氣體射流引射高溫?zé)煔饣亓魅紵鞯闹圃旆椒?br> 【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種氣體射流引射高溫?zé)煔饣亓魅紵?，包括燒嘴磚、助燃?xì)怏w噴槍、燃料噴槍、助燃?xì)怏w通道、燃料通道、煙氣回流通道以及燃燒室。助燃?xì)怏w噴槍的前端置于助燃?xì)怏w通道入口處，燃料噴槍的前端置于燃料通道入口處，助燃?xì)怏w噴槍與燃料噴槍與相應(yīng)的通道形成噴射器結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生高速射流，引射高溫?zé)煔饣亓髋c助燃?xì)怏w、燃料混合，提高燃料著火特性和燃燒穩(wěn)定性，同時(shí)降低燃燒產(chǎn)物溫度。燃燒室采用扁平的矩形，使燒嘴磚的出口為扁槽形，在出口處形成扁平火焰，使得火焰寬，覆蓋面積大。本實(shí)用新型能提高燃燒效率，同時(shí)減少污染物排放，采用扁平出口的燒嘴磚，加熱鋼坯邊角的效果優(yōu)于傳統(tǒng)的圓形火焰。
【專利說(shuō)明】氣體射流引射高溫?zé)煔饣亓魅紵?br>
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種氣體射流引射高溫?zé)煔饣亓魅紵?，屬于燃燒器【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]在鋼鐵冶金行業(yè)中，增加進(jìn)入燃燒器的助燃劑中氧氣含量，可以縮短升溫時(shí)間，提高產(chǎn)品質(zhì)量和燃料燃燒效率，降低燃料消耗量，減少NOx和煙氣生成量。
[0003]目前國(guó)際富氧氣體燃燒器的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)主要掌握在少數(shù)國(guó)外廠家手中，因此對(duì)于研究一種節(jié)能環(huán)保、使用壽命長(zhǎng)的富氧氣體燃燒器具有重要的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)價(jià)值。
[0004]傳統(tǒng)富氧氣體燃燒器為了適當(dāng)?shù)慕档蜏囟?，避免溫度過(guò)高損壞燒嘴，通常讓燒嘴遠(yuǎn)離高溫區(qū)或者采用水冷套加以冷卻。普遍采用的方法有高速射流，在燒嘴出口處加旋流器，逐級(jí)供氧、分段燃燒，以及卷吸煙氣回流技術(shù)。但是采用逐級(jí)供氧、分段燃燒的同時(shí)，氧氣高速射流會(huì)造成混合不充分，不能完全燃燒，而且旋流器處于燃燒高溫區(qū)，可能造成這部分轉(zhuǎn)體的過(guò)早損壞。在燒嘴外部添加水冷套冷卻燒嘴端頭，使得燒嘴結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，制作難度大，而且增加了水冷卻系統(tǒng),使得成本大大增加。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種使用富氧氣體作為助燃劑來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷調(diào)節(jié)、燃燒穩(wěn)定的氣體射流引射高溫?zé)煔饣亓魅紵鳌?br> [0006]在氧氣通道和燃料通道內(nèi)均設(shè)有獨(dú)立的噴射器，這是指燃料噴槍、助燃?xì)怏w噴槍分別與其相對(duì)應(yīng)的通道組成的結(jié)構(gòu)叫做引射器，或者叫做噴射器。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:一種氣體射流引射高溫?zé)煔饣亓魅紵?，包括燒嘴磚，在燒嘴磚內(nèi)部設(shè)有燃燒室和ι-?ο組燃燒裝置，本實(shí)用新型以兩組為例，每組燃燒裝置包括助燃?xì)怏w通道、燃料通道和兩條煙氣回流通道；燃燒室設(shè)在燒嘴磚前部，并且燃燒室分別與助燃?xì)怏w通道的出口、燃料通道的出口連接，助燃?xì)怏w噴槍前端置于助燃?xì)怏w通道入口處，燃料噴槍前端置于燃料通道入口處，一條煙氣回流通道的一端部連與助燃?xì)怏w通道入口處接，另一條煙氣回流通道的一端部與燃料通道入口處連接，每條煙氣回流通道的另一端部均位于燒嘴磚前部，且整個(gè)煙氣回流通道均置于燒嘴磚內(nèi)部；所述氧氣通道與燃料通道呈15-60°夾角，本實(shí)用新型以30°夾角為例。
