[發明專利]富氧燃燒器

無效

• 申請號: 201310313036.0
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN103398379A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 王浩;曹強;周煒;龍建榮
• 申請（專利權）人: 中冶華天工程技術有限公司
• 主分類號: F23D14/22
• 分類號: F23D14/22;F23D14/32;F23D14/46;F23L7/00
• 代理公司: 馬鞍山市金橋專利代理有限公司 34111
• 代理人: 周宗如

技術領域

本發明涉及工業爐窯用的高效燃燒設備技術領域，尤其涉及一種富氧燃燒器。

背景技術

目前國內用于工業爐窯的燃氣燃燒器大多采用空氣包裹燃氣的套管式結構，燃氣由中心的鋼管噴出，助燃空氣通過在外圍的套管，在旋流器的旋轉作用下，以旋轉氣流的形式噴入爐膛，二者在爐膛內邊混合邊燃燒，形成圓柱形或喇叭形的回轉體火焰，屬于典型的非預混燃燒火焰。火焰內部是以燃料為主的還原性氣氛，外部是以空氣、二氧化碳、水蒸氣等燃燒產物為主的氧化性氣氛。

這種燃燒器存在如下不足：1、使用時煙氣量較大，致使排煙熱損失較大，燃料利用率較低；2、對于高爐煤氣等低熱值燃料而言，現有燃燒器燃燒時因理論燃燒溫度過低，無法采用常規燃燒方式，必須采用蓄熱式或換熱器預熱式燃燒技術，無形中增加了燃燒系統的投資成本；3、坯料在加熱過程中始終被該氧化性氣氛包圍，致使坯料氧化燒損嚴重；4、使用過程中形成的回轉體火焰在水平方向上鋪展度較短，致使高溫區集中在較小的區域，在被加熱坯料上的垂直投射面積小、輻射角系數較低，既影響了坯料的加熱效果，也極易形成局部高溫區，而局部高溫區的存在，給熱力型氮氧化物的生成提供了便利條件，致使燃燒產物中的氮氧化物含量較高，極易造成環境污染。

另外，現有技術中的富氧燃燒器通常采用在燃燒器下方增設氧槍進行純氧噴吹的方式，從而達到富氧燃燒的效果，但是該種結構的燃燒器氮氧化物的生成量和助燃劑供入量難于控制。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種結構簡單、成本低廉、使用時煙氣量小、排煙熱損失少、燃料利用率高、能消除燃燒時火焰局部高溫區的富氧燃燒器。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種富氧燃燒器，包括空氣供風管、燃氣進管和燃燒器殼體，在燃氣進管上連接有燃氣噴管，燃氣噴管穿插在燃燒器殼體中，該富氧燃燒器還包括氧氣供風管，在氧氣供風管的末端設有氧氣噴管，氧氣噴管設在燃氣噴管中。這樣，在使用過程中，由于有氧氣的通入，提高了助燃空氣中的氧含量，降低了氮氣的含量，有效的提高了理論燃燒溫度，并且使火焰內部形成了富燃料區，燃料在該區域內發生熱解生成大量的大分子烴類化合物，在增加火焰亮度的同時降低了火焰溫度，可有效消除火焰中的局部高溫區，通過控制連接氧氣供風管上閥門開度來調節供入量，火焰剛性好，形狀易于控制，燃燒產物中氮氧化物排放量大大降低，大大降低了排煙熱損失，提高了燃料利用率。

氧氣噴管和燃氣噴管同軸設置，這樣方便了本發明的制造、安裝和維修，在使用過程中，不易發生偏流現象。

在燃燒器殼體末端設有燃燒器磚，在燃燒器磚中設有內燃燒腔，內燃燒腔的前端直徑大于其后端直徑，氧氣噴管和燃氣噴管的末端設在內燃燒腔的前端。

在燃氣噴管上套設有活動風管和固定風管，活動風管的一端為小直徑管，套設在燃氣噴管上，另一端為大直徑管，套設在固定風管上，在活動風管和固定風管的重疊部分上分別設有第一風口和第二風口，在活動風管上設有活動圈和固定圈，轉動活動圈能調整兩個風口的重合面積，在固定風管和燃氣噴管的末端分別內設有第一旋流器和第二旋流器。本發明中，內燃燒腔采用縮徑通道式結構，即內燃燒腔的前端斷面尺寸大于其后端斷面尺寸，燃料在內燃燒腔中經過一次燃燒后，將以更高的速度噴入爐膛，提高了火焰噴射速度和火焰長度。

在燃燒器磚中設有二次風通道，二次風通道平行于內燃燒腔且在遠離被加熱件的一側，燃料在內燃燒腔內發生一次燃燒后的燃燒產物，通過內燃燒產物通道進入爐膛與二次風通道供入的二次空氣發生燃燒，這樣使貼近坯料的火焰面呈弱還原性氣氛，可有效降低鋼坯的氧化燒損率，使坯料加熱質量得以大幅度提高。

所述二次風通道和內燃燒產物通道呈長條狀。

在燃燒器磚中設有循環煙氣通道，循環煙氣通道與內燃燒腔連通，和二次風通道分布在內燃燒腔的兩側，循環煙氣通道呈長條狀。通過采用煙氣循環回流冷卻技術來降低火焰的溫度，有效的避免了火焰根部局部溫度過高、使內燃燒室煙氣呈還原性氣氛，在保護燃燒器磚壽命的同時，大大降低了氮氧化物等污染物的排放量。在本發明中，將二次風通道、循環煙氣通道和內燃燒腔均設置成長條狀，這樣會使燃燒器在使用過程中的火焰流為扁平狀，平行噴入爐膛，覆蓋在坯料表面，輻射角系數大，能有效提高坯料的輻射傳熱效果，提高了熱效率。

與現有技術相比，本發明技術具有以下優點：