專利名稱：帶風套噴流對流復合式自身預熱燒嘴的制作方法
技術領域：
帶風套噴流對流復合式自身予熱燒嘴是一種集燃燒、助燃空氣予熱、排煙為一體的節能型工業爐燃燒裝置。它可廣泛用于以氣體，液體為燃料的各種工業爐窯。
自身予熱燒嘴結構一般由燒嘴磚、燒嘴頭、換熱器、燒嘴殼、排煙引射器及排煙通道組成。
與一般燒嘴相比，自身予熱燒嘴中空氣予熱器性能的優劣、助燃空氣和排出煙氣溫度的高低，是評價這種燒嘴的重要指標。
目前國內使用的自身予熱燒嘴均為耐熱鋼板焊接結構(見剖面
圖1)。換熱器部分僅在煙氣通道一側焊有少量筋片1，換熱性能較差。一般在使用時須另外串接一臺單獨的空氣予熱器2。燒嘴外殼雖有風套，但受特定結構限制，在前部形成死角3，這種形式的燒嘴結構復雜，體積較大，加工困難，不便安裝。另外須在爐內裝設結構復雜，極易損壞的燒嘴磚4。其換熱效果不理想，綜合傳熱系數一般在62－84kJ／m2·h·℃。
國外從八十年代初開始在自身予熱燒嘴中采用整體鑄造雙面筋片換熱器結構，如剖面圖2所示的這種結構形式可使空氣予熱溫度有所提高，綜合傳熱系數約為100～140kJ／m2·h·℃。但從排煙溫度看，仍然偏高，尚有節能潛力。由于排煙溫度高，導致燒嘴外殼表面溫度高，影響操作，惡化了工作環境，必須在燒嘴殼外表包扎保溫層1、2。
本實用新型的目的就是提供一種帶空心風套，噴流、對流換熱的復合式自身予熱燒嘴，它與目前國內、外自身予熱燒嘴相比，其特點為1、在燒嘴內空氣予熱器的空氣側增加了一節噴流換熱區。使空氣以較高的噴射速度(約20～40m／s)從法線方向垂直沖擊熱表面。使空氣側熱表面上附著的，起熱阻作用的層流邊界層受到破壞，厚度減薄，從而增加了從高溫煙氣側透過熱表面傳入的熱量。可較大幅度地提高空氣予熱溫度，使煙氣余熱回收量明顯提高。噴流換熱的綜合傳熱系數可達140～180kJ／m2·h·℃。而在普通換熱器中，空氣只以相對較低的速度(約10～15m／s)與熱表面平行流動，綜合傳熱系數也低的多。
2、在燒嘴上增加了一層裹著外殼的空心風套。冷風首先經過風套6，再進入噴流換熱區。這種結構可以達到雙重目的一方面它可使暴露在爐外的燒嘴外表面溫度降低到接近室溫，改善了操作環境，另一方面又起到換熱器作用。煙氣被空氣從內外兩側進行冷卻，得以充分地予熱空氣。
風套采用普通鑄鐵整體鑄造，一次成形。結構簡單，成本低，加工安裝方便。
3、根據使用條件及燒嘴內承受高溫部分溫度梯度不同，雙筋片式換熱器5可由不同等級的耐熱鋼分段組成，每段使用的材質據該段實際運行時所承受的最高溫度進行合理選擇，使材料費用降低。另外在不同的爐子工藝溫度下，可選用金屬鑄造式陶瓷材料燒嘴頭，取消了燒嘴磚，簡化了燒嘴結構，增加了整個燒嘴工作的可靠性。
實用新型的具體結構由以下的實施例及其附圖給出。
圖3是根據本實用新型提出的帶風套噴流對流復合式自身予熱燒嘴的剖面圖。其結構如下燒嘴頭1聯接雙面筋片換熱器5，其內裝煤氣管2，內管3，噴流筒4，其外套裝一個帶有進風口、排煙口及引射器的風套殼6。煤氣管2與帶有煤氣進口的后蓋7聯接；內管3一端與噴流筒4焊接，另一端與后蓋7密封聯接；風套殼6與后蓋7，噴流筒4及雙筋片換熱器5之間用螺栓密封聯接。噴流換熱噴流筒4為一個上面鉆有若干小孔8的普通鋼管，成本低廉。可提高熱回收率20～40％。小孔直徑、數量及孔間距隨空氣壓力、空氣流量等因素不同情況而定，一般孔間距與孔徑之比在6～10。孔與熱表面間的距離與孔徑之比約為5～8。空氣噴出速度在20～40m／s之間。
雙面筋片換熱器5由不同等級的耐熱鋼分段組成。
風套6用鑄鐵鑄造成形。
綜上所述，由于抓住降低排煙溫度，提高助燃空氣予熱溫度這一主要環節，對國內外同類燒嘴中換熱器部分，燒嘴外殼部分作了改進。其中換熱器采用雙面筋片分段組成和增加了噴流筒與風套，使其產生對流與噴流復會，沖擊冷卻形式，將綜合傳熱系數提高30～100％。由于風套的作用，使煙氣離燒嘴前進一步受到冷卻，回收了煙氣余熱，同時也改善了工作條件。與國內現有同類燒嘴比較，可節約燃料10～30％左右。
權利要求1.一種帶風套噴流對流復合式自身予熱燒嘴，其特征是燒嘴頭1聯接雙面筋片換熱器5，其內裝煤氣管2，內管3，噴流筒4，其外套裝一個帶有進風口、排煙口及引射器的風套殼6。煤氣管2與帶有煤氣進口的后蓋7聯接；內管3一端與噴流筒4聯接，另一端與后蓋7密封聯接；風套殼6與后蓋7，噴流筒4及雙筋片換熱器5之間用螺栓密封聯接。
2.根據權利要求1所述的帶風套噴流對流復合式自身予熱燒嘴，其特征是噴流筒4上有小孔，其孔間距與孔徑之比為6～10；孔與熱表面間距離與孔徑之比為5～8。
3.根據權利要求1所述的帶風套噴流對流復合式自身予熱燒嘴，其特征是雙面筋片換熱器5是分段的。
專利摘要帶風套噴流對流復合式自身預熱燒嘴是一種集燃燒、助燃空氣預熱、排煙為一體的節能型工業燃燒裝置。該燒嘴由燒嘴頭1，煤氣管2，內管3，噴流筒4，雙筋片換熱器5、風套殼6及后蓋7組成。其中換熱器采用雙面筋片分段組成和增加噴流筒與風套，使其產生對流與噴流復合，沖擊冷卻形式，將綜合傳熱系數提高30～100％。同時降低了排煙溫度，進一步回收了煙氣余熱，改善了工作條件。與國內現有同類燒嘴比較，可節約燃料10～30％左右。
文檔編號F23D14/04GK2057495SQ8921418
公開日1990年5月23日 申請日期1989年7月17日 優先權日1989年7月17日
發明者蘇和, 張赤, 郭金智 申請人:機械電子工業部第五設計研究院