專利名稱：單控多噴口復(fù)合射流拓展溫度場調(diào)焰燒嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃燒控制設(shè)備領(lǐng)域，具體為一種單控多噴口復(fù)合射流拓展溫度場調(diào)焰燒嘴。
背景技術(shù)：
燒嘴用于熱工設(shè)備的供熱結(jié)構(gòu)，其性能直接決定了設(shè)備整體的加工質(zhì)量、節(jié)能減排效果，是最核心的熱工設(shè)備單元。一套性能優(yōu)異的燒嘴及其配套調(diào)節(jié)控制單元通常需要具備以下特性溫度場分配均勻，調(diào)節(jié)的靈敏度高，調(diào)節(jié)比和燃盡率高，低氮氧化物比率， 結(jié)構(gòu)簡單且便于維護(hù)等，目前主要通過以下兩種方式實(shí)現(xiàn)第一種是多燒嘴、小功率配置方式，如圖1所示，采用密集布置小功率的燒嘴1實(shí)現(xiàn)爐膛溫度場的均勻布置，每個(gè)燒嘴1都連接一條空氣輸送管道2和一條燃?xì)廨斔凸艿?。這是當(dāng)前國內(nèi)較通用的技術(shù)，隨著脈沖燃燒和其它小區(qū)域控制技術(shù)的應(yīng)用，這種技術(shù)的成本壓力日漸沉重，同時(shí)因其占用空間較大， 受熱工設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)限制約束了該技術(shù)的應(yīng)用。第二種是通過改變噴口造型實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制燒嘴的拓展燃燒，如圖2所示，在燒嘴1的火焰噴口上開有外圈火眼11和內(nèi)圈火眼12。 這種方法以較為簡單的方式實(shí)現(xiàn)了對傳統(tǒng)燒嘴溫度場拓展的效果，但實(shí)施拓展燃燒的幅度較窄、調(diào)節(jié)比較低、區(qū)域火焰燃盡率低等，因此不能對大多數(shù)非額定燃燒狀態(tài)實(shí)現(xiàn)較好的適應(yīng)性。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能拓寬燃燒溫度場和調(diào)節(jié)性能、抑制污染物排放、優(yōu)化溫度均勻性的燃燒控制設(shè)備，本發(fā)明公開了一種單控多噴口復(fù)合射流拓展溫度場調(diào)焰燒嘴。本發(fā)明通過如下技術(shù)方案達(dá)到發(fā)明目的
一種單控多噴口復(fù)合射流拓展溫度場調(diào)焰燒嘴，包括燒嘴、空氣輸送管道、燃?xì)廨斔凸艿馈⒖装?、流量調(diào)節(jié)閥、切斷閥和空氣調(diào)節(jié)閥，其特征是每個(gè)燒嘴都內(nèi)含2個(gè)或2個(gè)以上的噴口，空氣輸送管道和燃?xì)廨斔凸艿蓝己蜔斓倪B接，每一個(gè)燒嘴連接一條空氣輸送管道和一條燃?xì)廨斔凸艿?，每一條空氣輸送管道都通過一個(gè)空氣調(diào)節(jié)閥同時(shí)和2個(gè)或2個(gè)以上燒嘴的噴口連接，空氣輸送管道和燃?xì)廨斔凸艿郎隙家来未?lián)有孔板、流量調(diào)節(jié)閥和切斷閥，空氣依次通過空氣輸送管道和空氣調(diào)節(jié)閥進(jìn)入燒嘴的噴口。所述的單控多噴口復(fù)合射流拓展溫度場調(diào)焰燒嘴，其特征是每個(gè)燒嘴都內(nèi)含 2 5個(gè)噴口，每一條空氣輸送管道都通過一個(gè)空氣調(diào)節(jié)閥同時(shí)和2 5個(gè)燒嘴的噴口連接，噴口在燒嘴內(nèi)以直線方式平均分布，此時(shí)相鄰的兩個(gè)噴口在空氣調(diào)節(jié)閥的控制下，或者都噴射長火焰，或者都噴射短火焰，或者一個(gè)噴射長火焰而另一個(gè)噴射短火焰。噴口在燒嘴內(nèi)也可以排列成矩形。所述的單控多噴口復(fù)合射流拓展溫度場調(diào)焰燒嘴，其特征是孔板采用差壓人工、 自動檢測裝置和壓力檢測裝置中的任意一種，流量調(diào)節(jié)閥和切斷閥都采用蝶閥、閘閥、隔膜閥、旋塞閥和球閥中 的任意一種。本發(fā)明改變了傳統(tǒng)的獨(dú)立調(diào)節(jié)和控制噴嘴方法，也屏棄了改變噴口造型實(shí)現(xiàn)拓展溫度場的方法，而采用一套調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)對應(yīng)多噴頭燃燒的燒嘴，將單只燒嘴能力均勻分解為雙噴口能力輸出，各噴口平行布置通過一二次風(fēng)調(diào)節(jié)順序的相位角交錯(cuò)，實(shí)現(xiàn)噴口間平行、交叉流切換，保證燃燒全區(qū)域的溫度分布均勻化，并將污染物生成水平降至更低。采用本發(fā)明，空氣進(jìn)入噴口前經(jīng)空氣一二次風(fēng)調(diào)節(jié)閥24進(jìn)行分配，同時(shí)可通過調(diào)節(jié)相鄰的燒嘴噴口射流方式實(shí)現(xiàn)復(fù)合射流，具體步驟如下
