雙端型輻射管燃燒器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燃燒器，尤其涉及一種低NOx雙端型輻射管燃燒器，可適用于轉(zhuǎn)爐煤氣、混合煤氣和焦?fàn)t煤氣等燃料介質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0002]基于間接加熱原理的輻射管加熱技術(shù)有效地避免了被加熱件表面的氧化和脫碳，為在保護(hù)氣氛下進(jìn)行熱處理創(chuàng)造了條件，不會(huì)造成燃燒氣體和產(chǎn)物污染影響產(chǎn)品質(zhì)量，特別適用于對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求高的場合。輻射管燒嘴是輻射管加熱裝置的核心部件，它控制著輻射管加熱的功率、溫度分布、熱效率、有害氣體NOx排放以及設(shè)備使用壽命等。輻射管的型式多種多樣，按端頭數(shù)量可分為單端型和雙端型。單端型有套管式I型，P型，雙P型和O型等，雙端型有U型和W型等。
[0003]近年來，隨著環(huán)境保護(hù)越來越受到重視，燃料燃燒中有害氣體放水平成為燃燒器設(shè)備開發(fā)的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。由于輻射管燒嘴燃燒空間小，局部燃燒強(qiáng)度大，容易存在局部高溫，導(dǎo)致燃燒過程中NOx生成量大。一般常規(guī)輻射管燃燒器NOx排出濃度高達(dá)700ppm以上，大大超過了國際大氣污染防止法所規(guī)定的排出量120ppm的標(biāo)準(zhǔn)。
[0004]為降低NOx排放水平，分級(jí)燃燒通常作為低NO 燒法在燃燒器上應(yīng)用。如日本專利第1068772號(hào)、第1104160號(hào)及美國專利4505666號(hào)等公開專利，一方面，將燃料的一部分及燃燒用空氣的全量供給到一次燃燒室，使一次燃料在高空氣比下急速燃燒，另一方面，殘余的燃料(二次燃料)由一次燃燒室的外緣供給到火爐內(nèi)，伴隨著一次燃料的燃燒氣體中殘余的低濃度的氧熱擴(kuò)散，使之緩慢地燃燒。上述輻射管燃燒器可降低NOx的排放水平。但是，上述輻射管燃燒器仍存在缺點(diǎn):一次煤氣處在高空氣比下燃燒，產(chǎn)生大量NOx，只有二次煤氣部分燃燒NOx量減少，煙氣排放中總NO 然很高，且燃料噴嘴處于高溫燃燒氣體中不斷被加熱，引起過熱，容易出現(xiàn)燒壞乃至破裂等問題。
[0005]因此，我們迫切需要一種新的輻射管燃燒器，以降低NOx的排放，減少燃料噴嘴的損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種能降低NOx的排放，減少燃料噴嘴損壞的低NOx雙端型輻射管燃燒器。
[0007]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種低NOx雙端型輻射管燃燒器，它包括煤氣管、空氣管、冷卻風(fēng)管、點(diǎn)火電極、熱電排煙管；
所述冷卻風(fēng)管固定在煤氣管中心，所述點(diǎn)火電極固定在冷卻風(fēng)管中心，所述點(diǎn)火電極、冷卻風(fēng)管、煤氣管同心安裝；所述煤氣管通過法蘭固定在輻射管的一端，且所述煤氣管出口置于輻射管內(nèi)；
所述煤氣管出口處設(shè)有配風(fēng)盤和煤氣噴頭； 所述空氣管與空氣預(yù)熱器連接，所述空氣管、空氣預(yù)熱器固定在排煙管的中心；所述排煙管與輻射管的另一端連接；
所述煤氣管法蘭處設(shè)有隔熱層，所述煤氣管通過固定架固定在輻射管內(nèi)；
所述空氣管通過空氣噴頭與帶膨脹節(jié)空氣煙氣混合管連通，所述帶膨脹節(jié)空氣煙氣混合管與輻射管相連通；
所述煤氣噴頭具有3個(gè)噴口。
[0008]本發(fā)明的燒嘴燃料供給通過煤氣噴頭的三個(gè)煤氣出口(點(diǎn)火煤氣出口、二次煤氣出口、三次煤氣出口)實(shí)現(xiàn)了燒嘴100%—次點(diǎn)火成功率和全管程最大溫差小于70°C的良好加熱溫差均勻性。采用三個(gè)煤氣出口和兩個(gè)空氣出口及空氣噴射頭引流煙氣實(shí)現(xiàn)了極低的NOx排放，非常環(huán)保。采用冷卻風(fēng)管和隔熱層，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)火電極的保護(hù)，使點(diǎn)火電極不易損壞。本發(fā)明通過引射高溫?zé)煔庀♂屓紵諝猓档腿紵^程中氧濃度到10%左右，以此抑制燃料燃燒過程勵(lì)5(的生成，實(shí)現(xiàn)NO x排放降低至35volppm以下(11%氧)的良好效果。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制作容易，成本低廉，無燃燒筒等高溫燃燒室結(jié)構(gòu)，燒嘴壽命長，可達(dá)到10年以上。
[0009]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)通過引射高溫?zé)煔庀♂屓紵諝猓c現(xiàn)有通過一次煤氣燃燒稀釋空氣的方法相比，不會(huì)出現(xiàn)局部高溫?zé)龘p設(shè)備的問題，延長設(shè)備使用壽命；通過空氣三級(jí)供入與煤氣三級(jí)供入方式，進(jìn)一步降低了燃燒過程中有害氣體生成，NOx排放大幅下降；
