烧嘴

1.4.1.1 有焰烧嘴

有焰烧嘴的结构特征在于：燃料和空气在入炉以前是不混合的（高速烧嘴例外）。有焰烧嘴种类很多，结构型式各不相同，它主要根据煤气的种类、火焰长度、燃烧强度来决定。加热炉常用的有焰烧嘴有套管式烧嘴、低压涡流式烧嘴、扁缝涡流式烧嘴、环缝涡流式烧嘴、平焰烧嘴、火焰长度可调烧嘴、高速烧嘴等。

A 套管式烧嘴

套管式烧嘴的结构如图1-16所示。

烧嘴的结构是两个同心的套管，煤气一般由内套管流出，空气自外套管流出。煤气与空气平行流动，所以混合较慢，是一种长火焰烧嘴。

它的优点是结构简单，气体流动的阻力小，因此所要求的煤气与空气的压力比其他烧嘴都低，一般只要784~1470Pa。

B 低压涡流式烧嘴（DW-Ⅰ型）

低压涡流式烧嘴的结构如图1-17所示。这种烧嘴的结构也比较简单，它的特点是煤气与空气在烧嘴内部就开始混合，并在空气和燃气通道内均可安装有涡流叶片，所以混合条件较好，火焰较短。要求煤气的压力不高，但因为空气通道的涡流叶片增加了阻力，因此所需空气压力比套管式烧嘴大一些，约为1960Pa。

这种烧嘴用途比较广泛，可以烧净发生炉煤气、混合煤气、

焦炉煤气，也可以烧天然气。烧天然气时只须在煤气喷口中加一涡流片或将喷口直径缩小，使煤气量与空气量相适应，并改善燃料与空气的混合。

C 扁缝涡流式烧嘴（DW-Ⅱ型）

扁缝涡流式烧嘴的结构如图1-18所示。这种烧嘴的特点是在煤气通道内安装一个锥形的煤气分流短管，空气则自煤气管壁上的若干扁缝沿切线方向进入混合管。空气与煤气在混合管内就开始混合，混合条件较好，火焰较短。它是有焰燃烧烧嘴中混合条件最好、火焰最短的一种。适用于发生炉煤气和混合煤气，扩大缝隙后，也可用于高炉煤气，这种烧嘴要求煤气与空气压力为1470~1960Pa。

由于火焰较短，这种烧嘴主要用在要求短火焰的场合。

D 环缝涡流式烧嘴

环缝涡流式烧嘴的结构如图1-19所示。环缝涡流式烧嘴也是一种混合条件较好的有焰烧嘴，火焰也较短。但是煤气要干净，否则容易堵塞喷口。这种烧嘴主要用来烧混合煤气和净发生炉煤气。当煤气喷口缩小后，也可以烧焦炉煤气和天然气。

这种烧嘴有一个圆柱形煤气分流短管，煤气经过喷口的环状缝隙进入烧嘴头，空气从切线方向进入空气室，经过环缝出来在烧嘴头与煤气相遇而混合。由于气流阻力较大，这种烧嘴要求的煤气及空气压力比一般有焰烧嘴稍高，约为

1960~3920Pa。

E 平焰烧嘴

以上介绍的几种烧嘴都是长的直流火焰，这对多数炉子都是适应的。但有时希望烧嘴出口距加热物较近而火焰不要直接冲向被加热物，一般烧嘴就难以满足要求，此时可采用平焰烧嘴。平焰烧嘴气流的轴向速度很小，得到的是径向放射的扁平火焰，这样火焰就不直接冲击被加热物，而是靠烧嘴砖内壁和扁平火焰辐射加热。

平焰烧嘴的示意图见图1-20。煤气由直通管流入，煤气压力约为980~1960Pa，也属于低压煤气烧嘴。空气从切向进入，造成旋转气流，空气与煤气在进入烧嘴砖以前有一小段混合区，进入烧嘴砖后可以迅速燃烧。烧嘴砖的张角呈90~120°扩张的圆锥形，这样沿烧嘴砖表面形成负压区，将火焰引向砖面而沿径向散开，形成圆盘状与烧嘴砖平行的扁平火焰，提高了火焰的辐射面积，径向的温度分布比较均匀。

平焰烧嘴近年发展比较迅速，用作连续加热炉均热段或炉顶烧嘴，也用于罩式退火炉和台车式炉上。国外还出现烧油或油气混烧的平焰烧嘴。

F 火焰长度可调烧嘴

生产实践中有时需要通过调节火焰长度来改变炉内的温度分布，火焰长度可调烧嘴就可以满足这一需要。为了达到改变火焰长度的目的，可以采取不同的措施。图1-21是一种可调

焰烧嘴的示意图，一次煤气是轴向煤气，二次煤气是径向煤气，通过调节一次及二次煤气量和空气量，可以改变火焰的长度。

G 高速烧嘴

近年来开始将高速气流喷射加热技术用于金属加热与热处理上，为此采用了高速烧嘴。高速烧嘴结构的示意图如图1-22所示。煤气与空气按一定的比例在燃烧筒内流动混合，经过内筒壁的电火花点火而燃烧，形成一个稳定热源。混合气体在筒内燃烧80~95％，其余在炉膛内完全燃烧。大量热气体以100~300m/s的高速喷出，这样在炉内产生了强烈的对流传热，并由于大量气体的强烈搅拌，使炉内温度达到均匀。采用高速烧嘴的炉子对炉体结构的严密性有特殊要求，并要注意采取措施控制噪音。

1.4.1.2 无焰燃烧器

无焰燃烧器是气体燃料与空气先混合然后再燃烧的燃烧装置。这类燃烧器由于预先混合，故燃烧火焰短，但要有压力较高的煤气（＞10kPa），且助燃空气不能预热到高温。工业上常用喷射式无焰燃烧器，由于其结构简单，不用鼓风机，所以在加热炉上亦常被使用。无焰燃烧器的原理如图1-23所示。

煤气以高速由喷口1喷出，空气由吸入口3被煤气流吸入，因为煤气喷口的尺寸已定，煤气量加大时，煤气流速增大，

吸入的空气量也按比例自动增加。空气调节阀2可以沿烧嘴轴线方向移动，用来改变空气吸入量，以便根据需要调节过剩空气量。煤气与空气在混合管4内进行混合，然后进入一段扩张管5，它的作用是使混合气体的静压加大，以便提高喷射效率。混合气体由扩张管出来进入喷头6，喷头是收缩形，以保持较大的喷出速度，防止回火现象。最后混合气体被喷入燃烧坑道7，坑道的耐火材料壁面保持很高的温度，混合气体在这里迅速被加热到着火温度而燃烧。

这类烧嘴视空气预热与否分为冷风和热风喷射式烧嘴两种。又可根据煤气发热量的高低分为低发热量及高发热量两种烧嘴。

喷射式无焰燃烧器在我国已标准化，系列化了，使用时只需根据燃烧能力选用即可。

最后应明确一点，任何型式的烧嘴都不是万能的，在选用时，必须根据炉子结构的特点、加热工艺的要求、燃料条件等综合考虑之。

1.4.2 液体燃料的燃烧装置——喷嘴

加热炉用液体燃料主要是重油。从资源利用角度考虑，将重油烧掉是很大的浪费。我国目前烧重油的炉子不多，此处只简单介绍几种最常用的重油喷嘴。

重油的燃烧过程分为雾化、混合、加热着火、燃烧四个过程，其中雾化是关键。按雾化方法分为机械雾化及雾化剂雾化喷