一種陶瓷窯爐燃氣燃燒裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及燃氣燃燒技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前陶瓷窯爐有向?qū)掦w化發(fā)展的趨勢，即窯爐的內(nèi)寬有向更寬的方向發(fā)展的趨勢，為了減小橫向溫差，就要求火焰射流的射程能噴射得更遠，圖2是目前國內(nèi)外窯爐公司普遍采用的解決方案，其特點是在傳統(tǒng)的陶瓷窯爐燒嘴磚的基礎(chǔ)上，設(shè)置一個出口段伸入窯內(nèi)的燃燒室筒體，這樣相對于傳統(tǒng)的僅采用耐火材料材質(zhì)的燒嘴磚的結(jié)構(gòu)型式(如圖1所示)，在其燃燒筒體出口直徑與射流噴射速度與圖1所示方案相應(yīng)參數(shù)相等的情況下，其火焰射流能夠更接近于窯爐爐膛的中央?yún)^(qū)域，也即其射程比起圖1所示的結(jié)構(gòu)型式能射得更遠，該方案有一定的使用效果，然而，由于國內(nèi)有不少的陶瓷窯爐使用的是發(fā)生爐煤氣，發(fā)生爐煤氣存在著熱值較低的問題，火焰溫度較低，著火較緩慢，著火點溫度較低，能量不強，加之許多國內(nèi)陶瓷窯爐的燃氣燃燒裝置設(shè)計不夠合理，存在著火點不夠穩(wěn)定，燃燒不夠完全，燃燒效果不夠理想，燃燒效率不高等問題；此外，由于很多陶瓷窯爐產(chǎn)量較大，在產(chǎn)量較大時，該解決方案往往還是顯得射程仍然不夠遠，窯爐的橫向溫差仍然較大。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為了克服已有技術(shù)的不足之處，申請人對該領(lǐng)域的技術(shù)做了大量的研究工作，提出一種陶瓷窯爐燃氣燃燒裝置，使火焰著火區(qū)域能量更強，燃燒狀況良好、穩(wěn)定，燃燒完全，燃燒效率高，減小未完全燃燒產(chǎn)物對環(huán)境的污染，減少排煙，并且火焰射流的射程能夠噴射得更遠，從而減小橫向溫差。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的方案是:一種陶瓷窯爐燃氣燃燒裝置，包括燃氣噴槍和燃燒室筒體，在燃燒室筒體內(nèi)有燃燒室筒體內(nèi)腔，在燃氣噴槍的結(jié)構(gòu)中設(shè)置有用于進入燃氣的燃氣進口和用于進入助燃風(fēng)的助燃風(fēng)進口，燃氣噴槍上有含氣噴出孔，所述含氣噴出孔是指用于從燃氣噴槍上噴出燃氣或者是燃氣與助燃風(fēng)的混合物的噴出孔，其特征在于:對比每一個含氣噴出孔的出口端面的中心點，將其中其出口端面的中心點在燃氣噴槍的軸向的正方向上最靠下游的含氣噴出孔稱為最下游含氣噴出孔，所述的任何一個含氣噴出孔的出口端面的中心點，是指該含氣噴出孔的出口的一端的端面的形心；當(dāng)最下游含氣噴出孔只有一個時，設(shè)其出口端面的中心點為點Ca;當(dāng)最下游含氣噴出孔多于一個時，設(shè)其中任意一個最下游含氣噴出孔的出口端面的中心點為點Ca;所述燃氣噴槍的軸向的正方向，是指從燃氣噴槍的遠離窯爐爐膛中央的一端向著燃氣噴槍的靠近窯爐爐膛中央的一端，沿著