[发明专利]纯氧燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及冶金设备制造技术领域，尤其是一种大型冶金工业炉中使用的含氧量大的纯氧助燃燃气燃烧器。

背景技术

冶金行业中富氧燃烧技术的使用可以延长炉体寿命，提高产品质量，提高燃料燃烧效率。随着助燃氧气浓度的不断提高，一种高效、节能、环保、使用寿命长的高富氧燃烧器具有重要的经济及技术价值。国内外专家们对富氧燃烧器的革新研究从来没有停息过，但效果一直不够理想。

中国发明专利申请公开说明书CN1043376A公开了一种《带点火装置的气态燃料和氧的燃烧器》，氧气通道同心地围绕可燃气喷嘴， 专利在传统空气助燃燃烧器的基础上创新，采用高浓度氧气助燃，并提高了燃烧效率和火焰温度。但由于富氧燃烧火焰温度过高，烧嘴得不到及时的降温将缩短烧嘴的使用寿命；另一方面，高温下有助于氮氧化物的生成，造成周边环境的破坏。

中国实用新型专利“高富氧燃烧器”（公告号为：CN2366695Y，公告日为2000年3月1日），该专利也是一种以含氧量大于９０％的氧气作为助燃气体的燃烧器，具有燃料管、供氧管和隔热烧嘴，烧嘴与燃料管同轴线设置于燃料管前端，轴线位置开设有与燃料管相连通的燃料喷口。烧嘴上与燃料喷口外圈等距离的同一圆周上均布有氧气喷口，氧气喷口与供氧管之间燃料管外围安装有环形稳压腔。该高富氧燃烧器在烧嘴处设置助燃氧气喷出气流呈多股环绕在燃料气流之外，使助燃氧气在与燃料气混合之前混入适量炉气，从而达到降低了火焰温度，增加了火焰动能，炉内温度分布均匀的目的，由于氧气喷口与燃料喷口之间有足够距离，使得氧气与燃料混合前，预先吸入适量炉气并进行混合使之形成氧气浓度控制在20%或20%以下形成稀氧燃烧。该发明有效控制了燃烧器温度，提高了燃烧器使用寿命，但稀氧燃烧降低了火焰燃烧温度，影响了燃烧效率，且燃烧器倾斜角度过大时将造成火焰变形变短。

因此，现有燃烧器主要存在燃烧效率与使用寿命的矛盾问题，很难在保证高燃烧效率的同时延长燃烧器的使用寿命。

发明内容

本发明提供了一种纯氧燃烧器，它可以解决现有燃烧器燃烧效率与使用寿命矛盾的问题，使燃烧器在助燃氧气浓度超过95%时仍保持着较长的使用寿命。

为了解决上述问题，本纯氧燃烧器采用以下技术方案：这种纯氧燃烧器包括有由管材和板材围成的燃气通道和助燃气通道，所述燃气通道分为主燃气通道和辅助燃气通道，所述助燃气通道分为助燃氧气通道和助燃空气通道；所述助燃氧气通道为直孔的中央通道；所述主燃气通道围在所述助燃氧气通道外，所述辅助燃气通道围在所述主燃气通道外；所述助燃空气通道围在所述辅助燃气通道外，空气通道中通入大量空气对燃烧器有冷却作用；在所述辅助燃气通道内，所述助燃氧气通道的直径为D1，所述主燃气通道的直径为D2，所述辅助燃气通道的直径为D3，D1：D2：D3=1：1.4～1.6：1.7～2.0；所述空气通道出口的直径为所述助燃氧气通道出口直径的7~10倍。

更进一步地，所述纯氧燃烧器的技术方案中：所述辅燃料通道与所述空气通道之间设有气体预混合通孔，使燃气在燃烧前与空气充分混合，提高燃烧效率。所述空气通道的外壳上装有外面套有冷却风管的火焰检测器；构成所述助燃氧气通道，主燃气通道和辅助燃气通道的金属构件可以采用如焊接或其它连接方式连接成一个整体；所述空气通道由筒形外壳，与该筒形外壳贯通的空气进口管，通过螺栓连接封闭所述筒形外壳后端口的封板和一端通过连接法兰连接在所述封板上的中心安装管构成；所述冷却风管装在所述封板上；本纯氧燃烧器在前端可以设有安装法兰盘，至少在位于所述法兰盘之前的部分可以采用防止炉内高温加热变形的耐高温的合金材料制造。

燃气最好使用天然气，燃气最好由液态天然气气化而来，助燃氧气最好由液态氧气气化而来，这样它们的温度相对较低，对燃烧器有一定的降温作用。

本纯氧燃烧器在使用时可利用法兰安装于冶金炉的墙面上，火焰通过冶金炉的墙面开孔直接喷入炉内。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

1、本发明采用中心通氧气，中间二次通燃料，最外侧通空气的方式，提高了燃烧稳定性，即使燃烧器安装倾斜角度大，火焰也不会发生变形、变短，刚性好，燃烧效率高。工作时，将氧气包裹的燃料气住还阻止了炉中材料的氧化和脱碳。

2、采用上述技术方案控制了燃烧器的工作温度，本发明无需另设冷却装置，使燃烧器在助燃氧气浓度超过95%时仍保持着较长的使用寿命。本公司燃烧器已连续工作2年多时间仍未出现故障。

附图说明

图1为本纯氧燃烧器第一个实施例的结构示意图。