的垂直投射面积，达到强化传热过程、改善加热质量、解决燃烧器布置受限问题的目的。本专利技术的一种扁平燃烧装置，包括喷口布置单元、分别连接于喷口布置单元两侧的进气单元和火焰控制单元，所述喷口布置单元上设置有燃气喷口、一次空气喷口、二次空气喷口和火焰稳定区，火焰稳定区为设置于喷口布置单元上靠近火焰控制单元一侧的柱状区域，燃气喷口和一次空气喷口位于火焰稳定区内，所述进气单元包括与燃气喷口连通的燃气通道、与一次空气喷口连通的一次空气通道和与二次空气喷口连通的二次空气通道， 所述火焰控制单元的横截面为椭圆形且横截面面积沿气流方向逐渐增大形成喇叭口结构， 所述燃气喷口、一次空气喷口、二次空气喷口和火焰稳定区均位于火焰控制单元的入口区域内，所述一次空气喷口呈椭圆形分布于燃气喷口的周围，二次空气喷口呈椭圆形分布于燃气喷口和一次空气喷口的周围，一次空气喷口的分布椭圆与二次空气喷口的分布椭圆长轴方向相同且均与燃气喷口同心，火焰控制单元的椭圆形横截面的长轴与所述任意一个分布椭圆的长轴方向相同。进一步，所述燃气喷口为扁平形状，燃气喷口的长边与所述任意一个分布椭圆的长轴平行，燃气喷口的长边与短边的比值为1 5 ；进一步，所述燃气喷口沿所述任意一个分布椭圆的长轴方向扩张形成扩张角I，扩张角I的角度为0 45° ；进一步，所述任意一个分布椭圆短轴两侧的二次空气喷口的轴线倾斜形成扩张角II， 扩张角II的角度为0 60°，扩张角II大于或等于扩张角I ；进一步，所述火焰控制单元的喇叭口的扩张角III的角度为20 60°，扩张角III大于或等于扩张角II ；进一步，所述二次空气喷口由四组喷口构成，四组喷口两两对称分布于所述任意一个分布椭圆的长轴两侧，同时也两两对称分布于所述任意一个分布椭圆的短轴两侧，位于长轴同一侧的两组喷口的相邻边缘与其分布椭圆中心连线之间的夹角为D4,60° <D4 <150° ； 每组喷口的两个边缘与其分布椭圆中心连线之间的夹角为D5, D4 > 2D5 ；进一步，所述二次空气喷口沿其分布椭圆的径向宽度为Cl1，二次空气喷口边缘与火焰控制单元入口边缘沿分布椭圆的径向距离为d2，IAd1 < d2 < 3/2(^本专利技术的有益效果本专利技术的扁平燃烧装置，包括喷口布置单元、分别连接于喷口布置单元两侧的进气单元和火焰控制单元，喷口布置单元上设置有燃气喷口、一次空气喷口、二次空气喷口和火焰稳定区，本专利技术通过对各喷口的合理布置，实现对燃气的引导形成扁平火焰，扁平火焰可有效增加火焰面在坯料上的垂直投射面积，强化传热过程，改善加热质量，在燃烧器布置间距增大的情况下，仍能够保持良好的加热效果，解决了现有燃烧器布置间距受限的问题，降低设备制造成本，另外，本专利技术通过对喷口的特殊布置，有效降低燃烧反应区的局部氧浓度和局部高温，有效降低NOx的排放。本专利技术可广泛应用于冶金、机械、 化工等行业以气体为燃料的热工设备上。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述； 图1为本专利技术的结构示意图2为图1的A向视图； 图3为图2的B-B剖视图； 图4为图2中的I处局部放大图； 图5、图6和图7为燃气喷口的三种孔型示意图； 图8和图9为二次空气喷口的两种孔型示意图； 图10和图11为一次空气喷口的两种孔型示意图。