[0008]助燃?xì)怏w噴槍和燃料噴槍都出口處形成高速射流，產(chǎn)生負(fù)壓，從煙氣回流通道卷吸燃燒產(chǎn)生的煙氣，且煙氣回流通道呈對(duì)稱分布保證煙氣量的均勻性，將高溫?zé)煔庖浠貋?lái)與助燃?xì)怏w、燃料混合，提高燃料著火特性和燃燒穩(wěn)定性，同時(shí)降低燃燒產(chǎn)物溫度。
[0009]其中，所述燃燒裝置有兩組，并且分別設(shè)在燒嘴磚的上下部。兩個(gè)助燃?xì)怏w噴槍呈對(duì)角線設(shè)置，兩個(gè)燃料噴槍呈對(duì)角線設(shè)置。每組燃燒裝置中，所述助燃?xì)怏w通道與燃料通道均呈30°夾角。
[0010]由于兩對(duì)噴槍交叉和一定角度布置有利于增強(qiáng)助燃?xì)怏w與燃料的混合度，提高燃料的可燃性和火焰的穩(wěn)定性，同時(shí)能增加氣體的湍流度。
[0011]由于助燃?xì)怏w通道與燃料通道呈30°夾角，能夠使助燃?xì)怏w到達(dá)射流燃燒中心與燃料充分接觸，提高燃料的燃盡率，以此同時(shí)，能夠?qū)⒒鹧嬉涞秸麄€(gè)火焰燃燒室使整個(gè)燃燒室的溫度分布更加均勻。
[0012]其中，每組燃燒裝置中，所述煙氣回流通道有兩條，且呈對(duì)稱分布。
[0013]所述燃燒室的出口呈扁槽形。因煙氣回流使得助燃?xì)怏w、燃料在未燃燒之前具有較高的溫度，當(dāng)助燃?xì)怏w、燃料混合燃燒后，在扁槽形燒嘴磚的限制下，在出口處形成扁平火焰，扁平火焰具有覆蓋面積大，燃燒效率高，輻射能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，特別是針對(duì)加熱方形鋼坯邊角的情況。
[0014]有益效果:本發(fā)明結(jié)合傳統(tǒng)燃燒器的高速射流燃燒技術(shù)、外部煙氣回流技術(shù)，考慮到完全混合程度和火焰分布情況采用對(duì)稱交叉混合方式，可以有效的提高燃燒效率和降低燃燒污染物的排放，采用扁槽形出口的燒嘴磚，使得火焰寬，覆蓋面積大，加熱鋼坯邊角的效果優(yōu)于傳統(tǒng)的圓形火焰。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明純氧燃燒器的結(jié)構(gòu)示意主視圖；
[0016]圖2為本發(fā)明純氧燃燒器的結(jié)構(gòu)示意右視圖；
[0017]圖3為本發(fā)明純氧燃燒器的結(jié)構(gòu)示意俯視圖；
[0018]圖4為本發(fā)明純氧燃燒器的結(jié)構(gòu)示意左視圖；
[0019]圖5為本發(fā)明純氧燃燒器的結(jié)構(gòu)示意仰視圖。
[0020]圖中:1:燃料噴槍；2:助燃?xì)怏w噴槍；3:燃料通道；4:助燃?xì)怏w通道；5:煙氣回流通道；6、燒嘴磚；7、燃燒室。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
[0022]實(shí)施例1:如圖1-5所示，本實(shí)用新型一種氣體射流引射高溫?zé)煔饣亓魅紵?，包括燒嘴磚6，在燒嘴磚6內(nèi)部設(shè)有燃燒室7、煙氣回流通道5和兩組燃燒裝置，并且兩組燃燒裝置分別設(shè)在燒嘴磚6的上下部。
[0023]每組燃燒裝置包括助燃?xì)怏w通道4、燃料通道3和兩條對(duì)稱分布的煙氣回流通道5 ;燃燒室7設(shè)在燒嘴磚6前部，燃燒室7的出口呈扁平矩形，并且燃燒室7分別與助燃?xì)怏w通道4的出口、燃料通道3的出口連接，并且助燃?xì)怏w通道4與燃料通道3呈30 °夾角。助燃?xì)怏w噴槍2前端置于助燃?xì)怏w通道4入口處，燃料噴槍I前端置于燃料通道3入口處；在助燃?xì)怏w通道4入口處與其中一條煙氣回流通道5的一端部連接，在燃料通道3入口處與另一條煙氣回流通道5的一端部連接，兩條煙氣回流通道5的另一端部均位于燒嘴磚6前部。其中，助燃?xì)怏w為富氧氣體，氧氣濃度為21-100%。
[0024]每組燃燒裝置中，兩個(gè)助燃?xì)怏w噴槍2呈對(duì)角線設(shè)置，兩個(gè)燃料噴槍I呈對(duì)角線設(shè)置。
[0025]在助燃?xì)怏w噴槍2和燃料噴槍I的出口處形成高速射流，從而在噴槍前端與通道入口處形成負(fù)壓，從煙氣回流通道5卷吸燃燒產(chǎn)生的煙氣，將高溫?zé)煔庖浠貋?lái)與助燃?xì)怏w、燃料混合，提高燃料著火特性和燃燒穩(wěn)定性，同時(shí)降低燃燒產(chǎn)物溫度。
