蓄热烧嘴的结构详细介绍
2017-11-04

烧嘴采用空气、煤气组合式, 由空气蓄热烧嘴、煤气蓄热烧嘴组合而成, 上加热煤气喷口在下, 空气喷口在上, 下加热烧嘴则反之; 尽量在钢坯的上下表面形成还原性气氛, 降低氧化烧损和表面脱碳。蓄热式烧嘴的设计既要考虑低热值燃气的燃烧混合问题, 又要保证煤气的完全燃尽, 同时实现炉膛温度的均匀性, 因此采用双流股蓄热式烧嘴形式。

  燃烧喷口是燃烧系统的关键部位, 合理的燃烧组织有赖于此, 在燃烧组织上既要确保燃气在炉内充分燃烧, 不会在对面的蓄热体内继续燃烧而对其造成损坏, 同时又要合理促成低氧燃烧的实现, 避免出现局部的高温过热; 既强化炉温的均匀性, 减少NO x 等有害气体的生成, 又减小高温下脱碳的发生。因此, 在喷口设计上要选择较优的气体出口速度和混合喷射角度。

  燃料在喷口处边混合边燃烧, 空气、煤气在喷出过程中卷入周围的炉气, 稀释空煤气浓度, 低氧燃烧, 使烟气中NO x 的产生大大降低, 减少了有害气体的排放量。由于采用集中点火烘炉方式, 只要炉气温度高于700 ℃, 高炉煤气喷入炉内就会燃烧, 且连续式加热炉并不会频繁地冷炉启动, 因此将高温段蓄热式烧嘴配带自动点火及火焰检测系统是没有必要的, 这样既简化了烧嘴结构、降低了投资, 也减少了高温段存在的点火烧嘴经常烧损的情况。

  3. 2  蓄热体

  蓄热体有陶瓷小球和陶瓷蜂窝体, 发展趋势是采用陶瓷蜂窝体。其高温段材质为高纯铝质材料,有较高的耐火度和良好的抗渣性; 中部采用莫来石材料; 低温段材质为堇青石, 其特点是在低于1000 ℃的工况下具有较好的抗腐蚀和耐急冷急热性。蜂窝体的前端增加刚玉挡砖, 减少高温炉膛对蜂窝体的辐射, 同时可增加蜂窝体的堆放稳定性。与颗粒状蓄热体(球形蓄热体) 比较, 蜂窝状蓄热体有如下优点:单位体积换热面积大, 100 孔/平方英寸的蜂窝体是Φ15 mm 球比表面积的5. 5 倍, Φ20 mm 球的7 倍。在相同条件下, 将等质量气体换热到同一温度时的蜂窝体体积仅为球状蓄热体的1/3~1/4 , 重量仅为球的1/10 左右, 这就意味着蜂窝体蓄热燃烧器构造更轻便、结构更紧凑。蜂窝体壁很薄仅0. 5 ~1 mm , 透热深度小, 因而蓄热、放热速度快, 温度效率高, 换向时间仅为30 ~45 s , 这比球状蓄热体的换向时间3 min 大大缩短, 更利于均匀炉内温度场, 保证钢坯均匀加热, 这一点对加热合金钢、高碳钢尤为有利。按照蜂窝体内气流通道规则, 阻力损失仅为球状的1/3~1/4。球形蓄热体气流阻力损失随空气流速增大而增大, 其变化规律为幂函数关系, 球径大则阻力变小, 但蓄热室结构也要相应增大。