自预热式烧嘴技术
高效空气自身预热式燃气烧嘴SINMAX
高效空气自身预热式燃气烧嘴SINMAX
特点
■ 按烧嘴功率分7个规格，功率范围：12-500KW。
■ 适用燃气：天然气，液化气，焦炉煤气，混合煤气，发生炉煤气。
■ 利用烟气，通过内置换热器预热助燃空气。
■ 由于换热器采用了最佳形状设计，可获得极高的换热效率。
■ 火焰喷出速度高：max 120-160m/s。
■ 明火加热时，专门设计的烟气引射器确保100%的烟气从烧嘴排出。
■ 直接电极点火，火焰检测采用电离或紫外线UV方式。
■ 采用多级燃烧，频繁点火可靠，烟气中有害物质含量低。
■ 换热器采用金属或陶瓷材料，换热器有多种标准长度。
■ 安装调试简单、方便。
■ 建议采用脉冲on-off（开/关）控制方式，可有效延长辐射管使用寿命并提高炉温均匀性，也可用于连续控制。
应用范围：
■ 最高炉温：1150℃- 1300℃
■ 采用明火加热的热处理炉或者热处理设备，如辊底式热处理炉，台车炉，常化炉等。
■ 采用辐射管间接加热的，炉内有保护气体的热处理炉，如辊底式热处理炉，网带炉，硅钢线，镀锌线等。
■ 控制方式采用脉冲燃烧控制或连续控制。
■ 根据炉温，辐射管可采用金属辐射管或陶瓷辐射管。
新型预热烧嘴设备构造及常见问题处理
新型预热烧嘴设备构造及常见问题处理作者：张耀辉来源：《中国化工贸易·中旬刊》2019年第06期摘要：本文对陕西渭河煤化工集团有限公司（简称渭化集团）一、二期水煤浆气化炉技改后新预热烧嘴系统工艺原理、设备构造及控制原理进行简单介绍，并对常见问题处理办法进行总结。
关键词：烧嘴;气化炉;构造;安全气化炉预热烧嘴主要用于燃烧室升温（常温至1300℃）和耐火砖干燥。
渭化集团鉴于原气化炉使用液化气LPG和柴油联合方式存在明火点火不安全，低温雾化不充分燃烧冒黑烟、低洼处聚集闪爆风险;升温调节难、不灵活以及热备用成本高等缺点，技改采用新型天然气预热烧嘴并取得成功。
1 工艺概述新型预热烧嘴通过烧嘴箱体法兰盘与气化炉顶法兰连接，竖直向下安装，燃烧时火焰向下，燃料为0.3MPa城市天然气，空气助燃。
空气靠开工蒸汽抽维持燃烧室内负压（-10～-20mmH2O）的方式吸入，调节烧嘴箱体风门实现合理配风。
天然气以亚音速喷入燃烧室内与空气扩散混合，被点火枪或者长明灯点燃，高温烟气经急冷水冷却至250℃，经被抽引器、消音器排向大气。
2 设备构造预热烧嘴系统由现场控制系统和烧嘴本体组成。
烧嘴本体由长明灯、天然气枪、箱体组成。
天然气枪和长明灯设置在箱体上，其喷头深入燃烧室深度通过调节螺栓调节。
长明灯其作用是点火及引燃天然气，防止火焰熄灭，耐热合金钢制成的引射预混式喷头。
烘炉小于300℃时，可单独使用长明灯，实现烧嘴负荷范围延伸。
箱体内衬有隔热消音作用的耐火纤维毡;顶部上设观察燃烧室工况的观火孔和带有氮气吹扫火检探头接管，吹扫氮气作用防止探头因高温损坏;进风口设置防止杂物吸入和回火防护丝网;进风道设置可用于调节进风量的风门，其作用通过合理配风使燃气和空气最佳混合比，减少过剩空气量。
在低温区和恒温区调节风门开度是控制炉温的最有效方法。
3 控制原理烧嘴控制系统由现场控制箱、点火枪和紫外火焰检测探头组成。
现场控制箱内含PLC控制器、火焰检测器和高能点火器等，作用是实现火焰监测、实现点火控制及与DCS（分散控制系统）通信。
BICR霍科德自身预热式烧嘴
BICR烧嘴在直管式辐 射管加热中的应用。
退火炉—明火直接加 热的应用，烟气通过 引射器排放。
辊底炉—间接加热
应用举例
BICR+ TSC+ EGH
VG..L GEH EKO FLS
M
BVA+IC LEH FLS EKO
BICR自身预热烧嘴在P型辐射管 加热系统中的应用－开/闭控制。 图标