具体实施例方式以下将结合附图对本专利技术作详细说明，本实施例的扁平燃烧装置，包括喷口布置单元1、分别紧靠喷口布置单元1连接于其两侧的进气单元2和火焰控制单元3，所述喷口布置单元1上设置有燃气喷口 la、一次空气喷口 lb、二次空气喷口 Ic和火焰稳定区ld，火焰稳定区Id为设置于喷口布置单元1上靠近火焰控制单元3 —侧的柱状区域，燃气喷口 Ia 和一次空气喷口 Ib位于火焰稳定区Id内，二次空气喷口 Ic位于火焰稳定区外，即从燃气喷口和一次空气喷口喷出的气体直接进入火焰稳定区的柱状区域内，所述进气单元2包括与燃气喷口 Ia连通的燃气通道加、与一次空气喷口 Ib连通的一次空气通道2b和与二次空气喷口 Ic连通的二次空气通道2c，如图1所示，一次空气通道2b为环绕在燃气通道加外周的环形通道，二次空气通道2c为环绕在一次空气通道2b外周的环形通道，所述火焰控制单元3为横截面面积沿气流方向逐渐增大的喇叭口结构，所述燃气喷口 la、一次空气喷口 lb、二次空气喷口 Ic和火焰稳定区Id均位于火焰控制单元3的入口区域内，所述一次空气喷口 Ib呈椭圆形分布于燃气喷口 Ia的周围，二次空气喷口 Ic呈椭圆形分布于燃气喷口 Ia 和一次空气喷口 Ib的周围，一次空气喷口 Ib的分布椭圆与二次空气喷口 Ic的分布椭圆长轴方向相同且均与燃气喷口 Ia同心，如图10和图11所示，一次空气喷口除并列排布的圆孔外，也可以采用矩形或弧形孔，燃气喷口 la、一次空气喷口 Ib和二次空气喷口 Ic由内向外依次排布，火焰控制单元3的横截面也为椭圆形，该椭圆形横截面的长轴与所述分布椭圆长轴方向相同。由于一次空气喷口 Ib呈椭圆形分布，空气从一次空气喷口 Ib喷出时，在分布椭圆短轴方向上形成气封，迫使燃气喷口 Ia喷出的燃气主要沿着分布椭圆的长轴方向扩散；同时，二次空气喷口 Ic也呈椭圆形分布，空气从二次空气喷口 Ic喷出时，也会在分布椭圆短轴方向上形成气封，迫使燃气沿着分布椭圆的长轴方向进一步扩散。一次空气喷口 Ib喷出的空气与燃气首先在火焰稳定区发生扩散燃烧，形成稳定的扁平火焰，未燃烧的燃气继续在分布椭圆的长轴方向上扩散，与二次空气喷口 Ic喷出的空气在火焰本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种扁平燃烧装置，包括喷口布置单元（１）、分别连接于喷口布置单元（１）两侧的进气单元（２）和火焰控制单元（３），其特征在于：所述喷口布置单元（１）上设置有燃气喷口（１ａ）、一次空气喷口（１ｂ）、二次空气喷口（１ｃ）和火焰稳定区（１ｄ），火焰稳定区（１ｄ）为设置于喷口布置单元（１）上靠近火焰控制单元（３）一侧的柱状区域，燃气喷口（１ａ）和一次空气喷口（１ｂ）位于火焰稳定区（１ｄ）内，所述进气单元（２）包括与燃气喷口（１ａ）连通的燃气通道（２ａ）、与一次空气喷口（１ｂ）连通的一次空气通道（２ｂ）和与二次空气喷口（１ｃ）连通的二次空气通道（２ｃ），所述火焰控制单元（３）的横截面为椭圆形且横截面面积沿气流方向逐渐增大形成喇叭口结构，所述燃气喷口（１ａ）、一次空气喷口（１ｂ）、二次空气喷口（１ｃ）和火焰稳定区（１ｄ）均位于火焰控制单元（３）的入口区域内，所述一次空气喷口（１ｂ）呈椭圆形分布于燃气喷口（１ａ）的周围，二次空气喷口（１ｃ）呈椭圆形分布于燃气喷口（１ａ）和一次空气喷口（１ｂ）的周围，一次空气喷口（１ｂ）的分布椭圆与二次空气喷口（１ｃ）的分布椭圆长轴方向相同且均与燃气喷口（１ａ）同心，火焰控制单元（３）的椭圆形横截面的长轴与所述任意一个分布椭圆的长轴方向相同。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：程奇伯，张道明，雍海泉，
申请(专利权)人：重庆赛迪工业炉有限公司，
类型：发明
国别省市：85
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