[发明专利]具有涡轮防回火预混喷嘴的加热炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种加热炉，特别涉及一种采用可燃气体的加热炉。

背景技术

众所周知，工业窑炉是一种耗能大、污染重的设备。在世界各国都大力提倡节能减排的大环境下，如何对现有工业窑炉进行节能减排改造，已经成为本领域技术人员在设计该类设备时必须要考虑的因素。

以采用可燃气体的加热炉为例，其广泛采用如下的喷嘴构造：空气和燃气分别通过不同管道供给至炉膛入口并在炉膛入口处混合燃烧放热。这种喷嘴构造具有如下缺陷：一方面，空气和燃气得不到充分混合；另一方面，燃烧所用空气量过大；导致加热炉的燃烧效率低而烟气中的一氧化碳的浓度高。

如中国专利200920072822.5号公开的一种加热炉用混合煤气与天然气两用烧嘴及其燃烧系统。该烧嘴主要由中心风喷管、天然气喷管、混合煤气喷管、热风管的外壳及配风盘组成的套筒式结构。热风管的中间位置设置有一、二次风调节套管，配风盘作为一次风和二次风出口通道。该烧嘴工作时，两种燃气可相互切换，通过燃气喷嘴喷出的燃气与配风盘的热空气混合后喷出烧嘴实现燃烧作业，但是该烧嘴结构复杂、燃气与空气无充分预混、且无防回火装置。

又如中国专利02220905.0号公开的一种直管预混燃气燃烧器，其包括由火焰进气管、燃气喷嘴、扩散锥体、一次风进口、掺混直管、火焰稳定罩、预混气旋流器、喷火孔、或预混气射流孔、和喷火孔构成的直管预混火焰筒，消音器、调节风板、风道、一次风整流器、二次风旋流器、耐火砖、壳体、及点火器、火焰监测器、电磁阀稳定阀组件，还包括设置的附加扩散喷嘴进气管、中心扩散喷嘴或环行扩散喷嘴。该专利02220905.0号所公开的喷嘴结构复杂、仅实现了燃气与部分空气的预混、且无防回火装置。

因此，提供一种具有可实现预混和防回火功能的喷嘴的加热炉成为业内急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有涡轮防回火预混喷嘴的加热炉，该加热炉能够充分提高燃烧效率并降低烟气中的一氧化碳的浓度。

本发明提供一种具有涡轮防回火预混喷嘴的加热炉，其包括：炉体，炉体内设有用于容置待热处理工件的炉膛；第一喷嘴组和第二喷嘴组，第一喷嘴组和第二喷嘴组分别包括沿着炉体的纵向方向间隔设置在炉体的侧壁上的至少三个喷嘴，以将可燃气体和助燃空气的混合物喷入炉膛内燃烧放热；以及烟气管道，烟气管道连接于炉体的一端壁上以将炉膛内产生的烟气排出至烟囱。该加热炉的第一喷嘴组和第二喷嘴组中的每个喷嘴均为涡轮防回火预混喷嘴。该涡轮防回火预混喷嘴包括末端封闭的可燃气体管道、套置在可燃气体管道外围的助燃空气管道、以及设置在可燃气体管道的外壁与助燃空气管道的内壁之间的涡轮装置。其中，可燃气体管道的在助燃空气流动方向上位于涡轮装置之前的壁上开设若干个气孔，以将可燃气体喷入助燃空气管道内，使得可燃气体与助燃空气在经由涡轮装置喷入炉膛之前预混。

其中，第一喷嘴组和第二喷嘴组中的每个喷嘴的可燃气体管道可以通过管线连接于相同的可燃气体供给源。

可选择地，第一喷嘴组中的各个喷嘴的可燃气体管道和第二喷嘴组中的各个喷嘴的可燃气体管道可以通过管线分别连接于两个不同的可燃气体供给源。

优选地，第一喷嘴组与第二喷嘴组相对于炉体的纵向轴线设置于炉体的相对两侧，第一喷嘴组的至少三个喷嘴与第二喷嘴组的至少三个喷嘴依次正面相对设置，以将可燃气体与助燃空气的混合物以对吹方式喷入炉膛内。

其中，涡轮装置为单向涡轮装置，单向涡轮装置允许来自助燃空气管道的可燃气体和助燃空气的混合物喷入炉膛并防止炉膛内的气体回流入助燃空气管道。

可选择地，助燃空气管道内的助燃空气可为来自环境的空气或由其它设备预热的空气。

优选地，该加热炉还可包括设置于烟气管道内的空气预热器，并且，助燃空气管道内的助燃空气可为来自空气预热器的被预热的空气。

优选地，若干个气孔可沿着可燃气体管道的周向方向分成至少二组，并且每组气孔包括至少四个气孔。

更优选地，若干个气孔可沿着可燃气体管道的周向方向等间隔分成至少三组，并且每组气孔包括沿着可燃气体管道的纵向方向等间隔设置的至少五个气孔，比如，若干个气孔可以分成五组或六组，每组包括八个或十个气孔。

具体地，涡轮装置可设置在涡轮防回火预混喷嘴的邻近炉膛的一端，而可燃气体管道的壁上的若干个气孔可位于涡轮装置的远离炉膛的一侧。

可选择地，可燃气体为煤气，加热炉为陶瓷窑炉。

可选择地，可燃气体为天然气，加热炉为不锈钢退火炉。