專利名稱：單控多噴口復合射流拓展溫度場調焰燒嘴的制作方法
技術領域：
本發明涉及燃燒控制設備領域，具體為一種單控多噴口復合射流拓展溫度場調焰燒嘴。
背景技術：
燒嘴用于熱工設備的供熱結構，其性能直接決定了設備整體的加工質量、節能減排效果，是最核心的熱工設備單元。一套性能優異的燒嘴及其配套調節控制單元通常需要具備以下特性溫度場分配均勻，調節的靈敏度高，調節比和燃盡率高，低氮氧化物比率， 結構簡單且便于維護等，目前主要通過以下兩種方式實現第一種是多燒嘴、小功率配置方式，如圖1所示，采用密集布置小功率的燒嘴1實現爐膛溫度場的均勻布置，每個燒嘴1都連接一條空氣輸送管道2和一條燃氣輸送管道3。這是當前國內較通用的技術，隨著脈沖燃燒和其它小區域控制技術的應用，這種技術的成本壓力日漸沉重，同時因其占用空間較大， 受熱工設備的整體結構限制約束了該技術的應用。第二種是通過改變噴口造型實現獨立控制燒嘴的拓展燃燒，如圖2所示，在燒嘴1的火焰噴口上開有外圈火眼11和內圈火眼12。 這種方法以較為簡單的方式實現了對傳統燒嘴溫度場拓展的效果，但實施拓展燃燒的幅度較窄、調節比較低、區域火焰燃盡率低等，因此不能對大多數非額定燃燒狀態實現較好的適應性。
發明內容
為了克服現有技術的缺陷，提供一種能拓寬燃燒溫度場和調節性能、抑制污染物排放、優化溫度均勻性的燃燒控制設備，本發明公開了一種單控多噴口復合射流拓展溫度場調焰燒嘴。本發明通過如下技術方案達到發明目的
一種單控多噴口復合射流拓展溫度場調焰燒嘴，包括燒嘴、空氣輸送管道、燃氣輸送管道、孔板、流量調節閥、切斷閥和空氣調節閥，其特征是每個燒嘴都內含2個或2個以上的噴口，空氣輸送管道和燃氣輸送管道都和燒嘴的連接，每一個燒嘴連接一條空氣輸送管道和一條燃氣輸送管道，每一條空氣輸送管道都通過一個空氣調節閥同時和2個或2個以上燒嘴的噴口連接，空氣輸送管道和燃氣輸送管道上都依次串聯有孔板、流量調節閥和切斷閥，空氣依次通過空氣輸送管道和空氣調節閥進入燒嘴的噴口。所述的單控多噴口復合射流拓展溫度場調焰燒嘴，其特征是每個燒嘴都內含 2 5個噴口，每一條空氣輸送管道都通過一個空氣調節閥同時和2 5個燒嘴的噴口連接，噴口在燒嘴內以直線方式平均分布，此時相鄰的兩個噴口在空氣調節閥的控制下，或者都噴射長火焰，或者都噴射短火焰，或者一個噴射長火焰而另一個噴射短火焰。噴口在燒嘴內也可以排列成矩形。所述的單控多噴口復合射流拓展溫度場調焰燒嘴，其特征是孔板采用差壓人工、 自動檢測裝置和壓力檢測裝置中的任意一種，流量調節閥和切斷閥都采用蝶閥、閘閥、隔膜閥、旋塞閥和球閥中 的任意一種。本發明改變了傳統的獨立調節和控制噴嘴方法，也屏棄了改變噴口造型實現拓展溫度場的方法，而采用一套調節控制系統對應多噴頭燃燒的燒嘴，將單只燒嘴能力均勻分解為雙噴口能力輸出，各噴口平行布置通過一二次風調節順序的相位角交錯，實現噴口間平行、交叉流切換，保證燃燒全區域的溫度分布均勻化，并將污染物生成水平降至更低。采用本發明，空氣進入噴口前經空氣一二次風調節閥24進行分配，同時可通過調節相鄰的燒嘴噴口射流方式實現復合射流，具體步驟如下
