[發明專利]富氧燃燒器

有效

• 申請號: 201310420786.8
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN103453525A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 李賦屏;黃斌;范翔;袁劍平;歐福文;胡俊;王偉;肖會勇
• 申請（專利權）人: 廣西有色再生金屬有限公司;中國瑞林工程技術有限公司
• 主分類號: F23D14/22
• 分類號: F23D14/22;F23D14/60;F23D14/78;F23D14/48;F23D14/84
• 代理公司: 柳州市集智專利商標事務所 45102
• 代理人: 黃有斯

技術領域

本發明涉及冶金工藝設備制造技術領域，尤其是一種大型冶金工業爐中使用的以高含量氧氣作為助燃氣的氣體燃料的燃燒器及其使用方法。

背景技術

冶金行業中富氧燃燒技術的使用可以延長爐體壽命，提高產品質量，提高燃料燃燒效率。隨著助燃氧氣濃度的不斷提高，一種高效、節能、環保、使用壽命長的高富氧燃燒器具有重要的經濟及技術價值。國內外專家們對富氧燃燒器的革新研究從來沒有停息過，但效果一直不夠理想。

中國實用新型專利“高富氧燃燒器”（公告號為：CN2366695Y，公告日為2000年3月1日），該專利也是一種以含氧量大于９０％的氧氣作為助燃氣體的燃燒器，具有燃料管、供氧管和隔熱燒嘴，燒嘴與燃料管同軸線設置于燃料管前端，軸線位置開設有與燃料管相連通的燃料噴口。燒嘴上與燃料噴口外圈等距離的同一圓周上均布有氧氣噴口，氧氣噴口與供氧管之間燃料管外圍安裝有環形穩壓腔。該高富氧燃燒器在燒嘴處設置助燃氧氣噴出氣流呈多股環繞在燃料氣流之外，使助燃氧氣在與燃料氣混合之前混入適量爐氣，從而達到降低了火焰溫度，增加了火焰動能，爐內溫度分布均勻的目的。這種高富氧燃燒器但當采用天然氣、氫氣等低分子量氣體作燃料氣時，其動能較低，火焰容易發散；特別當燃燒器傾斜安裝時，火焰易發生變形變短，這不僅會影響到爐內溫度分布的均勻性，而且不適合在深度較大的冶金爐體中采用；最重要的問題是：處于燃料氣外圍的氧氣容易使爐內材料氧化，造成冶煉產品的氧含量超標。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種富氧燃燒器，該燃燒器可以解決現有富氧燃燒器在燃燒低分子量燃氣時穩定性差，火焰剛性較弱、變形和鋪展性不好，以及會造成爐內材料的氧化和脫碳問題。

為了解決上述問題，本富氧燃燒器采用以下技術方案：具有位于前方，長度大于5000毫米的插入段和位于后方的接口段兩部分，包括有氧氣管、燃氣管和噴嘴；在所述插入段部分中，所述氧氣管裝在所述燃氣管內，所述氧氣管的前端部與所述燃氣管的前端部之間連接所述噴嘴；所述噴嘴有一個中心噴氣孔和環繞在該中心噴氣孔外的多個外側噴氣孔，所述噴嘴的中心噴氣孔與所述氧氣管的內孔連通，所述噴嘴的各個外側噴氣孔與所述燃氣管的氣道連通所述燃氣管外設有由外套管和位于該外套管與所述燃氣管之間的中間隔管分隔形成的冷卻介質環回通道，冷卻介質環回通道由隔擋環封閉；所述冷卻介質環回通道的進口接頭和出口接頭，以及燃氣管進口接頭和氧氣管進口接頭均設在所述接口段部分中。

進一步地，本頂吹轉爐高富氧燃燒器中，所述噴嘴的各個外側噴氣孔和中心噴氣孔均為直孔；所述噴嘴的各個外側噴氣孔的橫截面積之和：所述噴嘴的中心噴氣孔橫截面積=1：2.5～6,?這個比值過小或過大都將造成助燃氧氣與燃燒氣體的失衡，比值過大時造成燃燒氣體的余量，比值過小時造成助燃氧氣的余量，從而影響燃燒效率；所述噴嘴的中心噴氣孔的長度為130～180毫米，這個長度過小會影響火焰的剛性，過大會影響火焰的穩定性；所述噴嘴的中心噴氣孔的直徑：所述氧氣管內孔直徑=1：1.2～1.57；

所述噴嘴的中心噴氣孔的直徑：所述噴嘴的外側噴氣孔中心的環繞直徑=1：2.43，這個比值過小會減小燃燒器燃燒時的供氧量，不斷增大天然氣流量時將影響燃燒器燃燒效率，甚至造成熄火，當這個比值過大將降低助燃氧氣的噴射動量，影響燃燒火焰的剛性；所述噴嘴的中心噴氣孔的外端口可以設置在位于所述各個外側噴氣孔的外端口的前方，所述噴嘴的中心噴氣孔的外端口與所述各個外側噴氣孔的外端口的距離為3～15毫米。

為方便所述噴嘴的更換，噴嘴與燃氣管的前端部最好為螺紋連接。

上述富氧燃燒器的使用方法是：將所述氧氣管的進口接頭通過氧氣調節閥與含氧量>95%，壓力為0.3～0.5MPa的氧氣源連接；將燃氣管進口接頭通過燃氣調節閥與壓力為0.4MPa的天然氣源連接；將所述冷卻介質環回通道的進口接頭和出口接頭連接冷卻壓縮空氣源或冷卻水源；控制天然氣流量：氧氣流量=1：1.8～2.2的輸出進行富氧燃燒。

燃料最好使用天然氣，燃料和助燃氧氣最好由液態天然氣、液態氧氣氣化而來，它們的溫度相對較低，對燃燒器有一定的降溫作用。

燃料可調最大氣體流量為2090Nm³/h，助燃氧氣可調最大流量為4000?Nm³/h，燃燒器調節比為1:5。

正常工作下，燃料氣體流量為1630Nm³/h，氣壓為0.4?MPa；助燃氧氣正常氣體流量為2900?Nm³/h，氣壓為0.3?MPa。