本實用新型屬于燒嘴領(lǐng)域，具體涉及一種在燒嘴能力波動較大和空燃比失調(diào)的情況下，能夠形成穩(wěn)定火盤的煤氣雙旋流平火焰燃燒裝置。

背景技術(shù)：

平焰燒嘴是工業(yè)加熱爐上一個非常重要的供熱裝備，傳統(tǒng)的平焰燒嘴利用旋轉(zhuǎn)空氣的離心作用和附壁效應(yīng)使火焰貼附于爐壁，形成以燒嘴出口中心為圓心向四周展開的圓盤狀火焰。平焰燒嘴具有以下優(yōu)點，提高爐壁的溫度均勻性和輻射傳熱能力，在軋鋼加熱爐上應(yīng)用可降低爐膛高度，改善爐壓分布，縮小爐膛空閑區(qū)，減少爐墻散熱面積，因而節(jié)約燃料。

傳統(tǒng)的平焰燒嘴在額定能力下能夠較好地形成平火焰，但調(diào)節(jié)比較小。在實際生產(chǎn)過程中，實際供熱能力需要根據(jù)被加熱工件的溫度要求來調(diào)整，燒嘴的實際能力往往處在較大范圍內(nèi)波動；在熱負(fù)荷較小時，傳統(tǒng)的平焰燒嘴很難形成平火焰以滿足生產(chǎn)需求，急需進(jìn)一步改進(jìn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種雙旋流平焰燒嘴，該燒嘴能夠有效提高熱負(fù)荷調(diào)節(jié)比，尤其在低熱負(fù)荷工況下能實現(xiàn)平焰燃燒，并具有較好的火焰穩(wěn)定性。

為達(dá)到上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：一種雙旋流平焰燒嘴，包括中心風(fēng)管、煤氣管、主空氣管與燒嘴本體，所述燒嘴本體上設(shè)有燃燒通道，所述中心風(fēng)管、煤氣管及主空氣管由內(nèi)至外依次同軸設(shè)置，所述燒嘴本體設(shè)置在主空氣管的出風(fēng)口處且燃燒通道與主空氣管出風(fēng)口同軸連通；所述煤氣管與主空氣管內(nèi)位于出風(fēng)口處對應(yīng)設(shè)有煤氣旋流器與主空氣旋流器，所述煤氣旋流器設(shè)置在中心風(fēng)管與煤氣管之間，所述主空氣旋流器設(shè)置在煤氣管與主空氣管之間；所述中心風(fēng)管出風(fēng)口與主空氣管出風(fēng)口均位于煤氣管出口前方。

進(jìn)一步，所述中心風(fēng)管出風(fēng)口端頭處套裝有中心風(fēng)噴頭，所述中心風(fēng)噴頭為圓臺結(jié)構(gòu)且圓臺側(cè)面上均勻分布有若干個中心風(fēng)噴孔。

進(jìn)一步，所述中心風(fēng)噴孔軸線垂直于圓臺側(cè)面。

進(jìn)一步，所述中心風(fēng)噴孔軸線與中心風(fēng)管軸線間的夾角為30°～90°，且中心風(fēng)噴孔數(shù)量≥3個。

進(jìn)一步，在中心風(fēng)管軸向方向上，所述主空氣管出風(fēng)口端面位于煤氣管出口端面與中心風(fēng)噴孔之間。

進(jìn)一步，所述煤氣管內(nèi)位于出口處還設(shè)有內(nèi)導(dǎo)引板，所述內(nèi)導(dǎo)引板設(shè)置在中心風(fēng)管與煤氣旋流器之間。

