少無氧化蓄熱式燃燒器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬板帶連續(xù)熱處理爐，尤其涉及一種明火加熱的、且成對布置安裝的能制造無氧化氣氛的蓄熱式燃燒器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)外開發(fā)的以氣體燃料為主的蓄熱式燃燒器形式多樣，其工作特點(diǎn)和原理相似，蓄熱式燒嘴燃燒器要成對或成組安裝在爐體兩側(cè)，一側(cè)的燒嘴燃燒器燃燒、另一側(cè)的燒嘴燃燒器排煙。工作時燃料、空氣和煙氣經(jīng)一定時間后同時進(jìn)行換向，將原來一側(cè)燃燒的燒嘴換向成排煙、另一側(cè)排煙的燒嘴換向成燃燒。通過不斷循環(huán)該過程，使排出煙氣中的熱量被燒嘴內(nèi)設(shè)置的蓄熱體吸收，而后經(jīng)換向再傳導(dǎo)給空氣，如現(xiàn)有技術(shù)中CN1240985C，就公開了這樣一種無氧化加熱爐。燃料一般有獨(dú)立的噴槍或通道供給，空氣有鼓風(fēng)機(jī)供給，空氣和煙氣在蓄熱室內(nèi)進(jìn)行熱量交換，然后低溫?zé)煔庥幸L(fēng)機(jī)抽出。被蓄熱體加熱的高溫空氣在蓄熱室通道噴出，燃?xì)庥蓢姌尰蛲ǖ绹姵觯邷乜諝夂腿細(xì)庠跓崽幚頎t內(nèi)相交混合進(jìn)行擴(kuò)散燃燒。通過這種燃燒方法，可以將煙氣中的大部分熱量重新利用，有利于節(jié)約燃料。
[0003]然而，現(xiàn)有技術(shù)中的蓄熱式燃燒器是把空氣、燃?xì)庵苯虞斔偷綘t體內(nèi)進(jìn)行混合擴(kuò)散燃燒，沒有之前的預(yù)混程序，并且，由于空氣與燃?xì)庠跔t膛內(nèi)這樣開放的空間里，很難做到充分混合后再燃燒，基本處于邊混合擴(kuò)散，邊燃燒的狀態(tài)，因此，在燃?xì)馊紵^程中，會有少量的含氧空氣與爐膛內(nèi)的金屬工件直接接觸，破壞整個爐膛內(nèi)的無氧化氣氛，造成了金屬工件在爐內(nèi)的氧化燒損。如現(xiàn)有技術(shù)CN201538799U，就采用了空氣與燃?xì)饨?jīng)過蓄熱體加熱后被直接輸送到爐膛內(nèi)部進(jìn)行混合燃燒的結(jié)構(gòu)。
[0004]另外，現(xiàn)有技術(shù)中，這種在爐膛內(nèi)燃?xì)馀c空氣邊混合邊燃燒的蓄熱式燃燒器，高溫空氣和燃料的噴口速度只能設(shè)計(jì)在較低范圍，導(dǎo)致爐膛內(nèi)氣流循環(huán)擾動能力低，不易提高爐內(nèi)對流比，更加嚴(yán)重阻礙了空氣與燃?xì)獾幕旌?，從而影響爐溫均勻性。如果噴口速度設(shè)計(jì)高了，就會造成燃燒器噴口處著火困難，嚴(yán)重時還會有脫火現(xiàn)象發(fā)生，也不利于爐溫均勻性。
[0005]并且，目前使用蓄熱式燃燒器的工業(yè)爐窯上，高溫段蓄熱室內(nèi)溫度一般彡1000C,現(xiàn)有蓄熱式燃燒器采用耐火材料隔熱套來減少外殼散熱，用增加外殼厚度的方法來降低燃燒器表面散熱，以減少相應(yīng)的熱損失，這樣使燃燒器外形體積大，原材料消耗多，還會影響爐體安裝空間，產(chǎn)生不必要的浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的燃?xì)馀c空氣被直接輸送到爐膛內(nèi)進(jìn)行混合燃燒，出現(xiàn)的部分含氧空氣與爐內(nèi)金屬件直接接觸，造成金屬工件在爐內(nèi)被氧化，且現(xiàn)有蓄熱式燃燒器氣流噴出速度低，不易形成爐內(nèi)氣流循環(huán)，造成爐溫均