一种可持续燃烧的蓄热式低氮燃烧器的制作方法

1.本发明涉及燃烧器技术领域，尤其涉及一种可持续燃烧的蓄热式低氮燃烧器。

背景技术：

2.蓄热式燃烧系统具有高效节能的效果，近二十年来，已在国内各行业炉窑设备上广泛应用，特别在铝金属熔炼铸造行业，与传统燃烧方式相比，采用蓄热式燃烧系统，其节能效率可提高50％以上，经济效益十分显著，因此，蓄热式燃烧系统已成为各类型熔铝炉设备的标准配置，是一种成熟可靠的节能燃烧技术。
3.在蓄热式燃烧系统中，成对配置的烧嘴相互间进行周期性换向，交替燃烧及排烟，这是这种蓄热式燃烧系统的典型特征。
4.这种换向型蓄热式燃烧系统在运行存在以下问题：
5.烧嘴频繁换向点火，对点火可靠性有较高的要求；
6.烧嘴频繁换向点火燃烧，对炉压产生较大冲击，换向瞬间炉压波动显著；
7.限于自身结构，这种换向型烧嘴装置无法排出全部燃烧烟气，因此，采用这种换向型蓄热烧嘴系统的炉子普遍存压炉压高、炉门冒火现象；受高温烟气影响，蓄热式烧嘴点火、主及保护套管、烧嘴砖等主要部件极易损坏，运行寿命短，维护成本高。粉尘极易在烧嘴喷头内堆积，影响烧嘴运行工况；烧嘴燃烧火焰过于集中，燃烧温度过高，氮氧化合物生成量已超出相关环保排放标准，不符合达标排放要求。