相鄰的噴口全部是長火焰時(shí)，噴口流場相對獨(dú)立，共同構(gòu)成典型的拓展燃燒溫度場；噴口全部是短火焰時(shí)，流場于噴口根部區(qū)域交叉重疊，構(gòu)成典型的火焰根部區(qū)集中釋放的溫度場；相鄰1個(gè)噴口為長火焰、另1個(gè)噴口為短火焰，兩種火焰形態(tài)既相互干涉，同時(shí)保留部分各自原有形態(tài)，具有弱反應(yīng)區(qū)補(bǔ)償功能，構(gòu)成典型的交叉流場。針對不同的熱工設(shè)備溫度場要求，確定有效的射流組合方式，可使燃燒整體溫度場更均勻性，且避免燃料的集中燃燒，降低NOx的生成量。本發(fā)明將傳統(tǒng)單只燒嘴的工作負(fù)荷分割為2或4份，并根據(jù)熱工設(shè)備的溫度場分布要求重新布置各噴口，實(shí)現(xiàn)整體溫度場的拓展。本發(fā)明可應(yīng)用于脈沖或比例燃燒控制方式。本發(fā)明改變了傳統(tǒng)的獨(dú)立調(diào)節(jié)和控制噴嘴方法，也屏棄了改變噴口造型實(shí)現(xiàn)拓展溫度場的方法，而采用一套調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)對應(yīng)多噴口燃燒的燒嘴，將單只燒嘴能力分解為多噴口能力輸出，各噴口根據(jù)需求組合布置通過一二次風(fēng)調(diào)節(jié)各噴口時(shí)序相位角交錯(cuò)，實(shí)現(xiàn)噴口間復(fù)合射流切換，保證燃燒全區(qū)域的溫度分布均勻化，并將污染物生成水平降至更低。本發(fā)明的有益效果是
1.燒嘴截面的等溫度場分布，可根據(jù)熱工設(shè)備功能需要通過調(diào)整各噴口布局的方式隨意改變；
2.燒嘴燃盡率和調(diào)節(jié)比與圓柱狀單通道調(diào)焰燒嘴性能一致；
3.利用復(fù)合射流控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了針對各燒嘴噴口的3種有顯著區(qū)別的火焰和溫度場形態(tài)，且3種形態(tài)可實(shí)現(xiàn)動態(tài)調(diào)節(jié)；
4.利用復(fù)合射流動態(tài)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)燒嘴整體的溫度場相對傳統(tǒng)技術(shù)分布更佳均勻性和更有效的污染物質(zhì)生成控制；
5.相比傳統(tǒng)分控設(shè)備降低成本40%以上，而溫度場拓展和燃燒組織能力遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)采用噴口造型實(shí)現(xiàn)拓展燃燒的燒嘴。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中采用多燒嘴小功率配置方式的燒嘴結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中噴口上開有外圈火眼和內(nèi)圈火眼的燒嘴端面示意圖； 圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明中噴口在燒嘴內(nèi)以直線方式排列的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明中噴口在燒嘴內(nèi)以矩形方式排列的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下通過具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。實(shí)施例1
一種單控多噴口復(fù)合射流拓展溫度場調(diào)焰燒嘴，包括燒嘴1、空氣輸送管道2、燃?xì)廨斔凸艿?、孔板21、流量調(diào)節(jié)閥22、切斷閥23和空氣調(diào)節(jié)閥24，如圖3所示，具體特征是 每個(gè)燒嘴1都內(nèi)含2個(gè)或2個(gè)以上的噴口 13，空氣輸送管道2和燃?xì)廨斔凸艿?都和燒嘴 1的連接，每一個(gè)燒嘴1連接一條空氣輸送管道2和一條燃?xì)廨斔凸艿?