用于均匀加热长炉的燃烧器制造技术

本发明专利技术涉及用于炉（19）的具有下述特征的燃烧器（1）：用于至少一种燃料（31）的第一进料部（2），优选具有用于氧化剂（32）的主出口（5），所述氧化剂优选为氧气；第二进料部（3），其环绕所述第一进料部（2），具有用于所述氧化剂（32）的至少一个辅助出口（6）；第三进料部（4），其环绕所述第二进料部（3），具有用于所述氧化剂（32）的至少一个环包射流出口（7），其中所述第二进料部（3）和所述第三进料部（4）设计成使得从所述至少一个辅助出口（6）射出的氧化剂（32）所具有的第一速度（v1）大于从所述至少一个环包射流出口（7）射出的氧化剂（32）所具有的第二速度（v2）。因而所述第二进料部（3）使得能够得到大于或等于通过第三进料部（4）的所述氧化剂（32）的第二体积流（9）的所述氧化剂（32）的第一体积流（8）。通过利用同样是氧化剂（32）的环包射流（16）环绕被进给到燃烧空间（35）的氧化剂（32），使得更长的火焰长度和炉（19）的更均匀加热成为可能，这尤其当在细长的炉内熔化金属时有利。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及用于炉（19）的具有下述特征的燃烧器（1）：用于至少一种燃料（31）的第一进料部（2），优选具有用于氧化剂（32）的主出口（5），所述氧化剂优选为氧气；第二进料部（3），其环绕所述第一进料部（2），具有用于所述氧化剂（32）的至少一个辅助出口（6）；第三进料部（4），其环绕所述第二进料部（3），具有用于所述氧化剂（32）的至少一个环包射流出口（7），其中所述第二进料部（3）和所述第三进料部（4）设计成使得从所述至少一个辅助出口（6）射出的氧化剂（32）所具有的第一速度（v1）大于从所述至少一个环包射流出口（7）射出的氧化剂（32）所具有的第二速度（v2）。因而所述第二进料部（3）使得能够得到大于或等于通过第三进料部（4）的所述氧化剂（32）的第二体积流（9）的所述氧化剂（32）的第一体积流（8）。通过利用同样是氧化剂（32）的环包射流（16）环绕被进给到燃烧空间（35）的氧化剂（32），使得更长的火焰长度和炉（19）的更均匀加热成为可能，这尤其当在细长的炉内熔化金属时有利。【专利说明】用于均匀加热长炉的燃烧器
本专利技术涉及燃烧器、尤其是具有长火焰的燃烧器一其用于均匀地加热长炉。本专利技术还涉及用于均匀地加热长炉的方法。这样的燃烧器和相应的方法优选用于熔化金属、尤其是有色金属。
技术介绍
例如，DE2004037620B4公开了一种具有长度可变的火焰的燃烧器，该燃烧器以气体燃料和氧气运行并且其火焰长度可以设置。根据现有技术，用于熔化金属的炉优选以位于一个端部的燃烧器运行。这个燃烧器通常被安装在炉的进口门处或者炉的进口区域中，即，盖子的区域中。这控制了技术复杂性和成本，尤其是与使用多个燃烧器相比。为了加热更多炉料，正使用越来越长的炉。这引起的不利之处是在炉的与燃烧器对置的一端可能出现低于燃烧器侧的较低温度。这会引起已凝固材料或固体材料的沉积，这尤其在熔化金属时是不利的。例如，在加工合金时如果高熔点成分凝固了，则合成物就会被掺杂。为了避免这种问题，先前已知的燃烧器只是简单地以更大输出运行，即，增加进给的燃料量和氧气的相应量两者。然而，除了增加噪音，这还导致增加了炉和内衬的部件的热载荷，尤其是在靠近燃烧器的区域中的热载荷。尚不可能避免燃烧器侧和对置侧之间温度的明显差异。根据EP2166284A2的燃烧器即使借助非对称流轮廓还是不能实现这个目的，这种燃烧器能适应不同的运行状况。EP0038257A1和EP0663562A2中描述了其它特定的燃烧器，但是这些燃烧器也不能确保新式长炉的均匀加热。
技术实现思路