進(jìn)一步，所述主空氣管內(nèi)位于出風(fēng)口處還設(shè)有收口管，所述主空氣旋流器設(shè)置在收口管內(nèi)壁與煤氣管外壁之間。

進(jìn)一步，所述煤氣旋流器與主空氣旋流器中所對應(yīng)的煤氣旋流片與主空氣旋流片的旋流方向和旋流角度均相同，兩旋流片旋流角度均為30～80°。

進(jìn)一步，所述主空氣旋流片的中徑D2與煤氣旋流片的中徑D1之比為1.5～3。

進(jìn)一步，所述燃燒通道包括與主空氣管出風(fēng)口相連接的直管段及位于直管段后方的弧形段，所述主空氣旋流片中徑D2與燃燒通道直管段內(nèi)徑D3之比為0.6～0.9，直管段長度L3與直管段內(nèi)徑D3之比為0.5～2。

本實用新型的有益效果在于：(1)增大了燒嘴調(diào)節(jié)比，在供熱負(fù)荷波動較大的工況下，尤其是小能力下，能夠形成穩(wěn)定的平火焰；(2)火焰附壁效果優(yōu)于傳統(tǒng)平焰燒嘴，火焰較薄且溫度分布均勻；(3)燒嘴在空燃比失調(diào)時仍然能夠正常運行；(4)火焰穩(wěn)定性好，相比于現(xiàn)有平焰燒嘴，擴(kuò)展了平焰燒嘴的使用范圍，增強(qiáng)了燒嘴應(yīng)對實際生產(chǎn)中各種復(fù)雜工況的能力，使得單個及綜合性能都有較大提升，產(chǎn)品的可調(diào)節(jié)性、適用性和可靠性較高。

附圖說明

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本實用新型提供如下附圖進(jìn)行說明：

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為燒嘴出口端部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為中心風(fēng)噴頭結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖所示，本實用新型中的雙旋流平焰燒嘴，包括中心風(fēng)管1、煤氣管2、主空氣管3與燒嘴本體4，所述燒嘴本體4上設(shè)有燃燒通道，所述中心風(fēng)管1、煤氣管2及主空氣管3由內(nèi)至外依次同軸設(shè)置，所述燒嘴本體4設(shè)置在主空氣管3的出風(fēng)口處且燃燒通道與主空氣管3出風(fēng)口同軸連通；所述煤氣管2與主空氣管3內(nèi)位于出風(fēng)口處對應(yīng)設(shè)有煤氣旋流器5與主空氣旋流器6，所述煤氣旋流器5設(shè)置在中心風(fēng)管1與煤氣管2之間，所述主空氣旋流器6設(shè)置在煤氣管2與主空氣管3之間；所述中心風(fēng)管1出風(fēng)口與主空氣管3出風(fēng)口均位于煤氣管2出口前方。

本實施例中，中心風(fēng)管1外是煤氣管2，煤氣管2外是主空氣管3，中心風(fēng)從中心風(fēng)管1進(jìn)入燒嘴本體4，中心風(fēng)管1出風(fēng)口端頭處套裝有中心風(fēng)噴頭7且中心風(fēng)噴頭7伸入到煤氣旋流器5和主空氣旋流器6的前方。中心風(fēng)通過中心風(fēng)噴頭7以一定角度噴入燃燒通道，此處的中心風(fēng)量占空氣總流量的5％～15％；煤氣通過煤氣管2進(jìn)入燃燒通道，煤氣旋流器5設(shè)置在煤氣管2的出口端頭處，煤氣旋流器5內(nèi)部有煤氣旋流片，煤氣通過煤氣旋流器5后以一定的軸向和切向速度進(jìn)入燃燒通道內(nèi)，5％～15％的煤氣與中心風(fēng)噴頭7噴出的空氣點燃燃燒，剩余的煤氣進(jìn)入燃燒通道后，在切向速度的作用下沿燃燒通道壁面展開燃燒；主空氣進(jìn)入主空氣管3，通過設(shè)置在主空氣管3出風(fēng)口端頭處的主空氣旋流器6進(jìn)入燃燒通道，主空氣旋流器6內(nèi)部有主空氣旋流片，主空氣在主空氣旋流片的作用下以一定切向速度進(jìn)入燃燒通道并貼壁展開燃燒。此處的中心風(fēng)能夠保證點火功能和火焰穩(wěn)定性，從而提高平火焰質(zhì)量。

