一种多管喷枪燃天然气的空气单蓄热燃烧器的制作方法

1.本实用新型涉及轧钢加热炉技术领域，尤其涉及一种多管喷枪燃天然气的空气单蓄热燃烧器。


背景技术：

2.天然气作为轧钢加热炉燃料是一种高热值的优质燃料，价格相对昂贵，现在普遍采用的燃烧技术主要有两种，一种是过去普遍应用且简单可靠的空气/烟气换热式燃烧技术，其主要缺点是烟气余热回收不够充分，能耗相对较高；另一种是近年来才得到广泛推广使用的更加节能的新技术
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空气单蓄热燃烧技术。
3.目前在国内采用空气单蓄热技术燃天然气投产的轧钢加热炉也已经很多，但比较成功的或者应用效果比较理想的却不多，特别是对于某些炉膛宽度较窄(如小于3m)的轧钢加热炉，此时如果选用的空气单蓄热燃烧器设计不尽合理，极易造成天然气燃烧不充分而产生浪费，严重的还会产生烟囱冒黑烟现象，如图1和2所示，是常见的空气单蓄热燃烧器，该蓄热燃烧器的特点是天然气喷枪置于烧嘴中心，被一圈高温空气喷口包裹燃烧，可以有效组织火焰、天然气燃烧充分，非常适用于炉宽较窄的轧钢加热炉。但喷枪冷却风和天然气喷枪头这两个部位存在明显不足：
4.(1)连续不断且数量很多的冷却风(一座加热炉需安装数十套烧嘴)由此喷入加热炉内，必然造成天然气消耗上升；
5.(2)天然气喷枪头长期处在高温、高氧化的恶劣环境中，较易损坏，一般需每年更换一遍。另外由于该燃烧器火焰过于集中而产生局部高温可生成大量nox。
6.因此，开发一种技术可靠、更加节能的新型空气单蓄热燃烧器是非常重要的。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的问题，提供了一种多管喷枪燃天然气的空气单蓄热燃烧器，采用然气喷口与空气喷口上下分开布置，取消传统的中心冷却风(如图2所示)，采用天然气多管喷口(多股细流原理)，可合理设计喷口角度、喷口速度来减少火焰过于集中的问题，还可解决天然气喷枪易烧毁、冷却风降温、排放烟气中nox含量过高等问题，达到进一步节能、减排且安全使用的目的。
8.上述目的是通过以下技术方案来实现：
9.一种多管喷枪燃天然气的空气单蓄热燃烧器，包括一个组合箱体，沿所述组合箱体的一端嵌设有伸入所述组合箱体的空气蓄热箱，所述空气蓄热箱的前端设置有至少一个贯穿所述组合箱体的空气通道，并在所述组合箱体的一侧作为空气喷口；所述空气蓄热箱的后端设置有一个用于与外部空气源连接的空气接管；沿所述空气蓄热箱的下方设置有至少一个可贯穿所述组合箱体的燃气通道，并在所述组合箱体的一侧作为燃气喷口，所述燃气通道的另一端与天然气接管连接；所述燃气通道与所述空气通道的外部延伸线可形成夹角。
10.进一步地，所述燃气通道与所述空气通道的外部延伸线的夹角为10
°
～60
°
。
11.进一步地，在所述空气通道与所述空气蓄热箱之间还设置有箱体过渡段，所述箱体过渡段的顶部设置有向下的坡度。
12.进一步地，所述坡度为10
°
～60
°
。
13.进一步地，所述空气通道有两个，所述燃气通道有四个，每两个所述燃气通道与一个所述空气通道匹配。
14.进一步地，所述天然气接管位于所述组合箱体的下方。
15.有益效果
16.本实用新型所述提供的一种多管喷枪燃天然气的空气单蓄热燃烧器，具有如下优点：
17.1.天然气多管喷枪与空气喷口上下分开近距离布置
18.因某些轧钢加热炉炉宽较窄，将天然气多管喷枪与空气喷口上下分开近距离布置，可以使多股细流的天然气与高温空气在较窄炉宽的短距离内边走边混合即可达到天然气充分燃烧的基本要求；
19.2.天然气喷枪取消冷却风冷却，达到进一步节能效果