[0026]下面以純氧燃燒為例，說(shuō)明使用煙氣回流會(huì)使燃燒產(chǎn)物溫度下降。
[0027]純氧燃燒的理論燃燒溫度:
[0028]

Qa + Qm + ?- Qm

Tcy =--
c產(chǎn)κ煙
[0029]帶煙氣回流純氧燃燒的理論燃燒溫度:
[0030]


Qdw + Q燃 + <2氧 + ^2回 _

tM =7\
cr (? + vm)
[0031 ] Q |s|= c 回 V 回 t 回
[0032]式中=Tey為純氧燃燒的理論燃燒溫度，Qdw為低位發(fā)熱量，(?為燃?xì)獯氲奈锢頍?，Q?為氧氣代入的物理熱，Q?為二氧化碳和水的分解熱，c$為燃燒產(chǎn)物的比熱容，Vw為生成煙氣量，thl為帶煙氣回流純氧燃燒的理論燃燒溫度，Q0為回流煙氣代入的物理熱，C0為回流煙氣比熱，￥0為回流煙氣量，為回流煙氣溫度。
[0033]因?yàn)閠回< tcy，可以得出結(jié)論Tcy < tcy。
[0034]燃燒室7的出口采用扁平的矩形，因煙氣回流使得助燃?xì)怏w、燃料在未燃燒之前具有較高的溫度，當(dāng)助燃?xì)怏w、燃料在燃燒室7混合燃燒后，在扁槽形燒嘴磚6的限制下，在出口處形成扁平火焰，扁平火焰具有覆蓋面積大，輻射能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，特別適合加熱方形鋼坯邊角。
[0035]實(shí)施例2:與實(shí)施例1基本相同，所不同的是:燃燒裝置有一組，或者十組。
[0036]實(shí)施例3:與實(shí)施例1基本相同，所不同的是:氧氣通道4與燃料通道3呈15°夾角。
[0037]實(shí)施例4:與實(shí)施例1基本相同，所不同的是:氧氣通道4與燃料通道3呈45°夾角。
[0038]實(shí)施例5:與實(shí)施例1基本相同，所不同的是:氧氣通道4與燃料通道3呈60°夾角。
[0039]本實(shí)用新型提供了一種氣體射流引射高溫?zé)煔饣亓魅紵鞯脑O(shè)計(jì)思路及方法，具體實(shí)現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種氣體射流引射高溫?zé)煔饣亓魅紵?，其特征在?包括燒嘴磚，在燒嘴磚內(nèi)部設(shè)有燃燒室和1-10組燃燒裝置，每組燃燒裝置包括助燃?xì)怏w通道、燃料通道和兩條煙氣回流通道；燃燒室設(shè)在燒嘴磚前部，并且燃燒室分別與助燃?xì)怏w通道的出口、燃料通道的出口連接，助燃?xì)怏w噴槍前端置于助燃?xì)怏w通道入口處，燃料噴槍前端置于燃料通道入口處；一條煙氣回流通道的一端部與助燃?xì)怏w通道入口處連接，另一條煙氣回流通道的一端部與燃料通道入口處連接，每條煙氣回流通道的另一端部均位于燒嘴磚前部，且整個(gè)煙氣回流通道均置于燒嘴磚內(nèi)部；所述助燃?xì)怏w通道與燃料通道呈15-60°夾角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體射流引射高溫?zé)煔饣亓魅紵鳎涮卣髟谟?助燃?xì)怏w和燃料分別經(jīng)過(guò)各自獨(dú)立的噴射器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體射流引射高溫?zé)煔饣亓魅紵?，其特征在?助燃?xì)怏w噴槍與燃料噴槍呈交叉設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體射流引射高溫?zé)煔饣亓魅紵?，其特征在?所述燃燒裝置有ι-?ο組，并且分別設(shè)在燒嘴磚的上下部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體射流引射高溫?zé)煔饣亓魅紵?，其特征在?每組燃燒裝置中，兩條所述煙氣回流通道對(duì)稱分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體射流引射高溫?zé)煔饣亓魅紵?，其特征在?所述燃燒室的出口呈扁平矩形。
【文檔編號(hào)】F23D14/58GK204005989SQ201420364088
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】楊錫紅, 饒驍睿, 賈峰, 景小龍 申請(qǐng)人:南京凈環(huán)熱冶金工程有限公司