相鄰的噴口全部是長火焰時，噴口流場相對獨立，共同構成典型的拓展燃燒溫度場；噴口全部是短火焰時，流場于噴口根部區域交叉重疊，構成典型的火焰根部區集中釋放的溫度場；相鄰1個噴口為長火焰、另1個噴口為短火焰，兩種火焰形態既相互干涉，同時保留部分各自原有形態，具有弱反應區補償功能，構成典型的交叉流場。針對不同的熱工設備溫度場要求，確定有效的射流組合方式，可使燃燒整體溫度場更均勻性，且避免燃料的集中燃燒，降低NOx的生成量。本發明將傳統單只燒嘴的工作負荷分割為2或4份，并根據熱工設備的溫度場分布要求重新布置各噴口，實現整體溫度場的拓展。本發明可應用于脈沖或比例燃燒控制方式。本發明改變了傳統的獨立調節和控制噴嘴方法，也屏棄了改變噴口造型實現拓展溫度場的方法，而采用一套調節控制系統對應多噴口燃燒的燒嘴，將單只燒嘴能力分解為多噴口能力輸出，各噴口根據需求組合布置通過一二次風調節各噴口時序相位角交錯，實現噴口間復合射流切換，保證燃燒全區域的溫度分布均勻化，并將污染物生成水平降至更低。本發明的有益效果是
1.燒嘴截面的等溫度場分布，可根據熱工設備功能需要通過調整各噴口布局的方式隨意改變；
2.燒嘴燃盡率和調節比與圓柱狀單通道調焰燒嘴性能一致；
3.利用復合射流控制技術，實現了針對各燒嘴噴口的3種有顯著區別的火焰和溫度場形態，且3種形態可實現動態調節；
4.利用復合射流動態控制技術，實現燒嘴整體的溫度場相對傳統技術分布更佳均勻性和更有效的污染物質生成控制；
5.相比傳統分控設備降低成本40%以上，而溫度場拓展和燃燒組織能力遠優于傳統采用噴口造型實現拓展燃燒的燒嘴。
圖1是現有技術中采用多燒嘴小功率配置方式的燒嘴結構示意圖； 圖2是現有技術中噴口上開有外圈火眼和內圈火眼的燒嘴端面示意圖； 圖3是本發明的結構示意圖4是本發明中噴口在燒嘴內以直線方式排列的結構示意圖； 圖5是本發明中噴口在燒嘴內以矩形方式排列的結構示意圖。
具體實施例方式以下通過具體實施例進一步說明本發明。實施例1
一種單控多噴口復合射流拓展溫度場調焰燒嘴，包括燒嘴1、空氣輸送管道2、燃氣輸送管道3、孔板21、流量調節閥22、切斷閥23和空氣調節閥24，如圖3所示，具體特征是 每個燒嘴1都內含2個或2個以上的噴口 13，空氣輸送管道2和燃氣輸送管道3都和燒嘴 1的連接，每一個燒嘴1連接一條空氣輸送管道2和一條燃氣輸送管道3，每一條空氣輸送管道2都通過一個空氣調節閥24同時和2個或2個以上燒嘴1的噴口 13連接，本實施例選用4個，如圖4所示，噴口 13在燒嘴1內以直線方式平均分布，此時相鄰的兩個噴口 13 可以在空氣調節閥24的控制下調節噴射出的火焰大小，相鄰的噴口全部是長火焰時，噴口流場相對獨立，共同構成典型的拓展燃燒溫度場；噴口全部是短火焰時，流場于噴口根部區域交叉重疊，構成典型的火焰根部區集中釋放的溫度場；相鄰1個噴口為長火焰、另1個噴口為短火焰，兩種火焰形態既相互干涉，同時保留部分各自原有形態，具有弱反應區補償功能，構成典型的交叉流場。空氣輸送管道2和燃氣輸送管道3上都依次串聯有孔板21、流量調節閥22和切斷閥23，空氣依次通過空氣輸送管道2和空氣調節閥24進入燒嘴1的噴口 13。孔板21采用差壓人工、自動檢測裝置和壓力檢測裝置中的任意一種，本實施例選用差壓人工，流量調節閥22和切斷閥23都采用蝶閥、閘閥、隔膜閥、旋塞閥和球閥中的任意一種，本實施例選用蝶閥。實施例2