燃氣噴槍的軸線前進的方向；作一個與點(^的距離為106mm并且垂直于燃燒室筒體內(nèi)腔的軸向的正方向的平面PCc，點(；與燃燒室筒體內(nèi)腔的靠近其出口的一端分別位于平面PCc的兩側(cè)，所述的燃燒室筒體內(nèi)腔的軸向的正方向，稱為LT的正方向，是指從燃燒室筒體內(nèi)腔的遠離其出口的一端向著燃燒室筒體內(nèi)腔的靠近其出口的一端，沿著燃燒室筒體內(nèi)腔的軸線前進的方向；過點Ca作一個平行于平面PC c的平面PC A；以平面PC c為基準向燃燒室筒體內(nèi)腔的軸向的正方向上，作與平面PCc的距離分別為10mm、43mm、90mm、120mm、160mm的平行平面，相對應(yīng)地分別稱為平面PCD、平面PCe、平面PCf、平面PQ、平面PCh;以平面PCc為基準向燃燒室筒體內(nèi)腔的軸向的負方向上，作與平面PCc的距離分別為30mm、166mm、266mm的平行平面，相對應(yīng)地分別稱為平面PCb、平面PC;、平面PCk;*述的燃燒室筒體內(nèi)腔的軸向的負方向，稱為LT的負方向，是指從燃燒室筒體內(nèi)腔的靠近其出口的一端向著燃燒室筒體內(nèi)腔的遠離其出口的一端，沿著燃燒室筒體內(nèi)腔的軸線前進的方向；在與點(；位于平面PCh的同一側(cè)的那一段燃燒室筒體的壁面上開設(shè)有用于連通窯爐煙氣與燃燒室筒體內(nèi)腔的連通孔。
[0005]在此作補充說明:燃氣噴槍上的噴出孔是指含氣噴出孔和風(fēng)噴出孔的總稱，含氣噴出孔的含義如前所述，風(fēng)噴出孔是指用于從燃氣噴槍上單純噴出助燃風(fēng)的噴出孔，燃氣噴槍上可以有風(fēng)噴出孔，也可以沒有風(fēng)噴出孔；燃氣噴槍上的噴出孔可以呈圓柱形，也可以呈方槽形，也可以呈其他幾何形狀。本文所述的風(fēng)，是指助燃風(fēng)的簡稱，也可以稱作助燃空氣。
[0006]該燃燒裝置工作時，含有燃氣的氣體從含氣噴孔以一定的速度從噴槍上噴出，進入燃燒空間，燃氣噴槍上有風(fēng)噴出孔的，部分或全部助燃風(fēng)從風(fēng)噴出孔以一定的速度從噴槍上噴出，它們在從噴出孔噴出后的一定距離內(nèi)，可以對周圍的氣體產(chǎn)生引射作用，受該引射作用的影響，由于在相對于平面PCh位于LT線的上游方向上的那一段燃燒室筒體的壁面上開設(shè)有用于連通窯爐煙氣與燃燒室筒體內(nèi)腔的連通孔，窯爐煙氣可以從該段燃燒室筒體上的連通孔進入燃燒室筒體的內(nèi)腔，并且與燃氣或助燃風(fēng)與燃氣的混合物發(fā)生接觸，而一般在點燃有燃氣噴槍的窯爐區(qū)段內(nèi)，窯爐煙氣的溫度至少有700°C以上，大部分在800°C?1250°C之間，燃氣的著火溫度一般在500°C至600°C之間，所以進入燃燒室筒體的窯爐煙氣的溫度高于燃氣的著火溫度，可以促進燃氣的著火進程，使含有燃氣的氣體從含氣噴孔噴出后的一定距離內(nèi)能迅速地著火燃燒，同時這部分煙氣可以將熱量傳給燃氣噴槍的噴出物，提高著火區(qū)域的溫度，使火焰?zhèn)鞑ニ俣忍岣撸饏^(qū)域的能量更強，著火更穩(wěn)定，改善燃燒狀況，使燃燒更完全，提高燃燒效率，減少污染，燃燒狀況改善后，對陶瓷制品的質(zhì)量會有良好的影響；除此之外，進入燃燒室筒體的窯爐煙氣還起到如下幾方面的作用:①.