20.天然气多管喷枪与火焰或高温炉气接触的喷口部位采用耐材，且多管喷枪孔径较小，因此喷枪无需采用冷却风冷却，也不会出现高温变形或烧毁。
21.3.有效降低烟气排放中nox含量
22.天然气喷口采用多管分配，相当于整个加热炉的火焰数量相对增加，此时火焰小而分散，避免了中心单管喷枪的火焰大而集中的缺点，且天然气多管喷口与高温空气喷口上下近距离布置，可合理设计喷口角度和喷口速度，更有利于减少nox生成。
附图说明
23.图1为传统空气单蓄热燃烧器结构示意图；
24.图2为传统空气单蓄热燃烧器的喷嘴示意图；
25.图3为本实用新型所述一种多管喷枪燃天然气的空气单蓄热燃烧器的第一视角结构示意图；
26.图4为本实用新型所述一种多管喷枪燃天然气的空气单蓄热燃烧器的第二视角结构示意图；
27.图5为本实用新型所述一种多管喷枪燃天然气的空气单蓄热燃烧器的第一视角工作示意图；
28.图6为本实用新型所述一种多管喷枪燃天然气的空气单蓄热燃烧器的第二视角工作示意图。图示标记：
29.1-组合箱体、2-空气蓄热箱、3-空气通道、4-空气喷口、5-空气接管、6-燃气通道、7-燃气喷口、8-天然气接管、9-箱体过渡段。
具体实施方式
30.下面结合图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
31.如图3和4所示，一种多管喷枪燃天然气的空气单蓄热燃烧器，包括一个组合箱体
1，沿所述组合箱体1的一端嵌设有伸入所述组合箱体的空气蓄热箱2，所空气蓄热箱2的前端设置有至少一个贯穿所述组合箱体1的空气通道3，并在所述组合箱体1的一侧作为空气喷口4；所述空气蓄热箱2的后端设置有一个用于与外部空气源连接的空气接管5；
32.沿所述空气蓄热箱2的下方设置有至少一个可贯穿所述组合箱体1的燃气通道6，并在所述组合箱体1的一侧作为燃气喷口7，所述燃气通道6的另一端与天然气接管8连接；
33.所述空气喷口4与搜书燃气喷口7位于所述组合箱体1的同一侧；
34.且所述燃气通道6与所述空气通道3的外部延伸线可形成夹角。
35.所述天然气接管8位于所述组合箱体1的下方。
36.工作原理：
37.如图5和6所示，经蓄热技术产生的高温空气自空气喷口4高速喷入炉膛(此时实态速度可达60～70m/s)时，在炉膛内抽引周围的炉气，使助燃空气中氧气、氮气浓度降低，且在炉膛内边走边与燃气喷口7喷入的天然气混合高速燃烧，在燃料燃烧nox生成基本条件(或有关公式)中满足如下这三个基本条件，因此可有效减少nox的生成：
38.(1)降低火焰区域最高温度；
39.(2)降低氧气、氮气浓度；
40.(3)缩短烟气在高温区的滞留时间。
41.由于采用上述技术措施，可以将该型燃烧器技术应用于炉宽较窄的轧钢加热炉上，火焰易组织，寿命长，最显著的优点是可以实现进一步节能降耗、降低燃料成本的目的。
42.另外，与现在通常使用的燃天然气的空气单蓄热燃烧器相比，还可有效减少烟气排放中的nox含量。
43.作为本实施例的优化，所述燃气通道6与所述空气通道3的外部延伸线的夹角为10
°
～ 60
°
。
44.在所述空气通道3与所述空气蓄热箱2之间还设置有箱体过渡段9，所述箱体过渡段9 的顶部设置有向下的坡度，可用于增大传输到空气通道3的空气流速。所述坡度可设置为 10
°
～60
°
。
45.作为本装置的优化，如图2所示，所述空气通道3有两个，所述燃气通道6有四个，每两个所述燃气通道6与一个所述空气通道3匹配。
46.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，均可想到的变化或替换都涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求保护的范围为准。