自身蓄热烧嘴的开发伸缩节

自身蓄热烧嘴的开发

自身蓄热烧嘴的开发 2011年12月09日 来源： 1　自身蓄热烧嘴的开发　　近年来要是提到节能，几乎都要说到蓄热式烧嘴，它的高热效率已为同行业人士所深知。但是，目前只有很少的一部分炉子采用此项技术。因为不景气要考虑减少设备投资固然是重要因素，最主要的想来还是造价高。　　现有的蓄热式烧嘴系统是两个烧嘴作为一组，每个烧嘴隔几十秒切换燃烧一次，即所谓双子式烧嘴系统。两个烧嘴需要6个换向阀，还要两套安全装置，这样造价就上去了；此外，两个烧嘴还需要用配管联结，复杂的配管也增加了成本。其次要考虑的因素是蓄热部分的尺寸较大，增大了烧嘴本体的尺寸，难以设置在小型炉子上。我公司考虑到这些问题妨碍了蓄热式烧嘴的推广，于是着手开发能满足低造价、单一、紧凑、低NOx等要求的燃烧系统，结果可以在一个烧嘴内完成蓄热燃烧，终于实现了自身蓄热烧嘴系统。2　自身蓄热烧嘴系统的原理和结构　　本系统的原理是将烧嘴内部分割成若干对作为蓄热室，切换并使流体交替通过这些蓄热室便完成了蓄热燃烧。图1　示意图图2　示意图　　图1和图2是基本的示意图。其结构是：中心部位供应燃料，烧嘴本体内部划分成A、B两部分。每一部分都有空气入口和烟气出口，各接口配切换阀。蓄热体分割成4部分并互相隔离。A室和A流路的两个蓄热室联结，B室和B流路的蓄热室联结。图1上A室的助燃空气入口和B室的烟气出口处切换阀开着，其他的切换阀关闭，流体的流动过程是助燃空气从A室进入，通过A流路的两个蓄热室变成高温空气，和燃料混合后燃烧。烟气在炉内循环后回到烧嘴，进入B流路的蓄热室成为低温烟气，从B室排出。经十余秒后切换阀的位置如图2所示，现在助燃空气通过B室从B流路的蓄热室出来进入炉内，再经A流路的蓄热室从A室排出。这样反复进行就能在一个烧嘴内完成蓄热燃烧。　　应用此项原理制造的商品就是SRB型自身蓄热烧嘴系统。图3和图4是构造图并表示了流体的流动方向。烧嘴由下列部件组成：烧嘴喷管、供气侧和排气侧的切换阀、本体、蓄热体、端面板和烧嘴砖。内置点火器的烧嘴喷管位于中心线上并插入到烧嘴砖的端面附近。供气侧和排气侧接口处配置互成直角的蝶阀并作为切换阀，由压缩空气驱动的旋转式拖动装置进行切换动作。本体内部隔开，形成A室和B室。蓄热室和烧嘴砖的通道都分成四部分，A室和A流路相接，B室和B流路相接。烧嘴砖的前端切去四个角后由正方形变成八角形，每一斜面上开一个孔和流路横向垂直连接。蓄热体使用陶瓷小球，装在四个盒里以便更换，如图5所示。　　流体的流动情况是：助燃空气导入A室，通过A流路上的两个蓄热体盒得到热量成为高温助燃空气，再通过烧嘴砖内的通 道进入炉内，与来自烧嘴喷管的可燃气体混合并燃烧。这时炉内一部分烟气因A流路上助燃空气的喷射作用被吸引，经斜面上的横孔流入，形成烟气再循环。燃烧后的烟气在炉内循环，再经烧嘴砖上B流路的孔进入B流路。通过两个蓄热体盒和B室引向烟气出口。由于在斜面上设置了横孔烟气的短路(从A流路直接进入B流路)即可有效避免。这样流动十余秒后切换阀切换成图4的状态，助燃空气导入B室，烟气经A室排放。图3　构造图3　性能3.1　残留(エスク-プ)率的影响　　一般说来，通过蓄热室的烟气量越多，热效率越高；但因空气和烟气的质量、比热都不同，即使空气100%接受了烟气传给的热量，烟气内还残留了一部分热量。这部分热量是不可能回收的，它使烧嘴排放的烟气温度上升，或者说要考虑辅助烟道外残留的热量。图6是残留率与烧嘴排烟温度的关系，图7是残留率与热效率的关系。残留率为零时烧嘴排烟温度最高，随着残留率的增加排烟温度开始降低。残留率在0%～10%范围内热效率大体上一定，约86%，超过15%时热效率开始降低。图4　构造图济南试验机

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