在间接加热工况下BICR烧嘴可与P型辐射管 VG..L = 慢开燃气电磁阀 结合使用。火焰高速喷出陶瓷火焰管时形 GEH = 燃气流量手动调节旋塞阀
= 标准型 = 可选型
03250XXX druckerei 4.00 6.000
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成低压，推动烟气在辐射管中的循环。
EKO = 不锈钢波纹管
效果：
－低氮氧化物排放
FLS = 流量孔板 BICR = 自身预热烧嘴
－辐射管热辐射分配均匀
TSC = 陶瓷换热器
EGH = 带隔热层的烟气回流套
高温烟气回流，在陶瓷换热器处与冷助 BVA = 空气蝶阀
燃空气进行热交换，预热空气可达350°C。 LEH = 手动空气流量调节旋塞阀
0
40
50
60
70
80
V· [m3/h (n)]
图表显示额定功率时100%烟气回流工况下，烟 气引射空气量为60m3/h，压力35 mbar。
维护周期：
每年一次。如气质很脏，周期要缩短。
4
选型
BICR烧嘴
BICR 65 BICR 80 BICR 100 型号= BICR + 壳体尺寸 烧嘴尺寸 = /50, /65, /80 火焰形状 长焰 = H 燃气种类
蓄热式烧嘴
蓄热式烧嘴自身蓄热烧嘴的开发户松三男谷口矿司摘要1997年12月，防止全球暖化京都会议上已达成协议，工业炉要进一步采取各种节能措施以削减温室化气体的排放量。
这些措施中采用蓄热式烧嘴正成为目前的主要方向。
但是，现状是由于尺寸大小、造价、配管复杂等因素，能采用此项技术的炉子受到限制，因而妨碍了推广。
本文介绍了我公司开发的自身蓄热烧嘴，也就是把低造价、单一、紧凑、低NOx等结合在一起的一套蓄热式烧嘴系统。
1 自身蓄热烧嘴的开发近年来要是提到节能，几乎都要说到蓄热式烧嘴，它的高热效率已为同行业人士所深知。
但是，目前只有很少的一部分炉子采用此项技术。
因为不景气要考虑减少设备投资固然是重要因素，最主要的想来还是造价高。
现有的蓄热式烧嘴系统是两个烧嘴作为一组，每个烧嘴隔几十秒切换燃烧一次，即所谓双子式烧嘴系统。
两个烧嘴需要6个换向阀，还要两套安全装置，这样造价就上去了；此外，两个烧嘴还需要用配管联结，复杂的配管也增加了成本。
其次要考虑的因素是蓄热部分的尺寸较大，增大了烧嘴本体的尺寸，难以设置在小型炉子上。
我公司考虑到这些问题妨碍了蓄热式烧嘴的推广，于是着手开发能满足低造价、单一、紧凑、低NOx等要求的燃烧系统，结果可以在一个烧嘴内完成蓄热燃烧，终于实现了自身蓄热烧嘴系统。
2 自身蓄热烧嘴系统的原理和结构本系统的原理是将烧嘴内部分割成若干对作为蓄热室，切换并使流体交替通过这些蓄热室便完成了蓄热燃烧。
图1 示意图图2 示意图图1和图2是基本的示意图。
其结构是：中心部位供应燃料，烧嘴本体内部划分成A、B两部分。
每一部分都有空气入口和烟气出口，各接口配切换阀。
蓄热体分割成4部分并互相隔离。
A室和A流路的两个蓄热室联结，B 室和B流路的蓄热室联结。
图1上A室的助燃空气入口和B室的烟气出口处切换阀开着，其他的切换阀关闭，流体的流动过程是助燃空气从A室进入，通过A流路的两个蓄热室变成高温空气，和燃料混合后燃烧。
烟气在炉内循环后回到烧嘴，进入B流路的蓄热室成为低温烟气，从B室排出。
SINMAX空气自身预热 烧嘴与普通烧嘴特性及技术参数1
施能空气自身预热烧嘴SINMAX的特点：
1、节能20-30%
烧嘴本身带有换热器，每个烧嘴也是排烟口，所以烟气在排出炉子时预热了助燃空气，空气预热温度越高，排烟温度越低，节约能源越多，空气预热温度每提高100°，能耗降低5%，（如在炉温是1200°时，空气预热温度可达700°）。
2、大提高温度均匀性和温度控制精度
