一種低氧化氮燒嘴的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于燃燒器技術領域，涉及一種低氧化氮燒嘴。
【背景技術】
[0002]目前冶金加熱爐上使用的燒嘴通常采用分級燃燒技術，其一級燃燒空氣采用旋轉結構以強化空氣和燃料的擴散混合強度，確保燃燒的穩(wěn)定性和火焰剛性。上述燒嘴雖然能在一定程度上降低NOx，但旋轉風結構在確保燃燒穩(wěn)定性和火焰剛性的同時，也在一定上增加了局部燃燒強度，限制了 NOx進一步降低的水平，對環(huán)保形成壓力。
[0003]針對上述問題，有必要對燒嘴結構進行改進，取消旋轉結構，采用穩(wěn)焰結構，保證火焰的穩(wěn)定性的同時，可以進一步降低NOx的生成和排放，有利于減輕環(huán)保壓力。

【發(fā)明內容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種低氧化氮燒嘴，克服了現(xiàn)有技術由于采用旋轉結構無法進一步降低NOx的問題。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0006]一種低氧化氮燒嘴，包括具有軸線、將其排出端伸進主燃區(qū)的燒嘴本體，所述燒嘴本體設置有可將燃料引入燃燒區(qū)的燃料噴嘴和可將空氣引入主燃區(qū)的一級空氣噴嘴、二級空氣噴嘴、三級空氣噴嘴，所述一級空氣噴嘴與燃料噴嘴之間設置有一級火焰穩(wěn)定控制區(qū)，所述一級火焰穩(wěn)定控制區(qū)和二級空氣噴嘴之間設置有二級火焰穩(wěn)定控制區(qū)，所述二級火焰穩(wěn)定控制區(qū)和三級空氣噴嘴交匯于主燃區(qū)，所述一級火焰穩(wěn)定控制區(qū)與一級空氣噴嘴之間設置有相互連通的混合通道，所述混合通道與燃料噴嘴之間通過燃料旁路連通。
[0007]進一步，所述一級空氣噴嘴的軸線與燃料噴嘴的軸線呈0°?30°夾角設置。
[0008]進一步，所述混合通道一一對應設置在一級空氣噴嘴軸線的延長線上，呈沿延長線逐漸擴大的喇叭形，其喇叭擴張角為0°?40°。
[0009]進一步，所述混合通道與燃料旁路呈60°?90°夾角設置。
[0010]進一步，所述一級空氣噴嘴至少為三個，均勻分布在與燒嘴同軸的外圍圓周上。
[0011]進一步，所述二級空氣噴嘴不少于三組，每組至少為一個，均勻分布在一級空氣噴嘴同軸的外圍圓周上。
[0012]進一步，所述三級空氣噴嘴為三組，每組至少為一個，均勻分布在二級空氣噴嘴同軸的外圍圓周上。
[0013]進一步，所述燃料噴嘴、一級空氣噴嘴、二級空氣噴嘴、三級空氣噴嘴均為圓柱形。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
[0015]本發(fā)明一種低氧化氮燒嘴采用依次連通的三級燃燒結構，取消了現(xiàn)有的旋轉空氣噴嘴結構，可在確保燃燒穩(wěn)定的同時，避免局部的高強度燃燒，大幅度降低了 NOx，以天然氣為燃料，空氣預熱到470°C條件下，NOx從65ppm(02:11% )降到了 45ppm(02:11% )，降低幅度在30%以上，從而大大減少NOx的排放，有助于減輕環(huán)保壓力。
[0016]本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研宄對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導。本發(fā)明的目標和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書來實現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】
[0017]為了使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述，其中:
[0018]圖1為本發(fā)明一種低氧化氮燒嘴的結構示意圖；
[0019]圖2為圖1的右投影圖；
[0020]圖3為圖2的左投影圖。
【具體實施方式】
[0021]以下將參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。應當理解，優(yōu)選實施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護范圍。
