[发明专利]一种低NOx自身预热式高速烧嘴及其控制方法

权利要求书

1.一种低NOx自身预热式高速烧嘴，包括由内至外依次设置的主燃气通道、点火燃气通道、空气通道以及排烟通道；其中点火燃气通道的出口端设有点火燃气喷头，主燃气通道插装在点火燃气通道内且主燃气通道的燃气出口端头伸出点火燃气喷头外一段距离，空气通道与排烟通道之间沿轴向绕设有将空气通道与排烟通道分隔开的预热器，预热器的尾端侧设有朝燃气喷出方向收口的导流板；空气通道内设有自动点火器、点火空气分配盘以及隔板，其中点火空气分配盘设置在点火燃气喷头的前方；其特征在于：隔板包围在点火空气分配盘以及点火燃气喷头外侧以在空气通道的出口端头处分隔形成点火燃烧室；隔板上具有朝燃气喷出方向逐渐收口的缩口段，主燃气通道的燃气出口端头面伸至隔板的缩口段处；隔板的内壁面与点火空气分配盘的外周面间隔设置以形成流通空气的次级空气通道，隔板的外壁面与预热器以及其上的导流板的内壁面间隔设置以形成流通空气的外侧空气通道。

2.根据权利要求1所述的低NOx自身预热式高速烧嘴，其特征在于：隔板的缩口段为圆台式结构，其上的母线与轴线间的夹角α为30°～90°；隔板的缩口段长度为L，主燃气通道的燃气出口端头面伸入进缩口段的长度为D，两者间满足：0≤D≤0.5L。

3.根据权利要求1或2所述的低NOx自身预热式高速烧嘴，其特征在于：将点火燃气喷头的外周面与隔板的内壁面间间隙记做内侧空气通道，在同一截面上，内侧空气通道的有效面积与外侧空气通道的有效面积之比为1:2～1:1。

4.根据权利要求3所述的低NOx自身预热式高速烧嘴，其特征在于：点火燃气喷头上绕周向至少均布有三个点火燃气喷口，各点火燃气喷口的轴线与点火燃气通道轴线间的夹角β为45°～90°。

5.根据权利要求4所述的低NOx自身预热式高速烧嘴，其特征在于：点火空气分配盘设置在点火燃气通道的外周面上或是点火燃气喷头的外周上；点火空气分配盘上绕周向至少均匀设有三个点火空气喷口。

6.根据权利要求5所述的低NOx自身预热式高速烧嘴，其特征在于：点火空气分配盘上点火空气喷口的有效面积与次级空气通道的截面积之比为1:2～2:1。

7.根据权利要求1所述的低NOx自身预热式高速烧嘴，其特征在于：点火燃气通道的入口端设有点火燃气自动阀，主燃气通道的入口端设有主燃气自动阀，点火燃气自动阀与主燃气自动阀的入口端并联在燃气管道上。

8.根据权利要求1所述的低NOx自身预热式高速烧嘴，其特征在于：空气通道内还设有火焰检测器。

9.一种适用于如权利要求4～8任一所述的低NOx自身预热式高速烧嘴的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

(a)启动自动点火器并向空气通道内供入空气，然后打开点火燃气自动阀通入点火用燃气，点火，以使点火用燃气在点火燃烧室内燃烧；

(b)待点火燃烧室内的火焰成为稳定火焰后，开启主燃气自动阀以通入主燃气，主燃气在稳定火焰作用下依次在点火燃烧室的出口处以及导流板外部的主燃烧空间发生燃烧反应；

分级燃烧模式：当位于导流板外部的主燃烧空间温度低于设定温度时，使点火燃气自动阀与主燃气自动阀同处于开启状态；

无焰燃烧模式：当位于导流板外部的主燃烧空间温度不低于设定温度时，关闭点火燃气自动阀，保持主燃气自动阀的开启状态；

其中设定温度由燃气种类以及燃烧加热模式共同确定，范围在750℃～880℃之间。

10.根据权利要求9所述的低NOx自身预热式高速烧嘴的控制方法，其特征在于：步骤(b)中，通入点火燃气通道的燃气量与主燃气通道的燃气量比例为1:9～1:1；主燃气通道中主燃气的喷出速度不低于50m/s。