專利名稱：帶風(fēng)套噴流對流復(fù)合式自身預(yù)熱燒嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
帶風(fēng)套噴流對流復(fù)合式自身予熱燒嘴是一種集燃燒、助燃空氣予熱、排煙為一體的節(jié)能型工業(yè)爐燃燒裝置。它可廣泛用于以氣體，液體為燃料的各種工業(yè)爐窯。
自身予熱燒嘴結(jié)構(gòu)一般由燒嘴磚、燒嘴頭、換熱器、燒嘴殼、排煙引射器及排煙通道組成。
與一般燒嘴相比，自身予熱燒嘴中空氣予熱器性能的優(yōu)劣、助燃空氣和排出煙氣溫度的高低，是評價這種燒嘴的重要指標(biāo)。
目前國內(nèi)使用的自身予熱燒嘴均為耐熱鋼板焊接結(jié)構(gòu)(見剖面


圖1)。換熱器部分僅在煙氣通道一側(cè)焊有少量筋片1，換熱性能較差。一般在使用時須另外串接一臺單獨的空氣予熱器2。燒嘴外殼雖有風(fēng)套，但受特定結(jié)構(gòu)限制，在前部形成死角3，這種形式的燒嘴結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，加工困難，不便安裝。另外須在爐內(nèi)裝設(shè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，極易損壞的燒嘴磚4。其換熱效果不理想，綜合傳熱系數(shù)一般在62－84kJ／m2·h·℃。
國外從八十年代初開始在自身予熱燒嘴中采用整體鑄造雙面筋片換熱器結(jié)構(gòu)，如剖面圖2所示的這種結(jié)構(gòu)形式可使空氣予熱溫度有所提高，綜合傳熱系數(shù)約為100～140kJ／m2·h·℃。但從排煙溫度看，仍然偏高，尚有節(jié)能潛力。由于排煙溫度高，導(dǎo)致燒嘴外殼表面溫度高，影響操作，惡化了工作環(huán)境，必須在燒嘴殼外表包扎保溫層1、2。
本實用新型的目的就是提供一種帶空心風(fēng)套，噴流、對流換熱的復(fù)合式自身予熱燒嘴，它與目前國內(nèi)、外自身予熱燒嘴相比，其特點為1、在燒嘴內(nèi)空氣予熱器的空氣側(cè)增加了一節(jié)噴流換熱區(qū)。使空氣以較高的噴射速度(約20～40m／s)從法線方向垂直沖擊熱表面。使空氣側(cè)熱表面上附著的，起熱阻作用的層流邊界層受到破壞，厚度減薄，從而增加了從高溫?zé)煔鈧?cè)透過熱表面?zhèn)魅氲臒崃??？奢^大幅度地提高空氣予熱溫度，使煙氣余熱回收量明顯提高。噴流換熱的綜合傳熱系數(shù)可達(dá)140～180kJ／m2·h·℃。而在普通換熱器中，空氣只以相對較低的速度(約10～15m／s)與熱表面平行流動，綜合傳熱系數(shù)也低的多。
2、在燒嘴上增加了一層裹著外殼的空心風(fēng)套。冷風(fēng)首先經(jīng)過風(fēng)套6，再進(jìn)入噴流換熱區(qū)。這種結(jié)構(gòu)可以達(dá)到雙重目的一方面它可使暴露在爐外的燒嘴外表面溫度降低到接近室溫，改善了操作環(huán)境，另一方面又起到換熱器作用。煙氣被空氣從內(nèi)外兩側(cè)進(jìn)行冷卻，得以充分地予熱空氣。
風(fēng)套采用普通鑄鐵整體鑄造，一次成形。結(jié)構(gòu)簡單，成本低，加工安裝方便。
3、根據(jù)使用條件及燒嘴內(nèi)承受高溫部分溫度梯度不同，雙筋片式換熱器5可由不同等級的耐熱鋼分段組成，每段使用的材質(zhì)據(jù)該段實際運行時所承受的最高溫度進(jìn)行合理選擇，使材料費用降低。另外在不同的爐子工藝溫度下，可選用金屬鑄造式陶瓷材料燒嘴頭，取消了燒嘴磚，簡化了燒嘴結(jié)構(gòu)，增加了整個燒嘴工作的可靠性。