A、真正的高速烧嘴、烧嘴大幅的收口设计，以及二次风细小
的出口环缝，使得火焰的喷射速度高，气流猛，是真正的高速烧嘴，大功率的烧嘴喷射速度在150米/秒,有非常强大的对流传热特性，燃气与空气混合完全，使得火焰较细而短，刚性好
B、调节比大、由于是分级燃烧烧嘴，主燃风分两次进行混合
燃烧（见内部结构图），控制上采用关火与大火脉冲，调节比是无限大，可以得到极好的控温精度，无小火，不超温，无局部高温。
B、安全性高、点火可靠性大大提高，因为分两级进风使得
SINMAX实际上总在小火状态下点火，总在小火状态下点火也提高了安全性，
C、火焰温度低、二次风减低了火焰温度，使火焰的局部高温
降低，有利于温度均匀性。
D、噪音低、火焰的分级燃烧大大降低了烧嘴产生的噪音。
4、烧嘴头部的弧度设计，使得高速火焰喷出后产生的烟气回旋再
燃烧，大幅降低了氮氧化物的排放，烟气中Nox 含量低。
●采用陶瓷燃烧室，寿命长
●烧嘴结构紧凑，体积小，重量轻，外壳内部有纤维内衬，炉子运
行时，外壳温度较低
●直接电极点火
●烧嘴维护简单，寿命长。
预热式烧嘴的使用注意事项
预热式烧嘴的使用注意事项
一、明火直接加热应用中要安装烟气导流套
在间接加热应用时，烟气可以通过换热器与辐射管的间隙排出炉膛，从而实现热量的交换。
在明火加热时，我们也需要加装烟气导流套来强制烟气在这个环形间隙中通过，实现*的热交换。
二、换热器与辐射管缝隙较大时安装烟气导流套
跟上一条相似，在辐射管直径较大而烧嘴功率较小的情况下，由于换热器与辐射管直径的缝隙过大会造成烟气不能贴近换热器，影响换热效率。
所以需要加装尺寸合适的烟气导流套。
三、使用I型（一字型）辐射管要安装陶瓷火焰内管，让火焰形成循环通道。
一字型辐射管不同于P型、双P型辐射管，要想形成烟气的循环流动，需在管内预先塞入耐高温陶瓷内管。
从烧嘴出来的高温烟气先进入陶瓷管内侧，当烟气走到辐射管末端后会从陶瓷管外侧返回，少量烟气会二次参与燃烧，大部分从烧嘴换热器外侧排出，形成循环流动。
四、不同的炉温选择不同的换热器材质
自身预热式烧嘴换热器一般有三种材质，要根据不同分炉温选择相应的材质。
分别是：
BSREC..M——金属翅片
BSREC..C——碳化硅波纹
BSREC..FTR——金属光面
五、不同的燃气烧嘴额定功率不一样
烧嘴的额定功率一般是以天然气为标准计算的，在使用焦炉煤气和其他低热值燃气的情况下，额定功率肯定是要下降的。
具体按下面的比例计算：
焦炉煤气：额定功率的80%。
低热值煤气：额定功率的65%。
自身预热烧嘴燃烧系统常见故障处理方法
自身预热烧嘴燃烧系统常见故障处理方法摘要：在对辐射管式热处理炉燃烧系统的结构及主要组成特征了解的基础上,结合实际维护统计数据,对导致燃烧故障报警的影响因素进行了定量和定性分析,并对燃烧优化的途径进行了探讨。
关键词：自身预热烧嘴故障分析安全燃烧引言随着高附加值产品市场需求量的不断提升,生产高附加值产品必不可少的高技术含量的现代化热处理重要设备-辐射管式热处理炉普及全国各大钢厂生产线。
掌握燃烧系统的构成特征,研究烧嘴故障报警的原因分类及措施,对辐射管式热处理炉燃烧优化有着重要意义。
燃烧系统的主要构成特征辐射管式热处理炉采用式烧嘴和辐射管加热，利用废气将助燃空气预热，以提高热效率。
烧嘴和炉内辐射管分开，单件辐射管由耐高温材料制作成。
烧嘴的操作采用脉冲循环控制方式，根据各区域设定的不同温度所需要的热量，控制烧嘴燃烧和关闭时间。
这种烧嘴控制方式不仅可以增加燃烧效率，而且能保证钢板温度均匀。
烧嘴燃烧控制过程：采用安装在PLC 系统中的PD软件控制器来控制温度。
温度区热电偶的实际数值通过线性化的传感器传给PLC 。
PD控制器的输出传给PLC 的烧嘴脉冲式循环控制。
