[发明专利]高热值燃料低氮单蓄热烧嘴

说明书

一种高热值燃料低氮单蓄热烧嘴，包括连接在一起的烧嘴砖和蓄热箱体，蓄热箱体的外端连接空气进管，蓄热箱体的内腔中设置有蓄热体；烧嘴砖中设置有空气通道和燃气通道，所述空气通道包括一次空气通道和二次空气通道，燃气通道设置在一次空气通道内。该烧嘴通过设置两次空气通道，实现了一级贫氧燃烧和二次过氧燃烧，通过控制燃气通道和一次空气通道的截面面积之比实现燃料和空气的较佳混合比，通过设计二次空气通道与一次空气通道截面面积比和角度来调节火焰的形状和长短，能够二次分级燃烧、实现蓄热式低氮燃烧、不会产生局部温度过高燃烧火焰。

技术领域

本发明涉及一种以高发热值燃气为燃料的低氮单蓄热式蓄热烧嘴，属于烧嘴技术领域。

背景技术

以高发热值燃气为燃料各种单蓄热式蓄热烧嘴，目前存在的最大问题就是不能让燃料和助燃空气的二次混合而实现多级燃烧，使得燃烧火焰局部温度过高，不能够实现蓄热式低氮燃烧。

CN109945192A公开的一种高热值燃料同心射流空气单蓄热烧嘴，包括壳体、耐火隔热材料、锚固件、蓄热蜂窝体、挡砖和烧嘴砖；所述烧嘴砖内设置有空气通道和燃气通道；所述空气通道具有若干个且沿着竖直方向呈一倾角环绕在烧嘴砖中心线四周设置，且空气通道的喷气口轴线指向烧嘴砖的中心线；所述燃气通道具有若干且沿着竖直方向设置在烧嘴砖的中心线四周且位于空气通道的内侧。

上述烧嘴虽然具有若干个空气通道，但是其空气喷口和燃气喷口是相互独立的，各个空气通道沿着竖直方向呈一倾角环绕在烧嘴砖中心线四周设置，且空气通道的喷气口轴线指向烧嘴砖的中心线；其目的是为了避免燃料燃烧不充分而进入蓄热箱二次燃烧以及蓄热体直接接受高温辐射，不能在烧嘴砖中实现多级燃烧。

发明内容

针对现有高热值燃气为燃料的单蓄热式蓄热烧嘴不能够实现多级燃烧的氮燃烧的问题，本发明提供一种能够二次分级燃烧、实现蓄热式低氮燃烧、不会产生局部温度过高燃烧火焰的高热值燃料低氮单蓄热烧嘴。

本发明的高热值燃料低氮单蓄热烧嘴，采取以下技术方案：

该烧嘴，包括连接在一起的烧嘴砖和蓄热箱体，蓄热箱体的外端连接空气进管，蓄热箱体的内腔中设置有蓄热体；烧嘴砖中设置有空气通道和燃气通道，所述空气通道包括一次空气通道和二次空气通道，燃气通道设置在一次空气通道内。

所述蓄热箱体的外侧连接助燃空气管道或排烟管道，实现蓄热燃烧。所述燃气通道连接燃气接管，提供燃料。

所述一次空气通道和二次空气通道均与蓄热箱体连通。

所述燃气通道和一次空气通道的截面面积之比为0.2～0.6，以实现燃料和空气较佳的混合比。

所述一次空气通道的喷孔(烧嘴砖的喷孔)形状为圆形、椭圆形或扇形，以控制烧嘴的火焰形状。

所述二次空气通道与一次空气通道的截面面积之比为0.3～0.5；所述二次空气通道和一次空气通道的轴线夹角为0～15°。以此来调节火焰的形状和长短，实现多级燃烧而控制火焰的燃烧温度和局部燃烧温度的低氮燃烧。

高热值燃料由燃料接管进入烧嘴砖的燃气通道，空气由空气接管进入蓄热箱体，再进入烧嘴砖的空气通道。先通过一次空气通道与燃料第一次混合燃烧，通过设计燃气通道和一次空气通道的截面面积之比，从而实现燃料和空气的混合比，实现一级贫氧燃烧，也就是低氮燃烧的一级燃烧。一级不完全燃烧的混合气体进入二次空气通道与空气进行第二次混合实现二次过氧燃烧，通过设计二次空气通道与一次空气通道截面面积比和角度来调节火焰的形状和长短，实现多级燃烧而控制火焰的燃烧温度和局部燃烧温度的低氮燃烧。

上述装置一般都是成对出现，当一个装置燃烧状态时另一个装置为排烟状态，每隔一定时间两个装置状态更换，原燃烧状态的装置变为排烟状态，原排烟状态的装置变为燃烧状态，从而实现蓄热燃烧。