增大了燃燒室筒體內(nèi)的燃燒產(chǎn)物的總流量，使燃燒室筒體出口的氣體噴出速度提高，從而加大了火焰射流的射程；?.由于窯爐煙氣從連通孔進入燃燒室筒體，等于在燃燒室筒體內(nèi)該部分煙氣就已經(jīng)與燃氣噴槍噴出的燃氣和助燃風(fēng)進行了混合，也就是促進了燃氣噴槍的噴出物與總體窯爐煙氣的混合，而這種混合的增強對改善陶瓷制品的氧化效果，提高質(zhì)量有著較好的作用可以利用進入燃燒室筒體內(nèi)腔的窯爐煙氣當(dāng)中所含有的部分氧氣參與燃燒，起到節(jié)能的作用。
[0007]本文所述燃氣，是指可燃氣體的總稱，包括發(fā)生爐煤氣、石油液化氣、天然氣及其他氣體燃料，也包括各種混合氣體燃料，還包括各種氣體燃料經(jīng)過與空氣預(yù)混所得到的混合物。
[0008]在此作如下說明:
[0009]①.對比每一個含氣噴出孔的出口端面的中心點，將其中其出口端面的中心點在燃氣噴槍的軸向的正方向上最靠下游的含氣噴出孔稱為最下游含氣噴出孔，這句話是指最下游含氣噴出孔的出口端面的中心點相對于所有非為最下游含氣噴出孔的出口端面的中心點，在燃氣噴槍的軸向的正方向上更靠下游。
[0010]②.為了更方便地判斷最下游含氣噴出孔，可以過任意一個含氣噴出孔的出口端面的中心點，作與燃氣噴槍的軸向的正方向相垂直的平面，將該平面與燃氣噴槍的軸線的交點稱為該含氣噴出孔的垂交點，該平面截燃氣噴槍得到一個橫截面；可以對比過每一個含氣噴孔的出口端面的中心點所作的燃氣噴槍的橫截面，其中的在燃氣噴槍的軸向的正方向上最靠下游的那個橫截面所對應(yīng)的含氣噴出孔則為最下游含氣噴出孔；此外，也可以對比每個含氣噴出孔的垂交點，其中的在燃氣噴槍的軸向的正方向上最靠下游的那個垂交點所對應(yīng)的含氣噴孔則為最下游含氣噴出孔。
[0011]③.任何一個孔的出口端面的中心點(在此所述的孔，包括含氣噴出孔、風(fēng)噴出孔、連通孔、減振孔、摻混孔，以及其他類型的孔)，是指該孔的出口的一端的端面的形心。
[0012]④.所述燃燒室筒體內(nèi)腔可以呈圓柱形狀，也可以呈圓臺形狀，也可以呈其他幾何形狀。
[0013]所述的陶瓷窯爐燃氣燃燒裝置在與點(；位于平面PCh的同一側(cè)的那一段燃燒室筒體的壁面上開設(shè)的用于連通窯爐煙氣與燃燒室筒體內(nèi)腔的各個連通孔的流通面積之和為SA, SA可以在如下優(yōu)選區(qū)段選取:SA彡326mm2。
[0014]在此作如下說明:
[0015]①.任何一個孔的流通面積(在此所述的孔，包括連通孔、風(fēng)噴出孔、含氣噴出孔、減振孔、摻混孔，以及其他類型的孔)，是指該孔的內(nèi)腔通道中最狹窄處的通道截面的面積，在此所述的最狹窄處，是指該處的通道截面的面積在該孔的內(nèi)腔通道的所有截面的面積當(dāng)中最小。