烧嘴点燃后通过点火电极监测火焰，将燃烧情况通过烧嘴控制器界面反馈，以便维护人员及时处理出现的问题。
烧嘴机构主要包括壳体、换热器、耐热层、燃气管、点火电极、陶瓷燃烧室、烧嘴壳体内管、火焰观测口，以及相应煤气、空气及废气管路。
其中尤以换热器、燃气管、点火电极、燃烧室等件在日常生产使用中容易损坏，需要定期进行检查和更换。
烧嘴常见故障原因分类及措施1）烧嘴不能点火：烧嘴控制器或继电器故障, 烧嘴控制器对点火动作的控制失灵,控制电源线路故障,有时控制器电源自动跳闸（烧保险或烧粘）。
点火电极安装不到位, 放电尖端偏移对不正, 或点火电极变形、结瘤, 不能正常点火。
点火变压器有问题, 空气及煤气控制电磁阀同时不动作，不能正常点火, 有时现场复位发生爆鸣。
煤气气动阀发生煤气气动阀漏气无法正常点火，气动阀的分配器故障电磁线圈烧坏, 空气电磁阀电磁开关整流器烧坏等问题导致空气或煤气控制电磁阀不能动作，不能正常点火，有时现场复位发生爆鸣。
自身预热烧嘴
空气自身预热烧嘴与常规烧嘴比较及特点：
●空气自身预热烧嘴换热器采用最优化设计（见示意图），换热效率
高，节约能源,空气预热温度高达550℃（炉温：950℃），排烟温度低，节约能源高达30%。
常规烧嘴采用集中换热器，空气预热温度只能达300℃（炉温：950℃），排烟温度高，节约能源15%。
故，两种烧嘴节约能源相差近15%
●空气自身预热烧嘴采用多级燃烧和烟气循环燃烧技术，在空气预
热温度高时，烟气中NOx 含量低,小于150mg/m3,常规烧嘴是单级燃烧，NOx高达：400mg/m3。
见示意图。
采用明火燃烧时，烧嘴配备有专利的烟气引射系统保证90-100%的烟气从烧嘴排出，见附图，并且可调节炉膛压力。
炉内不用设烟道及炉压调节装置。
炉子占地面积小
常规烧嘴采用集中换热器炉子需设烟道，空气管道直径大，
需保
一级燃烧区
烟气再循环燃烧
温。
管道阀门直径大，需采用耐高温阀门。
因此常规烧嘴除集中换热器费用较高外，还需为管道，阀门，保温，内部烟道及炉压调节系统付出较高的费用。
一般情况下：在只针对烧嘴价格比较而言，由于节约能源，采用空气自身预热烧嘴多花的费用，在炉子连续运行3-6个月后即可收回。
● 采用陶瓷燃烧室，寿命长
● 烧嘴结构紧凑，体积小，重量轻，外壳内部有冷却空气，炉子运行时，外壳温度较低
● 火焰喷出速度高60-140m/S 可调,
● 控制方式采用ON/OFF 脉冲控制，可获得较高的炉温均匀性和节约能源 ● 直接电极点火 ● 烧嘴维护简单，寿命长
排烟管 内部隔热材料 换热器 空气导管
燃气管及点火电极
助燃空气连接法兰。
Presentation_RECUFIR E_自身预热式烧嘴RECUFIRE
IBS – Industrial Burner Systems
Igniting Ideas
IBS-Facilities (Head Office): IBS 工厂（总部）
IBS head-office and factory in Hagen 位于德国Hagen的IBS总部和工厂
IBS – Industrial Burner Systems
Other Manufacturer
Other Recuperators 其他品牌自身预热式烧嘴 - 45 fins around 45个散热片 - 7 mm height of the fins 生产
Burnerrecuperator system for
W-type radiant tubes W型管的烧嘴
系统
Open fired RECUFIRE
M 200 明火加热的 M200烧嘴
RECUFIRE M 120 in a radiant tube 辐射管加热 的M120烧嘴
IBS-test furnace for recuperative burners IBS的自身预热式烧嘴的实验炉
