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          天然氣高速燒嘴類型及特點

          天然氣高速燒嘴類型及特點


          網站編輯:admin │ 發表時間:2015-05-27 │

          天然氣高速燒嘴是工業窯爐應用較廣的一種速熱燃燒裝置,通常情況下,本身帶有一個燃燒室,燃料和空氣混合,在燃燒室內能夠實現完全燃燒(≥85%),燃燒后形成的高溫煙氣借助于膨脹壓力從燒嘴噴口高速噴出。高速燒嘴的基本原理相當于簡單的噴氣式發動機。燃料在燃燒室或燃燒坑道前半部基本上能夠燃燒完全,原因是密閉的燃燒室能保持足夠的壓力,是高溫的燃料氣體以100~300m/s的高速噴出,高速氣流可促使爐內氣體循環,強化對流傳熱,同時可提高爐內溫度的均勻性,實現工業窯爐快速加熱,并可減少工件氧化燒損,達到節能與提高生產質量的目的。如果在燃燒室出口處或燃燒坑道的后半部供給能夠調解的二次風,即可實現燃燒氣流的溫度的調節,構成高速調溫燒嘴。另外,天然氣高速燒嘴可通過調節過剩空氣和燃氣來改善其工作性能,甚至還能使用多種燃料進行燃燒,燃料適應性非常強。采用高速燒嘴技術可使窯爐結構明顯簡化、成本大大降低,通常可使窯爐節能30%左右,具有良好的經濟效益。

          (1)天然氣高速燒嘴的特點:

          該燒嘴的優點:高速燒嘴可使燃料以超高熱負荷完全燃燒。燒嘴自身的燃燒室容積很小,燃料在其中能夠基本完全燃燒,故其燃燒室的容積熱強度很高,最高值可達到6.28×108kj(m3?h)。同時由于燃燒氣體流速較高,可強化對流傳熱,改善了爐溫的均勻性。研究表明,天然氣爐窯爐溫在850~1150℃時,溫差為±7℃。爐內氣氛易于調節成氧化性或還原性,過量空氣系數很高時,仍能夠穩定燃燒。最大過剩空氣量可達50.0,遠高于普通燒嘴的2.5倍,高速燒嘴燃燒氣流溫度可以通過調節一、二次風及煤氣量 ,在200~1800℃范圍內自由調節(過量空氣系數α在1~50之間),使得設計生產的高速燒嘴能適應各種燃氣窯爐的要求。

          高速燒嘴的高溫煙氣在燃燒室內劇烈膨脹,燃燒室出口設有煙氣縮口,所噴出的煙氣速度非常高,噴出速度90~120m/s,最高噴出速度可達200~300m/s。由于噴射速度過高促使噪聲急劇增高,從而限制了應用中選取的速度。高溫燒嘴的噴出動量遠遠高于普通天然氣燒嘴。高速噴出的高溫煙氣可引射大量較低溫度的天然氣爐內煙氣,形成強烈的煙氣回流,起到攪拌作用,促使煙氣噴射速度改變時,引射的回流煙氣量也隨之改變。通常回流煙氣量在20~200倍范圍內變化。

          高速燒嘴可降低燃料消耗,使爐窯節能效果顯著,由于燃燒效率高,節約燃料,通常情況下可降低產品燃料消耗15%~50%左右。爐內氣體的強烈循環及攪拌效果好,燃燒室小,散熱損失小,爐內氣氛容易調節等因素,是燃料消耗量減少。與普通天然氣爐相比較,便于控制和操作。其調節比通常達到1:15,遠遠高于普通燒嘴的調節比(1:10),且該燒嘴操作靈活,能實現自動化流水線生產。可以降低NO的生成,由于燃燒過程中氧氣的濃度可控制到最低,煙氣在高溫區域內停留時間短,高溫高速煙氣引射爐內較低溫度的煙氣后,本身迅速稀釋而降低溫度,爐內煙氣與被加熱物料的強烈換熱,使煙氣溫度急速降低,因而抑制了NO的生成。

          設計生產高速燒嘴也是低NO燒嘴。可減少燒嘴數目,應用普通燒嘴時,需采用數量較多的燒嘴來保證爐溫均勻,而高速氣流能夠使爐溫均勻,故可使燒嘴數量減少,便于自動控制。該燒嘴的缺點需要較高的燃氣、空氣壓力。燃燒室要求特殊的耐高溫、耐沖刷材料。

          (2)天然氣高速燒嘴的類型:

          高速燒嘴可使用氣體燃料和液體燃料。通常是采用氣體燃料和輕質燃油,目的是為了便于組織燃燒和方便調節。根據高速燒嘴的用途進行劃分,一般可分為兩種類型:?高速不調溫燒嘴。主要用于快速加熱,這種燒嘴不供二次空氣,過剩空氣系數變動范圍不大,燃燒氣體的溫度調節范圍小。?高速調溫燒嘴,該燒嘴通常用于熱處理和干燥爐,且大多數帶有二次風,過剩空氣系數變化幅度很大,通常在1~50之間,燃燒氣體的溫度調節范圍也很大,容積內的熱強度達到4600~630×106kj(m3?h)。

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