针对这个背景，本专利技术旨在至少部分地克服现有技术中已知的缺点。尤其，本专利技术要提供一种能够很大程度上均匀加热长炉的燃烧器以及用于运行这样的燃烧器的方法。尤其，本专利技术要比根据现有技术的燃烧器实现更长的火焰长度，同时具有优良的低污染燃烧。这个目的借助如独立权利要求中限定的燃烧器和用于运行这样的燃烧器的方法实现。有利的改进(可以单独使用或彼此结合使用)是各个从属权利要求的主题。根据本专利技术，建议一种具有下述特征的燃烧器:-用于至少一种燃料的设置在中央的第一进料部，尤其具有用于氧化剂的中央主出口，所述氧化剂优选为氧气；-第二进料部，环绕所述第一进料部，具有用于所述氧化剂的至少一个辅助出口；-第三进料部，环绕所述第二进料部，具有用于所述氧化剂的至少一个环包射流出Π,其中所述第二进料部和所述第三进料部设计成使得从所述至少一个辅助出口射出的氧化剂所具有的第一速度大于从所述至少一个环包射流出口射出的氧化剂所具有的第二速度。燃烧器通常是金属部件和/或陶瓷部件，燃烧器的任务是将燃料和氧化剂以协调方式引入燃烧空间。就这点而言，特别重要的是形成被稳定地对准/定位且供应有燃料和氧化剂的火焰。此外，这种燃烧器的部件上的热载荷或热应力应当尽可能低。这是由燃料和氧化剂的合适的喷射来实现的。燃烧空间(尤其在炉内)被火焰加热，热量特别是通过热辐射和热对流传递到炉内。在长炉(尤其具有超过5m的长度，优选超过Sm)的情况下，需要长度与炉的长度近似的火焰以实现均匀加热。居中地设置在燃烧器内的是用于至少一种燃料的第一进料部。气体和/或液体燃料可以用作燃料，诸如例如天然气、生物气和石油。以本身已知的方式，用于用以稳定火焰和减小燃烧器部件的热载荷的氧化剂的主出口优选居中地设置在第一进料部内。此外，燃烧器具有环绕第一进料部、具有用于氧化剂的至少一个辅助出口的第二进料部。借助所述至少一个辅助出口，氧化剂喷射进炉内。通过所述辅助出口，优选地，燃料燃烧所必须的氧气的大部分被供应至火焰。燃烧器还包括环绕第二进料部、具有用于氧化剂的至少一个环包射流出口或覆盖射流出口的第三进料部。通过所述至少一个环包射流出口，形成至少部分地环绕在辅助出口处射出的氧化剂的氧化剂射流。这尤其使得能够保护在辅助出口处射出的氧化剂避开预定区域。尤其，保护辅助射流避开炉内部的通常为湍流的烟道气流。尤其，还保护辅助射流避开燃料射流至少一定距离。为此目的，第一进料部和第三进料部设计成使得从至少一个辅助出口射出的氧化剂所具有的第一速度大于从至少一个环包射流出口射出的氧化剂所具有的第二速度。这达到的效果是在较长距离上辅助射流保持相对致密。尤其，在一定距离上辅助射流和环包射流以几乎层流的方式流动，使得在该距离上不同射流之间的混合基本上仅作为扩散的结果发生。由于环包射流相对于炉的周围物(或可选地火焰)速度较低，所以由于气流间减小的摩擦而显著降低了湍流的影响。与未受保护的辅助射流相对于周围物比较，上述情况也适用于环包射流和辅助射流之间的摩擦影响。此外，环包射流所经受的影响没有直接传递到辅助射流中。这尤其实现了对于火焰的形成而言是决定性的两个效果。首先，由于减小的摩擦影响，氧化剂射流和燃料射流两者都比在根据现有技术的燃烧器的情况下在炉中流动得更远。此外，燃料和氧化剂的混合延迟了一更远的距离。结果，在具有相同量的燃料和氧化剂的情况下，与传统的燃烧相比，在靠近燃烧器的区域中的火焰的温度降低。这具有的效果是获得了更长的火焰长度以及在火焰长度上更均匀的热量输出。与通过增加参与燃烧的全部物质的量和/或速度来加长火焰相t匕，根据本专利技术，炉的热载荷并非局部增加。因此，本文提出的燃烧器装置形成延长的火焰，该延长的火焰以相等或增加的热量输出产生较低的温差。同时，还减少了氮氧化合物的产生，因为如果较少或甚至没有局部温度峰值出现则从外部渗透的或由被供应气体中的杂质引起的氮会被较小程度地氧化。尤其，氮氧化合物的产生被减少到至少在法律容许的限度以下，尤其是可以忽略的量。对于本专利技术而言很重要的环包射流的原理能以多种形式实现。一方面，独立的辅助射流可以被环包射流环绕，随后所述辅助射流和环包射流进而共同形成围绕内部的燃料射流的环包。然而，另一方面，尤其在使用环状喷嘴或者以窄环形式设置的独立喷嘴时，还可能形成被邻近的环状环包射流分别在内侧、外侧或在内侧和外侧两侧环绕的环状辅助射流。在根据本专利技术的燃烧器的另一有利实施例中，第二进料部使得能够得到大于或等于通过第三进料部的氧化剂第二体积流的氧化剂第一体积流。已经发现即使是环包射流内的相对少量的体积流量或小的体积流也能产生良好的保护效果并且能够稳定辅助射流内的较大体积流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·维克，C·温德霍维尔，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：
国别省市：