[0022]如圖1所示，本實施例一種低氧化氮燒嘴，包括具有軸線、將其排出端伸進主燃區(qū)I的燒嘴本體2，所述燒嘴本體2設置有可將燃料引入主燃區(qū)I的燃料噴嘴3和可將空氣引入主燃區(qū)的一級空氣噴嘴4、二級空氣噴嘴5、三級空氣噴嘴6，所述一級空氣噴嘴4與燃料噴嘴3之間設置有一級火焰穩(wěn)定控制區(qū)7，可進行火焰穩(wěn)定控制，所述一級火焰穩(wěn)定控制區(qū)7和二級空氣噴嘴5之間設置有二級火焰穩(wěn)定控制區(qū)8，所述一、二級火焰穩(wěn)定控制區(qū)(7、8)的直徑比為1:2-1: 3，長度比為1:2-1: 4，可實現(xiàn)對火焰進一步穩(wěn)定控制，所述二級火焰穩(wěn)定控制區(qū)8和三級空氣噴嘴交6匯于主燃區(qū)I，可使燃料進一步充分燃燒，有助于減少NOx，所述一級火焰穩(wěn)定控制區(qū)7與一級空氣噴嘴4之間設置有相互連通的混合通道9，所述混合通道9與燃料噴嘴3之間通過燃料旁路10連通，可將燃料引入混合通道9，形成穩(wěn)定點火單
J L.ο
[0023]本實施例的低氧化氮燒嘴通過設置混合通道9形成一級燃燒、一、二級火焰穩(wěn)定控制區(qū)(7、8)形成二級燃燒、主燃區(qū)I實現(xiàn)三級燃燒，一級燃燒實現(xiàn)穩(wěn)定點火，二級燃燒實現(xiàn)穩(wěn)定主火焰，三級燃燒為主燃區(qū)進行充分燃燒，并能卷吸爐膛煙氣至主燃區(qū)內，同時，本發(fā)明的燒嘴沒有局部燃燒過于劇烈的區(qū)域，有效降低了氮氧化物的生成，避免了現(xiàn)有技術中由于旋轉結構的存在無法進一步降低NOx的問題，對環(huán)境十分友好，有助于減輕環(huán)保壓力。
[0024]作為本實施例的改進，所述一級空氣噴嘴4的軸線與燃料噴嘴3的軸線呈夾角設置，所述夾角α的范圍為0°?30°，所述混合通道9 一一對應設置在一級空氣噴嘴4軸線的延長線上，呈沿延長線逐漸擴大的喇叭形，其喇叭擴張角β為0°?40°，有助于混合氣體內壓力擴散，使燃燒更充分，所述混合通道9與燃料旁路10呈夾角設置，其夾角γ的范圍為60°?90°，使混合通道9內的空氣與燃料一起向混合通道的排出端前行，沒有回流，兩者充分接觸，提高燃燒效果和點火質量。
[0025]作為本實施例的改進，所述一級空氣噴嘴4至少為三個，均勻分布在與燒嘴同軸的外圍圓周上，本實施例一級空氣噴嘴4優(yōu)選6個，可使火焰更加穩(wěn)定。
[0026]作為本實施例的改進，所述二級空氣噴嘴5不少于三組，每組至少為一個，均勻分布在一級空氣噴嘴4同軸的外圍圓周上，本實施例二級空氣噴嘴5優(yōu)選分三組，每組為二個，可使點火質量更佳。
[0027]作為本實施例的改進，所述三級空氣噴嘴6為三組，每組至少為一個，均勻分布在二級空氣噴嘴同軸的外圍圓周上，本實施例三級空氣噴嘴6優(yōu)選每組為三個，可使燃燒更充分，有助于減少NOx的產(chǎn)生。
[0028]作為本實施例的改進，所述燃料噴嘴3、一級空氣噴嘴4、二級空氣噴嘴5、三級空氣噴嘴6均為圓柱形，一方面便于加工，另一方面可以增加流量，使接觸、燃燒更充分。
[0029]本實施例的燒嘴工作過程:穩(wěn)火燃料從燃料噴嘴進入，一級空氣從一級空氣噴嘴進入，一部份穩(wěn)火燃料通過燃料旁路10進入混合通道3與一級空氣充分混合燃燒，形成穩(wěn)定點火源，通過控制穩(wěn)火燃料和一級空氣的比例形成穩(wěn)定點火的同時避免出現(xiàn)局部高溫，點燃后的高溫氣體進入一級火焰穩(wěn)定控制區(qū)7，由于一級火焰穩(wěn)定控制區(qū)7與燃料噴嘴3和二級火焰穩(wěn)定控制區(qū)8連通，未燃盡的一級空氣與主燃料在一級火焰穩(wěn)定控制區(qū)7內繼續(xù)穩(wěn)定燃燒，隨后進入二級火焰穩(wěn)定控制區(qū)8，其軸線與燒嘴中心線重合，兩級火焰穩(wěn)定控制區(qū)7、8的直徑比為1:2-1:3，長度比為1:2-1:4，二級空氣噴嘴5與二級火焰穩(wěn)定控制區(qū)8相連通，二級空氣與未燃的主燃料在二級火焰穩(wěn)定控制區(qū)8內穩(wěn)定燃燒，最終形成穩(wěn)定火焰，實現(xiàn)低溫下連續(xù)穩(wěn)定燃燒，同時避免燃料和空氣的強烈混合燃燒而出現(xiàn)的局部高溫，有效降低了此區(qū)域內NOx的生成量，未燃盡的二級空氣與主燃料進入最后一級燃燒區(qū)主燃區(qū)5繼續(xù)燃燒，主燃區(qū)也為圓柱喇叭型擴口通道，其擴口角度δ為0° -40°，有助于進一步燃燒，主燃料與三級空氣在主燃區(qū)I內燃燒后噴入爐膛，三級空氣的量和噴孔設置可以避免燃料逃逸，實現(xiàn)完全燃燒，同時能夠卷吸爐膛內的低溫煙氣進入主燃區(qū)1，降低局部燃燒高溫，進一步減少NOx的生成。