IBS – Industrial Burner Systems
Igniting Ideas
Single Ended Radiant Tube (SER) 单端辐射管加热
Application: Roller Hearth Furnace 应用：辊底炉
- SER diameter 300 mm 直径300mm -RECUFIRE M 200 ADVANCED 12N 690 -RECUFIRE M200 高级 12个换热节
自身预热烧嘴在台车式热处理炉上的应用
种状态是靠计算机来控制的 ， 但 由 于一 些 技 术 原 因 或 其 他 生 产 制 造 不 合 格 方 面 的原 因 ， 自身 预 热 烧 嘴 喷 射 出 的 大 小 火 并 不 一
定符合规定 要求 ， 同一 台炉子 的 同一种 火焰 大小 也可 能不 一
知， 在用新 的 自身 预热烧 嘴代替 旧烧嘴 时 ， 炉 内温度会 大 大提 高， 且炉子能够保 持稳定 的生产效 率 ， 这也就 说明 自身预 热烧 嘴能够缩短炉子工作时间并提高其工作效率 。
理 势 必 会 影 响 烧 嘴 正 常 工 作 的 稳 定 性 。在 实 际检 查 中发 现 ， 同 样 配置 的 ２台安 装 自身 预 热 烧 嘴 的 台 车 式 热 处 理 炉 工 作 指 标
可知 ， 自身预热烧嘴 喷射高 温气体 的速度越 快 ， 它带领 炉 内气 体 流动 的流量 和速度也 就越 大。在 这些炉 内气体 的高 速流 动
下， 构件就可以完全 、 持续 、 均匀 地受热 ， 从 而 提 高 炉 子 的 工 作
效 率 。并且Байду номын сангаас 工作 时， 自身预热烧嘴能把所释放 出来 的高温 气
样， 这 时 就需 要 工 人 细 致 检 查 仪 表 上 的 数 据 ， 据 此 来 手 动 调 节
各个烧 嘴喷射气流的速度 ， 从而使 大小 两种火焰的形态 符合预 期 工作要求 ， 从而保 障烧嘴处 于高效 可靠 的工作 状态 ， 以提高
台 车式 热 处 理 炉 的工 作 效 率 。 （ ３ ）自身 预热 烧 嘴 的大 小 火 要 在 各 自的额 定 功 率 下 稳 定 工 作 。 由 于烧 嘴 始 终 处 于 高 速 循 环 工 作 状 态 ， 并且 实验 表 明， 在
热处理自身预热式烧嘴异常分析及处理
热处理自身预热式烧嘴异常分析及处理摘要：烧嘴是热处理炉设备的核心部件，烧嘴投入率的提高有助于热处理炉工作效率的提升。
随着热处理产品需求量的增加，我们通过对热处理炉烧嘴常见故障的分析，并针对不同种类的故障制定了相应的解决措施以便降低烧嘴的故障率，提高热处理炉的生产效率，为热处理产品的达标达产奠定了坚实的基础处理策略，以供参考。
关键词：烧嘴；烧嘴常见故障；降低引言某中厚板厂热处理线No.1 热处理炉采用直套型辐射管烧嘴供热，沿炉长方向设置 10 个供热段，共20个温度控制区，分别对炉温进行自动控制，烧嘴分别布置在炉辊的上部和下部。
炉辊为耐热钢离心浇铸辊，单独变频传动，单独控制。
为防止炉内钢板氧化，炉内通有氮气保护。
在生产过程中经常会出现烧嘴无法点燃或者点燃后不能稳定燃烧的现象[1]，导致炉子装钢后无法快速升温，严重影响了热处理炉的生产效率。
随着热处理产品市场需求量的迅猛增长，如何解决热处理炉烧嘴常见故障保证热处理炉稳定生产成为了一个至关重要的研究课题。
1烧嘴的结构特点及技术效果No.1 热处理炉加热系统采用的是WS厂家的烧嘴。
烧嘴系统是由电气控制部分和机械部分组成。
烧嘴电气控制部分主要由烧嘴控制器、空气电磁阀、煤气气动阀、差压开关、火焰检测器、点火电极组成[2]。