勻性差，并且，為了降低蓄熱式燃燒器外表面散熱，其外形體積龐大，造成生產(chǎn)原材料的過多消耗，影響爐體安裝空間等問題，本發(fā)明提供了一種少無氧化蓄熱式燃燒器，包括燃燒器箱體，在所述箱體一端設(shè)置空煙氣接口(9)，另一端設(shè)置焰氣噴口(25)，以及在所述箱體內(nèi)部設(shè)置蓄熱體，其特征在于在所述燃燒器箱體內(nèi)部、靠近所述焰氣噴口(25)處設(shè)置燃燒室(I)，所述燃燒室(I)與所述焰氣噴口(25)相連通，補(bǔ)燃空氣、主燃?xì)馀c主空氣接入到所述燃燒室(I)內(nèi)形成混合。
[0007]本發(fā)明在蓄熱式燃燒器內(nèi)部、處于燃燒器端部位置的焰氣噴口處設(shè)置了一個相對密閉的空腔——燃燒室，使通過高溫蓄熱體的主空氣、補(bǔ)燃空氣與主燃?xì)庠谠撊紵覂?nèi)充分混合，由于該燃燒室設(shè)置于燃燒器內(nèi)部，處于相對密閉的空間中，有利于主空氣與燃?xì)獾某浞只旌?，且避免了含氧空氣與爐膛內(nèi)金屬工件的接觸，有效防止了含氧空氣對高溫金屬工件的氧化。并且主空氣與燃?xì)庠谙鄬γ荛]的燃燒室中充分混合，經(jīng)點(diǎn)火燃燒后，其火焰與無氧化氣氛可直接從焰氣噴口處噴出，也正是由于空氣與主燃?xì)獾某浞只旌希梢赃M(jìn)一步提高噴口的噴射速度，以及通過對焰氣噴口的進(jìn)一步設(shè)置，可以精準(zhǔn)控制火焰的噴出形狀與位置，使噴出火焰能夠完全包裹待加熱工件，提高其能源利用率。
[0008]并且，所述燃燒器箱體外殼采用雙層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)，設(shè)置有內(nèi)隔熱層(4)與外隔熱層(5)，兩隔熱層之間形成空腔(10)，外隔熱層(4)上設(shè)置外隔熱層入口，內(nèi)隔熱層(5)上設(shè)置內(nèi)隔熱層出口。
[0009]優(yōu)選地，在所述內(nèi)、外隔熱層之間的空腔(10)內(nèi)設(shè)置循環(huán)導(dǎo)流件(13)，能夠?qū)б龤饬髁鹘?jīng)整個燃燒器箱體外表面。
[0010]優(yōu)選地，所述燃燒器箱體分為上箱體(7)與下箱體￠)，兩箱體之間形成連接，所述內(nèi)隔熱層(4)與外隔熱層(5)的雙層外殼結(jié)構(gòu)只設(shè)置在所述下箱體(6)上。
[0011]本發(fā)明提供的燃燒器箱體的外殼采用雙層結(jié)構(gòu)，通過在外隔熱層上設(shè)置的入口，以及在內(nèi)隔熱層上設(shè)置的出口，導(dǎo)入空氣或其它冷介質(zhì)在內(nèi)、外隔熱層之間的空腔內(nèi)流動，通過在該空腔內(nèi)設(shè)置的導(dǎo)流件，可使空氣等冷卻介質(zhì)流經(jīng)整個燃燒器箱體的外表面，一方面通過與冷卻介質(zhì)的換熱，可以有效降低在工作時，其箱體外表面溫度，能夠在減小燃燒器外形體積的同時還使燃燒器箱體外表面散熱減少，提高現(xiàn)場操作環(huán)境，另一方面，空氣等冷卻介質(zhì)在箱體外殼上設(shè)置的空腔內(nèi)吸收大量熱能后可以在后續(xù)的步驟中加以利用，減少了熱能的浪費(fèi)。當(dāng)然，為了熱能利用率的進(jìn)一步提高，可將燃燒器箱體外殼設(shè)置為多層，形成多層空腔，各空腔之間相互連通，同樣通過導(dǎo)流件的設(shè)置，使空氣或冷卻介質(zhì)流經(jīng)整個箱體外表面，從而進(jìn)一步增加了冷卻介質(zhì)在箱體外殼內(nèi)的流動時間，進(jìn)一步減低了箱體外表面的熱損失。