，每一條空氣輸送管道2都通過一個(gè)空氣調(diào)節(jié)閥24同時(shí)和2個(gè)或2個(gè)以上燒嘴1的噴口 13連接，本實(shí)施例選用4個(gè)，如圖4所示，噴口 13在燒嘴1內(nèi)以直線方式平均分布，此時(shí)相鄰的兩個(gè)噴口 13 可以在空氣調(diào)節(jié)閥24的控制下調(diào)節(jié)噴射出的火焰大小，相鄰的噴口全部是長火焰時(shí)，噴口流場相對獨(dú)立，共同構(gòu)成典型的拓展燃燒溫度場；噴口全部是短火焰時(shí)，流場于噴口根部區(qū)域交叉重疊，構(gòu)成典型的火焰根部區(qū)集中釋放的溫度場；相鄰1個(gè)噴口為長火焰、另1個(gè)噴口為短火焰，兩種火焰形態(tài)既相互干涉，同時(shí)保留部分各自原有形態(tài)，具有弱反應(yīng)區(qū)補(bǔ)償功能，構(gòu)成典型的交叉流場。空氣輸送管道2和燃?xì)廨斔凸艿?上都依次串聯(lián)有孔板21、流量調(diào)節(jié)閥22和切斷閥23，空氣依次通過空氣輸送管道2和空氣調(diào)節(jié)閥24進(jìn)入燒嘴1的噴口 13。孔板21采用差壓人工、自動檢測裝置和壓力檢測裝置中的任意一種，本實(shí)施例選用差壓人工，流量調(diào)節(jié)閥22和切斷閥23都采用蝶閥、閘閥、隔膜閥、旋塞閥和球閥中的任意一種，本實(shí)施例選用蝶閥。實(shí)施例2
一種單控多噴口復(fù)合射流拓展溫度場調(diào)焰燒嘴，包括燒嘴1、空氣輸送管道2、燃?xì)廨斔凸艿?、孔板21、流量調(diào)節(jié)閥22、切斷閥23和空氣調(diào)節(jié)閥24，具體特征是噴口 13在燒嘴 1內(nèi)排列成矩形，如圖5所示。其他結(jié)構(gòu)都和實(shí)施例1同。
權(quán)利要求
1.一種單控多噴口復(fù)合射流拓展溫度場調(diào)焰燒嘴，包括燒嘴(1)、空氣輸送管道(2)、 燃?xì)廨斔凸艿?3)、孔板(21)、流量調(diào)節(jié)閥(22)、切斷閥(23)和空氣調(diào)節(jié)閥(24)，其特征是每個(gè)燒嘴(1)都內(nèi)含2個(gè)或2個(gè)以上的噴口(13)，空氣輸送管道(2)和燃?xì)廨斔凸艿?(3)都和燒嘴(1)的連接，每一個(gè)燒嘴(1)連接一條空氣輸送管道(2)和一條燃?xì)廨斔凸艿?3)，每一條空氣輸送管道(2)都通過一個(gè)空氣調(diào)節(jié)閥(24)同時(shí)和2個(gè)或2個(gè)以上燒嘴 (1)的噴口(13)連接，空氣輸送管道(2)和燃?xì)廨斔凸艿?3)上都依次串聯(lián)有孔板(21)、 流量調(diào)節(jié)閥(22)和切斷閥(23)，空氣依次通過空氣輸送管道(2)和空氣調(diào)節(jié)閥(24)進(jìn)入燒嘴(1)的噴口(13)。
2.如權(quán)利要求1所述的單控多噴口復(fù)合射流拓展溫度場調(diào)焰燒嘴，其特征是每個(gè)燒嘴(1)都內(nèi)含2 5個(gè)噴口(13)，每一條空氣輸送管道(2)都通過一個(gè)空氣調(diào)節(jié)閥(24)同時(shí)和2 5個(gè)燒嘴⑴的噴口(13)連接，噴口(13)在燒嘴⑴內(nèi)或者以直 線方式平均分布，或者排列成矩形，當(dāng)噴口(13)在燒嘴(1)內(nèi)或者以直線方式平均分布時(shí)，此時(shí)相鄰的兩個(gè)噴口(13)在空氣調(diào)節(jié)閥(24)的控制下，或者都噴射長火焰，或者都噴射短火焰，或者一個(gè)噴射長火焰而另一個(gè)噴射短火焰。
3.如權(quán)利要求1所述的單控多噴口復(fù)合射流拓展溫度場調(diào)焰燒嘴，其特征是孔板 (21)采用差壓人工、自動檢測裝置和壓力檢測裝置中的任意一種，流量調(diào)節(jié)閥(22)和切斷閥(23)都采用蝶閥、閘閥、隔膜閥、旋塞閥和球閥中的任意一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及燃燒控制設(shè)備領(lǐng)域，具體為一種單控多噴口復(fù)合射流拓展溫度場調(diào)焰燒嘴。一種單控多噴口復(fù)合射流拓展溫度場調(diào)焰燒嘴，包括燒嘴(1)、空氣輸送管道(2)、燃?xì)廨斔凸艿?3)、截?cái)嚅y(21)、穩(wěn)流閥(22)和流量控制閥(23)，其特征是每一個(gè)燒嘴(1)連接一條空氣輸送管道(2)和一條燃?xì)廨斔凸艿?3)，每一條空氣輸送管道(2)都通過一個(gè)多通閥連接2～5個(gè)燒嘴(1)，每一條燃?xì)廨斔凸艿?3)都通過一個(gè)多通閥連接2～5個(gè)燒嘴(1)，空氣輸送管道(2)和燃?xì)廨斔凸艿?3)上都依次串聯(lián)有截?cái)嚅y(21)、穩(wěn)流閥(22)和流量控制閥(23)。本發(fā)明燃燒全區(qū)域的溫度分布均勻化，污染小。
文檔編號F23D14/46GK102221209SQ20111009478
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者李國杰, 薛根山, 谷碩, 黃夏蘭 申請人:上海寶鋼工業(yè)檢測公司