本實施例中的中心風(fēng)噴頭7為圓臺結(jié)構(gòu)且圓臺側(cè)面上均勻分布有三個中心風(fēng)噴孔71，各中心風(fēng)噴孔71軸線垂直于圓臺側(cè)面，且中心風(fēng)噴孔軸線與中心風(fēng)管軸線間的夾角為60°，通過控制中心風(fēng)噴出角度及噴出風(fēng)量，能夠在熱負(fù)荷較小時形成平火焰以滿足生產(chǎn)需求。當(dāng)然，根據(jù)其實際情況，中心風(fēng)噴孔軸線與中心風(fēng)管軸線間的夾角α可在3 0°～90°之間調(diào)整。

本實施例中，在中心風(fēng)管1軸向方向上，所述主空氣管3出風(fēng)口端面位于煤氣管2出口端面與中心風(fēng)噴孔之間。具體的，中心風(fēng)噴孔71在最前方，主空氣出口在中心風(fēng)噴孔71與煤氣出口之間，通過煤氣和主空氣的兩級旋流，增強(qiáng)了空、煤氣在切向方向上的動量，使氣流能夠較好地貼壁展開燃燒，形成穩(wěn)定的火盤，尤其在燒嘴負(fù)荷較小時，仍能形成平火焰。

本實施例中，所述煤氣管2內(nèi)位于出口處還設(shè)有內(nèi)導(dǎo)引板8，所述內(nèi)導(dǎo)引板8設(shè)置在中心風(fēng)管1與煤氣旋流器之間，此處的內(nèi)導(dǎo)引板8利于輸出煤氣形成環(huán)形。

本實施例中，所述主空氣管3內(nèi)位于出風(fēng)口處還設(shè)有收口管9，所述主空氣旋流器6設(shè)置在收口管9內(nèi)壁與煤氣管2外壁之間，收口管9減小了主空氣管3的出口口徑，進(jìn)一步增強(qiáng)了空氣的輸出動力，可靠保證了輸出的主空氣形成環(huán)形。

本實施例中，所述煤氣旋流器5與主空氣旋流器6中所對應(yīng)的煤氣旋流片與主空氣旋流片的旋流方向和旋流角度均相同，兩旋流片旋流角度均為30～80°，可保證煤氣與空氣以最佳的貼壁效果展開燃燒。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述燃燒通道包括與主空氣管3出風(fēng)口相連接的直管段91及位于直管段91后方的弧形段92，該通道結(jié)構(gòu)能保證噴出的空、煤氣在通道內(nèi)混合并貼壁展開燃燒，提高了火焰穩(wěn)定性。本實施例中，主空氣旋流片的中徑D2與煤氣旋流片的中徑D1之比為1.5～3，所述主空氣旋流片中徑D2與燃燒通道直管段內(nèi)徑D3之比為0.6～0.9，直管段長度L3與直管段內(nèi)徑D3之比為0.5～2。在中心風(fēng)管1軸線方向上，煤氣管2出口端面與主空氣管3出風(fēng)口端面間距離為L1，煤氣管2出口端面與中心風(fēng)噴孔71間的距離為L2，控制L2>L1，通過控制各部分間的尺寸匹配關(guān)系，可使氣流能夠較好地貼壁展開燃燒，形成穩(wěn)定的火盤，提高了燒嘴的調(diào)節(jié)比，尤其在燒嘴負(fù)荷較小時，仍然能夠形成平火焰，并且在空氣過量或煤氣過量的空燃比失調(diào)工況下能夠正常運行，中心風(fēng)管1保證點火和火焰穩(wěn)定性，使其能夠適應(yīng)現(xiàn)場各種復(fù)雜工況，提高了平焰燒嘴的可調(diào)節(jié)性、適用性以及可靠性。

最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本實用新型權(quán)利要求書所限定的范圍。