[0030]本燒嘴還設置有空氣分配調節(jié)器，可以根據(jù)需要調節(jié)一、二、三級空氣的分配比例，實現(xiàn)±90°的調節(jié)范圍，由隔板將三級空氣與一、二級空氣隔開，在低爐溫條件下，為了實現(xiàn)穩(wěn)定點火和火焰，通過調節(jié)空氣分配調節(jié)器增加一、二級空氣的分配比例，在高爐溫條件下，也可調節(jié)空氣分配調節(jié)器增加三級空氣的比例來提高火焰長度。
[0031]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種低氧化氮燒嘴，包括具有軸線、將其排出端伸進主燃區(qū)的燒嘴本體，其特征在于:所述燒嘴本體設置有可將燃料引入燃燒區(qū)的燃料噴嘴和可將空氣引入主燃區(qū)的一級空氣噴嘴、二級空氣噴嘴、三級空氣噴嘴，所述一級空氣噴嘴與燃料噴嘴之間設置有一級火焰穩(wěn)定控制區(qū)，所述一級火焰穩(wěn)定控制區(qū)和二級空氣噴嘴之間設置有二級火焰穩(wěn)定控制區(qū)，所述二級火焰穩(wěn)定控制區(qū)和三級空氣噴嘴交匯于主燃區(qū)，所述一級火焰穩(wěn)定控制區(qū)與一級空氣噴嘴之間設置有相互連通的混合通道，所述混合通道與燃料噴嘴之間通過燃料旁路連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種低氧化氮燒嘴，其特征在于:所述一級空氣噴嘴的軸線與燃料噴嘴的軸線呈0°?30°夾角設置。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種低氧化氮燒嘴，其特征在于:所述混合通道一一對應設置在一級空氣噴嘴軸線的延長線上，呈沿延長線逐漸擴大的喇叭形，其喇叭擴張角為0°?40。。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種低氧化氮燒嘴，其特征在于:所述混合通道與燃料旁路呈60°?90°夾角設置。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種低氧化氮燒嘴，其特征在于:所述一級空氣噴嘴至少為三個，均勻分布在與燒嘴同軸的外圍圓周上。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種低氧化氮燒嘴，其特征在于:所述二級空氣噴嘴不少于三組，每組至少為一個，均勻分布在一級空氣噴嘴同軸的外圍圓周上。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種低氧化氮燒嘴，其特征在于:所述三級空氣噴嘴為三組，每組至少為一個，均勻分布在二級空氣噴嘴同軸的外圍圓周上。
8.根據(jù)權利要求1-7任一所述的一種低氧化氮燒嘴，其特征在于:所述燃料噴嘴、一級空氣噴嘴、二級空氣噴嘴、三級空氣噴嘴均為圓柱形。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低氧化氮燒嘴，屬于燃燒器技術領域，包括具有軸線、將其排出端伸進主燃區(qū)的燒嘴本體，所述燒嘴本體設置有可將燃料引入燃燒區(qū)的燃料噴嘴和可將空氣引入燃燒區(qū)的一級空氣噴嘴、二級空氣噴嘴、三級空氣噴嘴，所述一級空氣噴嘴與燃料噴嘴之間設置有一級火焰穩(wěn)定控制區(qū)，所述一級火焰穩(wěn)定控制區(qū)和二級空氣噴嘴之間設置有二級火焰穩(wěn)定控制區(qū)，所述二級火焰穩(wěn)定控制區(qū)和三級空氣噴嘴交匯于主燃區(qū)。本發(fā)明采用依次連通的三級燃燒結構，可在確保燃燒穩(wěn)定的同時，避免局部的高強度燃燒，大幅度降低了NOx，降低幅度在30％以上,從而大大減少NOx的排放，有助于減輕環(huán)保壓力。
【IPC分類】F23D14-46, F23D14-02
【公開號】CN104633658
【申請?zhí)枴緾N201510082920
【發(fā)明人】程奇伯, 張道明, 王宏宇
【申請人】重慶賽迪工業(yè)爐有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月15日