實用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實施例及其附圖給出。
圖3是根據(jù)本實用新型提出的帶風(fēng)套噴流對流復(fù)合式自身予熱燒嘴的剖面圖。其結(jié)構(gòu)如下燒嘴頭1聯(lián)接雙面筋片換熱器5，其內(nèi)裝煤氣管2，內(nèi)管3，噴流筒4，其外套裝一個帶有進(jìn)風(fēng)口、排煙口及引射器的風(fēng)套殼6。煤氣管2與帶有煤氣進(jìn)口的后蓋7聯(lián)接；內(nèi)管3一端與噴流筒4焊接，另一端與后蓋7密封聯(lián)接；風(fēng)套殼6與后蓋7，噴流筒4及雙筋片換熱器5之間用螺栓密封聯(lián)接。噴流換熱噴流筒4為一個上面鉆有若干小孔8的普通鋼管，成本低廉?？商岣邿峄厥章?0～40％。小孔直徑、數(shù)量及孔間距隨空氣壓力、空氣流量等因素不同情況而定，一般孔間距與孔徑之比在6～10?？着c熱表面間的距離與孔徑之比約為5～8?？諝鈬姵鏊俣仍?0～40m／s之間。
雙面筋片換熱器5由不同等級的耐熱鋼分段組成。
風(fēng)套6用鑄鐵鑄造成形。
綜上所述，由于抓住降低排煙溫度，提高助燃空氣予熱溫度這一主要環(huán)節(jié)，對國內(nèi)外同類燒嘴中換熱器部分，燒嘴外殼部分作了改進(jìn)。其中換熱器采用雙面筋片分段組成和增加了噴流筒與風(fēng)套，使其產(chǎn)生對流與噴流復(fù)會，沖擊冷卻形式，將綜合傳熱系數(shù)提高30～100％。由于風(fēng)套的作用，使煙氣離燒嘴前進(jìn)一步受到冷卻，回收了煙氣余熱，同時也改善了工作條件。與國內(nèi)現(xiàn)有同類燒嘴比較，可節(jié)約燃料10～30％左右。
權(quán)利要求1.一種帶風(fēng)套噴流對流復(fù)合式自身予熱燒嘴，其特征是燒嘴頭1聯(lián)接雙面筋片換熱器5，其內(nèi)裝煤氣管2，內(nèi)管3，噴流筒4，其外套裝一個帶有進(jìn)風(fēng)口、排煙口及引射器的風(fēng)套殼6。煤氣管2與帶有煤氣進(jìn)口的后蓋7聯(lián)接；內(nèi)管3一端與噴流筒4聯(lián)接，另一端與后蓋7密封聯(lián)接；風(fēng)套殼6與后蓋7，噴流筒4及雙筋片換熱器5之間用螺栓密封聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶風(fēng)套噴流對流復(fù)合式自身予熱燒嘴，其特征是噴流筒4上有小孔，其孔間距與孔徑之比為6～10；孔與熱表面間距離與孔徑之比為5～8。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶風(fēng)套噴流對流復(fù)合式自身予熱燒嘴，其特征是雙面筋片換熱器5是分段的。
專利摘要帶風(fēng)套噴流對流復(fù)合式自身預(yù)熱燒嘴是一種集燃燒、助燃空氣預(yù)熱、排煙為一體的節(jié)能型工業(yè)燃燒裝置。該燒嘴由燒嘴頭1，煤氣管2，內(nèi)管3，噴流筒4，雙筋片換熱器5、風(fēng)套殼6及后蓋7組成。其中換熱器采用雙面筋片分段組成和增加噴流筒與風(fēng)套，使其產(chǎn)生對流與噴流復(fù)合，沖擊冷卻形式，將綜合傳熱系數(shù)提高30～100％。同時降低了排煙溫度，進(jìn)一步回收了煙氣余熱，改善了工作條件。與國內(nèi)現(xiàn)有同類燒嘴比較，可節(jié)約燃料10～30％左右。
文檔編號F23D14/04GK2057495SQ8921418
公開日1990年5月23日 申請日期1989年7月17日 優(yōu)先權(quán)日1989年7月17日
發(fā)明者蘇和, 張赤, 郭金智 申請人:機械電子工業(yè)部第五設(shè)計研究院