例如，圖19至圖21中有三個孔，分別為Kl孔、K2孔、K3孔，圖19所示的Kl孔的內(nèi)腔呈逐漸收縮形，且其孔的軸線垂直于其所處位置的固體外壁面，該孔的內(nèi)腔通道中的最狹窄處是該孔的出口截面，該截面的面積就是Kl孔的流通面積；圖20所示的K2孔的內(nèi)腔呈先逐漸收縮而后又逐漸擴大的形狀，該孔的內(nèi)腔通道中的最狹窄處是該孔的喉部截面，該喉部截面的面積也就是K2孔的流通面積；圖21所示的K3孔，該孔的軸線與固體內(nèi)、外壁面呈一定的傾斜角，該孔的內(nèi)腔通道中的最狹窄處是位于橫截面JA與橫截面JB之間的那一段呈圓柱形的孔的內(nèi)腔的所有橫截面，并且它們的橫截面積都相等，都等于JA或JB的橫截面積，則K3孔的流通面積等于JA或JB橫截面的橫截面積，在此說明:所述孔的內(nèi)腔的橫截面是指過孔的軸線上的某一點作垂直于孔的軸線在該點處的切線的平面，再用該平面去截孔的內(nèi)腔所得到的截面。
[0016]②.在計算位于兩個平行平面之間的那一段燃燒室筒體的壁面上開設(shè)的連通孔的流通面積之和時，將位于這兩個平行平面之間的那一段燃燒室筒體稱為所計量的那一段燃燒室筒體，如果某個連通孔被這兩個平行平面之中的一個截到的，則計算連通孔流通面積之和時，該連通孔所貢獻的流通面積只計算該孔的內(nèi)腔位于所計量的那一段燃燒室筒體內(nèi)的部分，例如，如圖12至圖13所示，假如要計算位于平面PCf與平面PC八之間的連通孔的流通面積之和，有連通孔(將該孔稱為QJL )被平面PC F截到，則計算該Q τ孔所貢獻的流通面積時，只計算該孔的內(nèi)腔位于平面PCf與平面PCa之間的那一部分，即圖中所示的陰影部分的流通面積。同理，在計算在與點Ca位于某個平面的同一側(cè)的那一段燃燒室筒體的壁面上(同樣將該段燃燒室筒體稱為所計量的那一段燃燒室筒體)開設(shè)的連通孔的流通面積之和時，如果某個孔被該平面截到的，該孔所貢獻的流通面積只計算該孔的內(nèi)腔位于所計量的那一段燃燒室筒體內(nèi)的那一部分流通面積。
[0017]③.所述連通孔可以呈圓柱形狀，也可以呈方槽形狀，也可以呈其他幾何形狀。
[0018]所述的陶瓷窯爐燃氣燃燒裝置可以在與點(；位于平面同一側(cè)的那一段燃燒室筒體的壁面上開設(shè)有用于連通窯爐煙氣與燃燒室筒體內(nèi)腔的連通孔。
[0019]所述的陶瓷窯爐燃氣燃燒裝置可以在位于所述的平面PCti與平面PC:之間的那一段燃燒室筒體的壁面上開設(shè)有用于連通窯爐煙氣與燃燒室筒體內(nèi)腔的連通孔，并且在該段燃燒室筒體的壁面上開設(shè)的用于連通窯爐煙氣與燃燒室筒體內(nèi)腔的連通孔的流通面積之和為SQ，SQ可以在如下優(yōu)選區(qū)段選取:SQ彡326mm2。
[0020]所述的陶瓷窯爐燃氣燃燒裝置可以在與點(；位于平面同一側(cè)的那一段燃燒室筒體的壁面上開設(shè)有用于連通窯爐煙氣與燃燒室筒體內(nèi)腔的連通孔。
[0021]所述的陶瓷窯爐燃氣燃燒裝置可以在位于所述的平面PCe與平面PC:之間的那一段燃燒室筒體的壁面上開設(shè)有用于連通窯爐煙氣與燃燒室筒體內(nèi)腔的連通孔，并且在該段燃燒室筒體的壁面上開設(shè)的用于連通窯爐煙氣與燃燒室筒體內(nèi)腔的連通孔的流通面積之和為SG，SG可以在如下優(yōu)選區(qū)段選取:SG彡276mm2。
[0022]設(shè)位于平面PCc與平面PC 之間的那一段燃燒室筒體內(nèi)腔所形成的通道中最狹窄處的通道截面的面積為SNs，3\的范圍是:766mm 2S S