图1烧嘴系统机械部分主要由烧嘴本体、煤气管道、煤气手阀、煤气气动阀、煤气调节阀、空气管道、空气手阀及废气管路等部分组成。
其中烧嘴本体主要包括壳体、热换器、耐热层、燃气管、陶瓷燃烧室、烧嘴壳体内管。
其中烧嘴的热交换器、煤气手阀、煤气调节阀、点火电极、燃烧室等部件在日常生产过程中极易损坏需要周期性的检查更换。
燃烧系统的采用脉冲燃烧控制方式[3]，每2段配备一个脉冲控制器，接收系统从DCS 3000发送的4~20mA温度控制信号，并将其转换为脉冲控制信号，并将其转化为脉冲控制信号，分别向空气电磁阀、煤气气动阀和点火器发出动作信号，使烧嘴根据所需的加热制度向炉膛供热。
自身预热式燃气烧嘴应用于台车炉的性能优势
自身预热式燃气烧嘴应用于台车炉的性能优势（采用陶瓷换热器）前言：感谢最终用户、炉窑公司以及烧嘴制造商三方的精诚合作，本文参考新建台车式热处理炉的相关技术参数，详细阐述了自身预热式燃气烧嘴用于直接燃烧工艺的几种特性。
相关经验可视工况在类似炉型上加以推广。
鉴于全球工业日益增长的能源需求，最终用户对热工设备的性能要求也在不断提升，主要集中在以下三方面：燃气消耗量、温度分部均匀性以及炉内气氛稳定性。
为此，炉窑公司协同烧嘴制造商不懈努力，共同完善终端产品的功能特性。
参考炉型的相关技术参数：炉型：台车式热处理炉加热方式：直接加热炉内有效空间：2300×1500×9700mm 炉温范围：500～1200℃温差：+/-5K最大装载量：20000kg烧嘴类型：自身预热式燃气烧嘴烧嘴功率：160kW/支烧嘴数量：共计18支烧嘴总功率：2880kW图1台车炉型号：HW65-2700-1200烧嘴系统直接加热时，安装于烧嘴上的烟气引射器把炉膛内的烟气通过烧嘴排烟管抽出。
烟气引射器作用于烧嘴烟气出口处，利用负压把炉膛内的烟气引出。
烟气引射器所需的引射空气来自于助燃空气支管路。
烧嘴内装有烟气导流管，导引烟气流经陶瓷换热器的外部，预热换热器内部的助燃空气，最后经烧嘴引射器与空气混合并冷却后排出。
烧嘴因助燃空气的预热，一方面提高了燃烧热效率，另一方面降低了单位耗气量，由此达到节能减排的效果。
烧嘴关闭时，为防止炉膛内高温烟气回流至烧嘴，引射器上装有一个机械式烟气挡板或电磁蝶阀，在烧嘴关闭时会自动关闭。
烧嘴自备独立点火腔，其高效的点火效果确保了烧嘴运行的安全稳定性。
标准配置烧嘴通常采用开/关运行模式。
如有需要，进行相应配置后也可实现其他运行模式。
烧嘴出厂前均在工作炉温下进行了预调试，供货系统包括烧嘴、引射器（图2）、燃气/空气支管路及电磁阀、烧嘴燃烧控制器等。
烧嘴采用模块化设计，根据现场工况，各气体接口方向可以进行90°的旋转。
【CN209688841U】一种耐热气化预热烧嘴【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920379680.0(22)申请日 2019.03.25(73)专利权人 安徽理工大学地址 232001 安徽省淮南市山南新区泰丰大街168号(72)发明人 王昌济 李寒旭 许瑞栋 张健堂 杨自军 (51)Int.Cl.F23D 14/48(2006.01)F23D 14/46(2006.01)F23D 14/66(2006.01)F23D 14/60(2006.01)(54)实用新型名称一种耐热气化预热烧嘴(57)摘要本实用新型公开了一种耐热气化预热烧嘴，包括机体和烧嘴头，所述机体的外侧焊接有凸块，所述凸块焊接在机体的两侧，所述凸块的内部开设有第一卡槽，所述烧嘴头上对称开设有L型滑槽，所述凸块滑动设置在L型滑槽内，所述烧嘴头上焊接有固定块，所述固定块焊接在L型滑槽的一侧，所述固定块上螺纹连接有旋紧螺栓，所述固定块内部开设有第二卡槽，所述第二卡槽内部滑动设置有卡块，所述旋紧螺栓的一端与卡块转动连接。