一種單控多噴口復合射流拓展溫度場調焰燒嘴，包括燒嘴1、空氣輸送管道2、燃氣輸送管道3、孔板21、流量調節閥22、切斷閥23和空氣調節閥24，具體特征是噴口 13在燒嘴 1內排列成矩形，如圖5所示。其他結構都和實施例1同。
權利要求
1.一種單控多噴口復合射流拓展溫度場調焰燒嘴，包括燒嘴(1)、空氣輸送管道(2)、 燃氣輸送管道(3)、孔板(21)、流量調節閥(22)、切斷閥(23)和空氣調節閥(24)，其特征是每個燒嘴(1)都內含2個或2個以上的噴口(13)，空氣輸送管道(2)和燃氣輸送管道 (3)都和燒嘴(1)的連接，每一個燒嘴(1)連接一條空氣輸送管道(2)和一條燃氣輸送管道(3)，每一條空氣輸送管道(2)都通過一個空氣調節閥(24)同時和2個或2個以上燒嘴 (1)的噴口(13)連接，空氣輸送管道(2)和燃氣輸送管道(3)上都依次串聯有孔板(21)、 流量調節閥(22)和切斷閥(23)，空氣依次通過空氣輸送管道(2)和空氣調節閥(24)進入燒嘴(1)的噴口(13)。
2.如權利要求1所述的單控多噴口復合射流拓展溫度場調焰燒嘴，其特征是每個燒嘴(1)都內含2 5個噴口(13)，每一條空氣輸送管道(2)都通過一個空氣調節閥(24)同時和2 5個燒嘴⑴的噴口(13)連接，噴口(13)在燒嘴⑴內或者以直 線方式平均分布，或者排列成矩形，當噴口(13)在燒嘴(1)內或者以直線方式平均分布時，此時相鄰的兩個噴口(13)在空氣調節閥(24)的控制下，或者都噴射長火焰，或者都噴射短火焰，或者一個噴射長火焰而另一個噴射短火焰。
3.如權利要求1所述的單控多噴口復合射流拓展溫度場調焰燒嘴，其特征是孔板 (21)采用差壓人工、自動檢測裝置和壓力檢測裝置中的任意一種，流量調節閥(22)和切斷閥(23)都采用蝶閥、閘閥、隔膜閥、旋塞閥和球閥中的任意一種。
全文摘要
本發明涉及燃燒控制設備領域，具體為一種單控多噴口復合射流拓展溫度場調焰燒嘴。一種單控多噴口復合射流拓展溫度場調焰燒嘴，包括燒嘴(1)、空氣輸送管道(2)、燃氣輸送管道(3)、截斷閥(21)、穩流閥(22)和流量控制閥(23)，其特征是每一個燒嘴(1)連接一條空氣輸送管道(2)和一條燃氣輸送管道(3)，每一條空氣輸送管道(2)都通過一個多通閥連接2～5個燒嘴(1)，每一條燃氣輸送管道(3)都通過一個多通閥連接2～5個燒嘴(1)，空氣輸送管道(2)和燃氣輸送管道(3)上都依次串聯有截斷閥(21)、穩流閥(22)和流量控制閥(23)。本發明燃燒全區域的溫度分布均勻化，污染小。
文檔編號F23D14/46GK102221209SQ20111009478
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月15日 優先權日2011年4月15日
發明者李國杰, 薛根山, 谷碩, 黃夏蘭 申請人:上海寶鋼工業檢測公司