(2)通過煤氣噴頭控制點(diǎn)火煤氣供入量，保證點(diǎn)火可靠性，與現(xiàn)有技術(shù)點(diǎn)火煤氣由主煤氣供給方式相比，一次點(diǎn)火成功率由70%提高到100% ；
(3)通過配風(fēng)盤上空氣出口的傾斜角度控制，進(jìn)一步提高了點(diǎn)火可靠性，同時(shí)也提高了煤氣噴頭處燃燒溫度，增強(qiáng)了輻射管表面加熱溫度均勻性；
(4)通過煤氣噴頭對(duì)一次煤氣和二次煤氣供入流量比例與角度的控制，提高了輻射管表面加熱溫度均勻性；
(5)—方面冷卻風(fēng)管對(duì)點(diǎn)火電極進(jìn)行冷卻，防止電極高溫氧化壞損，提高了使用壽命，另一方面冷卻風(fēng)管提供穩(wěn)定點(diǎn)火空氣，保障了點(diǎn)火可靠性；
(6)結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，制作成本低廉，無高溫易損部件，使用壽命長。
【附圖說明】
[0010]圖1為實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為實(shí)施例1中煤氣噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3為實(shí)施例1中的配風(fēng)盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4為實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖5為實(shí)施例2中煤氣噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖6為實(shí)施例2中的配風(fēng)盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中:1-空氣管，2-排煙管，3-空氣預(yù)熱器，4-輻射管，5-空氣噴射頭，6-帶膨脹節(jié)空氣煙氣混合管，7-冷卻風(fēng)管、9-電火電極，10-煤氣管，11-法蘭，8-隔熱層，12-爐墻，13-固定架，14-配風(fēng)盤，15-煤氣噴頭，16-主煤氣入口，17-三次煤氣出口，18- 二次煤氣出口，19-點(diǎn)火煤氣出口，21-觀火孔，22-主煤氣管接口，23-空氣出口，20-輔助出口。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0018]實(shí)施例1，參見圖1-圖3，一種適用于U型輻射管的低NOxI端型輻射管燃燒器，它主要由煤氣管10、煤氣噴頭15、空氣管1、空氣預(yù)熱器3、空氣噴射頭5、帶膨脹節(jié)空氣煙氣混合管6、法蘭11、隔熱層8、配風(fēng)盤14、冷卻風(fēng)管7、點(diǎn)火電極9、固定架13和排煙管2組成；
其中點(diǎn)火電極9安裝在冷卻風(fēng)管7中心、冷卻風(fēng)管7固定在煤氣管10中心，三者同心安裝，煤氣管10通過法蘭11聯(lián)接固定于U型輻射管4的一個(gè)端口，由耐火材料制成的隔熱層8設(shè)置在法蘭11內(nèi)，煤氣管10通過固定架13固定在輻射管中心，配風(fēng)盤14和煤氣噴頭15固定在煤氣管10出口處；
空氣管I與空氣預(yù)熱器3連接，所述空氣管1、空氣預(yù)熱器3固定在排煙管2中心，所述空氣管I通過法蘭與排煙管2固定連接，排煙管2安裝于U型輻射管4的另一端頭，空氣管I通過空氣噴頭5與帶膨脹節(jié)空氣煙氣混合管6連通，帶膨脹節(jié)空氣煙氣混合管6與輻射管4相連通；空氣管1、煤氣管10、排煙管2、空氣煙氣混合管6與輻射管4構(gòu)成一個(gè)整體安裝于爐墻12上；
所述煤氣噴頭15包括點(diǎn)火煤氣出口 19、二次煤氣出口 18和三次煤氣出口 17，所述點(diǎn)火煤氣出口 19的中軸線與煤氣管10的中軸線重合，所述二次煤氣出口 18的中軸線與煤氣管10的中軸線呈45度夾角，所述三次煤氣出口 17的中軸線與煤氣管10的中軸線呈90度夾角；所述點(diǎn)火煤氣出口 19、二次煤氣出口 18和三次煤氣出口 17直接與主煤氣入口 16相連通，所述主煤氣入口 16與煤氣管10相連通；所述煤氣噴頭15的前端為錐形結(jié)構(gòu)，二次煤氣出口置于該錐形結(jié)構(gòu)上；
所述配風(fēng)盤14的截面為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，厚15mm ;配風(fēng)盤14的內(nèi)直徑與煤氣管10的外直徑相同，配風(fēng)盤14的外邊緣與輻射管4的內(nèi)壁間隙為1mm ;所述配風(fēng)盤14上均布12條寬度為Imm的條縫(空氣出口 23)，所有條縫整體呈葉輪狀；所述條縫的中軸線與配風(fēng)盤的法線呈30度夾角。
[0019]本實(shí)施例中，所述空氣噴射頭5引射煙氣量控制在空氣總量的70% ;所述點(diǎn)火煤氣出口的煤氣供入量控制在1.5m3/h ;所述冷卻風(fēng)管的冷卻風(fēng)量控制在3m3/h范圍內(nèi)。
[0020]助燃空氣通過空氣管I引入，途經(jīng)空氣預(yù)熱器3，由空氣噴射頭5噴入帶膨脹節(jié)空氣煙氣混合管6，引射部分高溫?zé)煔庠趲蛎浌?jié)空氣煙氣混合管6中混合，稀釋燃燒空氣，降低空氣中氧含量至12%左右?？諝鉄煔饣旌衔镞M(jìn)