[0012]同時，為了減少蓄熱式燃燒器的制造成本與制造難度，把整個燃燒器箱體分為上、下兩個部分，由于高溫?zé)煔馐紫冉?jīng)過下箱體內(nèi)的蓄熱體進(jìn)行放熱，之后才進(jìn)入到上箱體中的蓄熱體，最后從空煙氣接口中排出，因此下箱體中蓄熱體的溫度比上箱體高，所以下箱體外殼的散熱同樣比上箱體多，考慮到箱體雙層外殼結(jié)構(gòu)的制造成本，以及管路的布置成本，可只在下箱體上設(shè)置雙層外殼的結(jié)構(gòu)。
[0013]本發(fā)明提供的蓄熱式燃燒器，在燃燒器箱體內(nèi)部設(shè)置混合腔體(11)，補(bǔ)燃空氣與主燃?xì)饨尤氲剿龌旌锨惑w(11)內(nèi)進(jìn)行預(yù)先混合。
[0014]優(yōu)選地，設(shè)置若干混合噴管(3)，所述混合噴管(3) —端設(shè)置在所述混合腔體(11)內(nèi)部，另一端直接連接到所述燃燒室(I)內(nèi)，并且，所述混合噴管(3)的若干混合氣噴口(2)在所述燃燒室(I)內(nèi)呈環(huán)狀、均勻布置。
[0015]在燃燒器箱體內(nèi)部同樣設(shè)置了一混合腔體，通過管路輸送，使主燃?xì)馀c補(bǔ)燃空氣在該混合腔體內(nèi)首先進(jìn)行預(yù)先混合，混合后的主燃?xì)饽艿玫揭欢ǖ暮趿坎⑹贵w積擴(kuò)大，特別是對空燃比大、熱值高的液化氣和天然氣在與空氣相遇時提高了混合效果，在低空氣過剩系數(shù)下能明顯改善其燃燒性能，為后續(xù)該混合氣體在燃燒室內(nèi)與主空氣進(jìn)行進(jìn)一步的充分均勻混合奠定了良好的基礎(chǔ)，并且，通過在該混合腔體內(nèi)設(shè)置的若干根混合噴管把預(yù)先混合后的主燃?xì)馀c補(bǔ)燃空氣的混合氣直接輸送燃燒室內(nèi)，并且，通過混合噴管的噴口在燃燒室內(nèi)環(huán)狀、均勻的布置，可以使混合氣成螺旋狀的被輸送到燃燒室內(nèi)，加快了燃燒室內(nèi)的氣流螺旋擾動作用，進(jìn)一步提高了燃燒室內(nèi)各種氣體的充分混合的進(jìn)程，為設(shè)置高速的焰氣噴口速度，而不出現(xiàn)斷火現(xiàn)象，奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
[0016]本發(fā)明提供的蓄熱式燃燒器，補(bǔ)燃空氣進(jìn)口(17)與外隔熱層入口相連接，內(nèi)隔熱層出口與所述混合腔體(11)相連接，主燃?xì)膺M(jìn)口(18)直接與所述混合腔體(11)相連接。
[0017]或，主燃?xì)膺M(jìn)口(18)與外隔熱層入口相連接，內(nèi)隔熱層出口與所述混合腔體(11)相連接，補(bǔ)燃空氣進(jìn)口(17)直接與所述混合腔體(11)相連接。
[0018]通過燃燒器箱體外隔熱層入口導(dǎo)入補(bǔ)燃空氣，使補(bǔ)燃空氣在雙層殼體空腔內(nèi)流經(jīng)整個外殼表面，之后通過內(nèi)隔熱層出口將換熱后的補(bǔ)燃空氣導(dǎo)入至混合腔體內(nèi)，同時通過主燃?xì)膺M(jìn)口將主燃?xì)庵苯訉?dǎo)入至混合腔體內(nèi)，與被加熱后的補(bǔ)燃空氣在混合腔體內(nèi)預(yù)先混合。這樣的管路布置方式，不僅利用了燃燒器箱體外表面散發(fā)的熱量重新參與到下一次的燃燒過程中，而且使補(bǔ)燃空氣與主燃?xì)忸A(yù)先得到了混合，為下一步三種氣體在燃燒室內(nèi)的充分混合起到了十分積極的作用。
[0019]同樣，可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要，使主燃?xì)庠陔p