技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种解决或部分解决上述技术问题的可持续燃烧的蓄热式低氮燃烧器。
9.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
10.一种可持续燃烧的蓄热式低氮燃烧器，其包括炉体，所述炉体的侧壁上设置有烧嘴箱，所述烧嘴箱处设置一伸入所述炉体内的主组件，所述主组件包括主管、点火以及一次风管；所述主管上方的炉体内衬中对称设置两个贯穿的高温风管，所述炉体上方设置有连通两所述高温风管的蓄热箱，所述蓄热箱包括两个分别连通一所述高温风管的蓄热室，两所述蓄热室之间不连通；所述蓄热室内均设置有蓄热介质，所述蓄热箱上设置有两个连通供风系统的低温风管，两个所述低温风管分别连通一所述蓄热室；所述供风系统包括至少一个送风机和一个排风机，还至少包括一切换阀以使得所述送风机和排风机周期性地连通一所述低温风管，从而使得所述供风系统通过一所述高温风管向所述炉体进行送风作业，并通过另一所述高温风管从所述炉体进行排风作业，且两所述高温风管周期性地切换送风作业和排风作业。
11.优选的，所述炉体的侧壁包括向外凸出的上斜壁和下斜壁，所述上斜壁、下斜壁及所述炉体的顶部内衬共同形成所述烧嘴箱，所述主管倾斜向下地穿过所述上斜壁伸入所述烧嘴箱，所述点火对准所述主管的前方地设置，所述高温风管包括相互连通的竖直
部和倾斜部，所述竖直部位于所述主管上方，所述倾斜部的轴线正对所述主管的前方，且所述倾斜部与所述主管轴线之间的夹角在30～60
°
范围内。
12.优选的，所述一次风管位于所述主管内的出口处设置一用于将一次风旋转送出的漩流片。
13.优选的，所述主组件还包括一套管，所述主管同轴设置在所述套管内，所述一次风管从所述套管的侧壁连通所述套管，所述漩流片设置在所述套管内且位于所述套管和主管之间。
14.优选的，所述蓄热箱的侧壁上设置两个分别连通一所述蓄热室的换球门。
15.优选的，所述低温风管设置在所述蓄热室的下方，所述高温风管从所述蓄热室的顶部连通所述蓄热室。
16.优选的，所述蓄热室底部设置有蓖网及连通所述低温风管，蓖网上设置蓄热用的蓄热球。
17.优选的，所述炉体和蓄热箱内壁上均设置有由耐高温材料制成的内衬。
18.本发明的有益效果是：
19.烧嘴持续燃烧，无需换向，消除了传统换向型烧嘴系统运行带来的点火可靠性及炉压波动性问题。
20.本发明的主组件独立设置，远离供风及排烟通道，不再受高温换向影响，设备运行可靠性显著提升。
21.高温风管路位于主上方，且竖直设置，基本杜绝了粉尘堆积堵塞现象。
22.通过多种手段控制燃烧火焰温度，抑制氮氧化物生成量。
23.整套装置不占用炉体四周空间，有助于提高车间利用率。
附图说明
24.图1为本发明的部分结构的结构示意图；
25.图2是图1的右视结构示意图；
26.图3是图1中a-a向剖视图；
27.图4是图1中c处的局部结构示意图；
28.图中，1.蓄热箱；2.炉体；3.高温风管；4.主组件；5.烧嘴箱；11.低温风管；12.高温风管接口；13.内衬；14.蓄热介质；15.换球门；41.点火；42.主管；43.一次风管；44.漩流片；45.套管；31.竖直部；32.倾斜部；51.上斜壁；52.下斜壁。
具体实施方式
29.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.如图1至图4所示，本发明的一种可持续燃烧的蓄热式低氮燃烧器，其包括炉体2，炉体2的侧墙上设置有烧嘴箱5，烧嘴箱5处设置一伸入炉体2内的主组件4，主组件4包
括主管42、点火41以及一次风管43；还包括给一次风管43；主管42上方的炉体2上对称设置两个贯穿的高温风管3，炉体2上方设置有连通两高温风管3的蓄热箱1，蓄热箱1包括两个分别连通一高温风管3的蓄热室(记为1#蓄热室和2#蓄热室)，两蓄热室之间不连通；蓄热室内均设置有蓄热介质14，蓄热箱1上设置有两个连通供风系统的低温风管11，两个低温风管11分别连通一蓄热室；供风系统包括至少一个送风机(未图示)和一个排风机(未图示)，还至少包括一切换阀(未图示)以使得送风机和排风机周期性地连通一低温风管11，从而使得供风系统通过一高温风管3向炉体2进行送风作业，并通过另一高温风管3从炉体2进行排风作业，且两高温风管3周期性地切换送风作业和排风作业。供风系统的结构设计是本领域普通技术人员根据上述要求能够在不付出创造性劳动即可实现的，因而未详细图示。
32.炉体2的侧壁包括向外凸出的上斜壁51和下斜壁52，上斜壁51、下斜壁52及炉体2的顶部共同形成烧嘴箱5。烧嘴箱5内侧是朝向炉体2内倾斜的喇叭口结构。
33.主管42倾斜向下地穿过上斜壁51伸入炉体2内，点火41对准主管42的前方地设置，高温风管3包括相互连通的竖直部31和倾斜部32，竖直部31位于主管42上方，倾斜部32的轴线正对主管42的前方，且倾斜部32与主管42轴线之间的夹角q在30～60
°
范围内。
34.一次风管43位于主管42内的出口处设置一用于将一次风旋转送出的漩流片44。
35.主组件4还包括一套管45，主管42同轴设置在套管45内，一次风管43从套管45的侧壁连通套管45，漩流片44设置在套管45内且位于套管45和主管42之间。
36.蓄热箱1的侧壁上设置两个分别连通一蓄热室的换球门15。
37.低温风管11设置在蓄热室的下方，高温风管3从蓄热室的顶部连通蓄热室。
38.蓄热室底部设置有蓖网(未图示)及连通低温风管11，蓖网上设置蓄热用的蓄热球(即蓄热介质14)。
39.炉体2和蓄热箱1内壁上均设置有由耐高温材料制成的内衬13。
40.工作时，送风机(未图示)将助燃风从1#蓄热室的低温风管11进入蓄热箱1内，与蓄热介质14进行热交换，被加热后经相接通的高温风管3，从主管42上方进入炉内，与主管42送入的天然气混合燃烧。与此同时，排风机(未图示)运行，将炉内的高温烟气从另一个高温风管3抽出，从高温风管接口12进入2#蓄热室，与蓄热介质14热交换后，经2#蓄热室的低温风管11排出。整个过程按设定周期交替切换，始终将预热后助燃空气送到主管42附近助燃，同时将炉内的高温烟气抽出排放。
41.整个过程中主管42持续燃烧，不参与供风及排烟切换。
42.点火41持续陪伴燃烧，确保换向过程中主管42燃烧正常。
43.调整一次风供应量大小可改变火焰形态。
44.燃烧过程中氮氧化物是通过以下手段抑制的。
45.一次风是未经预热的冷空气，其汇入点位于火焰心部，有助于降低燃烧火焰温度，抑制氮氧化物生成。
46.二次风(即经蓄热箱1送入助燃空气)与主管42汇合交点，位于炉膛内，过混合边燃烧，其燃烧过程有助于掺入炉内烟气，有助于降低燃烧火焰温度，抑制氮氧化物生成。
47.燃烧与排烟是同时集中相邻近的位置进行的，在排烟抽力作用下，有助于炉内烟气向主管42处流动，有助于降低燃烧火焰温度，抑制氮氧化物生成。
48.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：