本实用新型通过利用旋紧螺栓将卡块从第一卡槽内拉动到第二卡槽内，然后通过将凸块从L型滑槽中滑出，方便将烧嘴头从机体上拆卸下来，便于对烧嘴头进行更换或者维修。
权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 209688841 U 2019.11.26C N 209688841U权 利 要 求 书1/1页CN 209688841 U1.一种耐热气化预热烧嘴，包括机体(1)和烧嘴头(2)，其特征在于：所述机体(1)的外侧焊接有凸块(3)，所述凸块(3)焊接在机体(1)的两侧，所述凸块(3)的内部开设有第一卡槽(4)，所述烧嘴头(2)上对称开设有L型滑槽(5)，所述凸块(3)滑动设置在L型滑槽(5)内，所述烧嘴头(2)上焊接有固定块(6)，所述固定块(6)焊接在L型滑槽(5)的一侧，所述固定块(6)上螺纹连接有旋紧螺栓(7)，所述固定块(6)内部开设有第二卡槽(8)，所述第二卡槽(8)内部滑动设置有卡块(9)，所述旋紧螺栓(7)的一端与卡块(9)转动连接，所述机体(1)的一端设置有燃气入口(10)，所述燃气入口(10)连通设置有燃气芯管(11)，所述燃气芯管(11)的另一端连通设置有混合腔(12)，所述燃气芯管(11)与燃气入口(10)和混合腔(12)的连接处均设置有第一密封圈(13)，所述混合腔(12)的外侧连通设置有空气导管(14)，所述空气导管(14)与混合腔(12)的连接处设置有第二密封圈(15)，所述空气导管(14)的一端设置有空气入口(16)，所述烧嘴头(2)的顶部设置有耐火隔热层(17)。
高效节能和消烟除尘的自身预热烧嘴
高效节能和消烟除尘的自身预热烧嘴
孟学忠
【期刊名称】《航空制造技术》
【年(卷),期】1985(000)005
【摘要】由航空部四院研制、卫红厂等单位研制的自身预热烧嘴,是一种将引射器、预热器和烧嘴等部件组合在一起的燃烧装置。
该烧嘴可用于烧柴油、重油、渣油、天燃气、城市煤气和和发生炉煤气的锻造和熔化等工业窑炉,直接利用炉内高温废
气的余热、将助燃空气预热到350～500℃的高温,然后立即与燃料混合燃烧,达到
高效节能和消烟除尘的作用。
该烧嘴已通过技术生产、定型鉴定。
属国内先进水平。
已有十余个单位用于生产。
其优点如下: 1.配用该烧嘴,再加上必要的炉型改造,其综合节能效果,比原烧嘴省油或省气达30％以上; 2.基本上消除了黑油烟对环境的污染;
【总页数】1页(P50-50)
【作者】孟学忠
【作者单位】三○一所
【正文语种】中文
【中图分类】F4
【相关文献】
1.40吨天然气混合炉自身预热烧嘴的应用与节能 [J], 刘秀蘑菇
2.消烟除尘高效节能型燃煤热处理炉 [J], 王立;王景甫;冯旭
3.论燃煤设备的消烟与节能应当先消烟后除尘 [J], 史君洁
4.高效陶瓷多管除尘器附飞灰回燃——消烟除尘、节能降耗的有效途径 [J], 许彦雷;赵善兴;荣现玲;赵同斌
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自预热式烧嘴技术
关于燃气烧嘴问题的研究从以下四个方面进行阐述：
一、高温空气燃烧技术基本原理及关键技术。
二、高效空气自身预热式燃气烧嘴结构简介。
三、如何达到燃气烧嘴的关键硬指标。
四、燃气烧嘴的仿制思路。
一、高温空气燃烧技术基本原理及关键技术：
高温空气燃烧技术的基本思想是让燃料在高温低氧体积浓度气氛中燃烧。
它包含两项基本技术措施：一项是采用温度效率高、热回收率高的蓄热式换热装置，极大限度回收燃烧产物中的显热，用于预热助燃空气，获得温度为400～800℃，甚至更高的高温助燃空气。
另一项是采取燃料分级燃烧和高速气流卷吸附辐射管内燃烧产物，稀释反应区的含氧体积浓度，获得浓度为3% ～15%(体积比)的低氧气氛。
