烧嘴设计问题

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1、自预热式烧嘴关键技术经过基本原理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°C,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

2、氧气体作延缓状燃烧下释出热能，不再存在传统燃烧过程屮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COz氮氧化物(NOx)等气体的排放。氮氧化物(NOx)是造成大气污染的重要来源之一，NOx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，其川温度是影响热力型NOx的主要因索，Zeldovch等人通过试验及推导得出：NOx生成速度=3X10H[N2][02]Xexp(-54200/RT),其中[NJ[02

3、]为血和O2的浓度。由上式可知NOx生成度与温度呈指数关系，在燃烧温度低于1500°C时，NOx生成很少，但当温度达到1500°C时，每升高100,NOx生成度就增加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NOx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

4、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，炉内的卷吸和冋流作用越强烈，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

5、造。气白身预热式烧嘴SINMAX利用高温烟气预热助燃空气。采用多级燃烧，频繁点火可靠，烟气中冇害物质含量低。特点■按烧嘴功率分7个规格，功率范围：12-500KWo■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。■火焰喷岀速度高：max120-160m/So■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

6、火可靠，烟气屮有害物质含量低。■换热器采用金属或陶瓷材料，换热器冇多种标准长度。■安装调试简单、方便。■建议采用脉冲on・off（开/关）控制方式，可冇效延长辐射管使用寿命并捉高炉温均匀性，也可用于连续控制。-：蓄热式烧嘴基本原理和关键技术（原理图见下图）：蓄热式燃烧系统由蓄热式烧嘴、换向系统、PLC控制系统、供燃料系统、供风系统、一套蓄热式烧嘴系统至少包括两个烧嘴，两个蓄热器，一个热能回收系统以及相应的控制装置。烧嘴和蓄热室可根据现场实际情况直接连接在一起或选择用耐火材料浇注的管道连接在一起。

7、当一个烧嘴利用蓄热室里的热空气进行燃烧时，另一个烧嘴起到一个排烟口的功能，利用抽烟风机抽出炉了里的热空气通过烧嘴到蓄热器里进行蓄热。当热量蓄足后，蝶阀动作，转换两个烧嘴的功能。每当一个烧嘴在燃烧时，则另一个在帮助蓄热器蓄热。在热交换中，管道中的废气温度通常在150-200°C,因而不管是蝶阀还是抽烟风机均能长期安全可靠的工作。正确地设计和安装蓄热式烧嘴可节省能70%,提高燃烧效率90%o20世纪90年代初始，蓄热式余热冋收技术得到了快速发展：在蓄热体材质、构造、蓄热性能等方面都得到了许多改进；单

8、位体积的传热面积由过去的10-40m2/m3提高到200-1300m2/m3,因而体积显著减小；换向阀和控制系统可靠性也得到改善，换向时间由过去的30min左右缩短至几分或儿I•秒钟，热效率大幅提高至80%—90%左右，助燃空气预热温度大幅提高至iooo°c以上，而排出的烟气温度可降低蓄热体蓄热体f)空气（煤气）蓄热体蓄热体放热向阀至200°C以下，接近烟气的露点温度。烟气<<150°C烧嘴喷头、中间売休和空烟气分配箱组成。；蓄热体为各种耐温陶瓷蜂窝式，可贮存、释放大量的热量，是烧嘴用来做热交