1.一种可持续燃烧的蓄热式低氮燃烧器，其包括炉体，其特征在于：所述炉体的侧壁上设置有烧嘴箱，所述烧嘴箱处设置一伸入所述炉体内的主组件，所述主组件包括主管、点火以及一次风管；所述主管上方的炉壁内衬中对称设置两个贯穿的高温风管，所述炉体上方设置有连通两所述高温风管的蓄热箱，所述蓄热箱包括两个分别连通一所述高温风管的蓄热室，两所述蓄热室之间不连通；所述蓄热室内均设置有蓄热介质，所述蓄热箱上设置有两个连通供风系统的低温风管，两个所述低温风管分别连通一所述蓄热室；所述供风系统包括至少一个送风机和一个排风机，还至少包括一切换阀以使得所述送风机和排风机周期性地连通一所述低温风管，从而使得所述供风系统通过一所述高温风管向所述炉体进行送风作业，并通过另一所述高温风管从所述炉体进行排风作业，且两所述高温风管周期性地切换送风作业和排风作业。2.根据权利要求1所述的可持续燃烧的蓄热式低氮燃烧器，其特征在于：所述炉体的侧壁内衬包括向外凸出的上斜壁和下斜壁，所述上斜壁、下斜壁及所述炉顶内衬的顶部共同形成所述烧嘴箱，所述主管倾斜向下地穿过所述上斜壁伸入所述烧嘴箱内，所述点火对准所述主管的前方地设置，所述高温风管包括相互连通的竖直部和倾斜部，所述竖直部位于所述主管上方，所述倾斜部的轴线正对所述主管的前方，且所述倾斜部与所述主管轴线之间的夹角在30～60
°
范围内。3.根据权利要求1所述的可持续燃烧的蓄热式低氮燃烧器，其特征在于：所述一次风管位于所述主管内的出口处设置一用于将一次风旋转送出的漩流片。4.根据权利要求3所述的可持续燃烧的蓄热式低氮燃烧器，其特征在于：所述主组件还包括一套管，所述主管同轴设置在所述套管内，所述一次风管从所述套管的侧壁连通所述套管，所述漩流片设置在所述套管内且位于所述套管和主管之间。5.根据权利要求1所述的可持续燃烧的蓄热式低氮燃烧器，其特征在于：所述蓄热箱的侧壁上设置两个分别连通一所述蓄热室的换球门。6.根据权利要求5所述的可持续燃烧的蓄热式低氮燃烧器，其特征在于：所述低温风管设置在所述蓄热室的下方，所述高温风管从所述蓄热室的顶部连通所述蓄热室。7.根据权利要求6所述的可持续燃烧的蓄热式低氮燃烧器，其特征在于：所述蓄热室底部设置有蓖网及所述低温风管，蓖网上设置蓄热用的蓄热球。8.根据权利要求1所述的可持续燃烧的蓄热式低氮燃烧器，其特征在于：所述炉体和蓄热箱内壁上均设置有由耐高温材料制成的内衬。

技术总结

本发明公开了可持续燃烧的蓄热式低氮燃烧器，其包括炉体，炉体的侧壁上设置有烧嘴箱，烧嘴箱处设置一伸入炉体内的主组件；主管上方炉体内衬内对称设置两个贯穿的高温风管，炉顶上方设置有连通两高温风管的蓄热箱，蓄热箱包括两个分别连通一高温风管的蓄热室；蓄热室内均设置有蓄热介质，蓄热箱上设置有两个连通供风系统的低温风管，两个低温风管分别连通一蓄热室；供风系统包括至少一个送风机和一个排风机，还至少包括一切换阀以使得送风机和排风机周期性地连通一低温风管。本发明的有益效果是：烧嘴持续燃烧，无需换向，消除了传统换向型蓄热式烧嘴系统运行带来的点火可靠性及炉压波动性问题。压波动性问题。压波动性问题。