燃料在这种高温低氧气氛中，首先进行诸如裂解等重组过程，造成与传统燃烧过程完全不同的热力学条件，在与贫氧气体作延缓状燃烧下释出热能，不再存在传统燃烧过程中出现的局部高温高氧区。
这种燃烧方式一方面使燃烧室内的温度整体升高且分布更趋均匀，使燃
料消耗显著降低。
降低燃料消耗也就意味着减少了CO2
、氮氧化物(NO X)等气体的排放。
氮氧化物(NO X)是造成大气污染的重要来源之一，NO X的生成速度主要与燃烧过程中的火焰最高温度及氮、氧的浓度有关，其中温度是影响热力型NO X的主要因素，Zeldovch等人
通过试验及推导得出：
NO X生成速度=3×1014 [N2][O2] ×exp（-54200/RT），
其中[N2][O2]为N2和O2的浓度。
由上式可知NO X生成度与温度呈指数关系，在燃烧温度低于1500℃时，NO X生成很少，但当温度达到1500℃时，每升高100℃，NO X 生成速度就增加6~7倍。
高温空气燃烧技术与传统燃烧相比没有燃烧的局部高温区，同时也降低了氮、氧的浓度；此外，由于采取大速度气流，燃烧速度快，烟气在管道内停留时间短，也进一步降低了NO X排放浓度低。
烧嘴的设计原则是合理控制空气和燃料气的混合速度，即控制喷嘴火焰的角度、长度和速度。
不能让空气和燃料气混合得太快，喷嘴火焰过短，这样容易形成局部高温；但也不能混合得太慢，即喷嘴火焰过长。
为了保证燃料在低氧气氛中燃烧，必须在设计其供给通道时，考虑燃料和空气在空间的扩散、混合和射流的角度及深度。
而这些参数应根据加热功率、辐射管尺寸、加热工艺要求、燃料种类、预热温度和燃料气压力等因素来确定。
一般来说，射流的速度越大，炉内的卷吸和回流作用越强烈，就越有利于实现低氧的气氛，而这种相对很低的燃料气和氧气浓度降低了平均燃烧速度，拓展了燃烧边界，形成了均匀的温度场，进而也降低了ＮＯｘ的排放。
关于烧嘴喷头的关键几何尺寸需要参考《喷嘴技术手册》等相关资料进行设计和制造。
二、自预热式烧嘴结构简介
如上图所示，自预热式烧嘴结构包括喷嘴、换热器、点火装置、阀门、压力控制装置、烟气流动系统组成。
其中关键的部分就我目前的理解而言有4部分：1.喷嘴分为两级燃烧，目的是延长火焰长度，降低火焰温度从而使燃烧缓慢均匀。
2.换热器的设计，使空气有足够高的预热温度，从而提高热效率，换热器采用金属或陶瓷材料。
3.点火方式，采取直接电极点火，火焰检测采用电离或紫外线UV方式。
4.燃烧模式采用脉冲on-off（开/关）控制方式，有效延长辐射管使用寿命并提高炉温均匀性。
三、如何达到燃气烧嘴的关键关键硬指标。
燃气烧嘴的关键关键硬指标是：热效率（WS达到了80%）和低NOx.
1. 热效率（WS达到了80%）:采取合理的燃料气与空气的比例
使燃料有足够的氧气来达到充分燃烧；计算换热器的换热效
率及预热空气的温度为400～800℃，甚至更高的高温助燃空
气，使燃烧顺利进行；合理设计喷嘴形状尺寸，使燃烧尽量
缓慢均匀充分，设计时需要参考喷嘴设计手册。
关于热效率
的计算可以利用燃烧热和辐射热的比值来计算。
2. 低NOx：根据相关理论和经验公式可使火焰温度控制在
1500℃以下，从而达到低NOx目的。
关于低NOx指标及检
测方式方面的信息需要进一步收集。
四、燃气烧嘴的仿制思路。
1、准备喷嘴设计手册及换热器设计手册。
2、选择金属喷嘴和金属换热器及金属辐射管作为初步仿制烧嘴
类型。
3、对所选烧嘴安装使用说明书进行技术参数研究，确定喷嘴形
状尺寸，同时计算喷嘴理论喷射速度、火焰长度、火焰温度。
4、对烧嘴实物进行测绘，对烧嘴材质进行光谱分析，为烧嘴的
试制做好物质准备。
5、点火及控制电气方面的准备。
6、火焰检测方面条件的准备。
7、烧嘴试制及产品试验。