少無氧化蓄熱式燃燒器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬板帶連續熱處理爐，尤其涉及一種明火加熱的、且成對布置安裝的能制造無氧化氣氛的蓄熱式燃燒器。
【背景技術】
[0002]目前，國內外開發的以氣體燃料為主的蓄熱式燃燒器形式多樣，其工作特點和原理相似，蓄熱式燒嘴燃燒器要成對或成組安裝在爐體兩側，一側的燒嘴燃燒器燃燒、另一側的燒嘴燃燒器排煙。工作時燃料、空氣和煙氣經一定時間后同時進行換向，將原來一側燃燒的燒嘴換向成排煙、另一側排煙的燒嘴換向成燃燒。通過不斷循環該過程，使排出煙氣中的熱量被燒嘴內設置的蓄熱體吸收，而后經換向再傳導給空氣，如現有技術中CN1240985C，就公開了這樣一種無氧化加熱爐。燃料一般有獨立的噴槍或通道供給，空氣有鼓風機供給，空氣和煙氣在蓄熱室內進行熱量交換，然后低溫煙氣有引風機抽出。被蓄熱體加熱的高溫空氣在蓄熱室通道噴出，燃氣由噴槍或通道噴出，高溫空氣和燃氣在熱處理爐內相交混合進行擴散燃燒。通過這種燃燒方法，可以將煙氣中的大部分熱量重新利用，有利于節約燃料。
[0003]然而，現有技術中的蓄熱式燃燒器是把空氣、燃氣直接輸送到爐體內進行混合擴散燃燒，沒有之前的預混程序，并且，由于空氣與燃氣在爐膛內這樣開放的空間里，很難做到充分混合后再燃燒，基本處于邊混合擴散，邊燃燒的狀態，因此，在燃氣燃燒過程中，會有少量的含氧空氣與爐膛內的金屬工件直接接觸，破壞整個爐膛內的無氧化氣氛，造成了金屬工件在爐內的氧化燒損。如現有技術CN201538799U，就采用了空氣與燃氣經過蓄熱體加熱后被直接輸送到爐膛內部進行混合燃燒的結構。
[0004]另外，現有技術中，這種在爐膛內燃氣與空氣邊混合邊燃燒的蓄熱式燃燒器，高溫空氣和燃料的噴口速度只能設計在較低范圍，導致爐膛內氣流循環擾動能力低，不易提高爐內對流比，更加嚴重阻礙了空氣與燃氣的混合，從而影響爐溫均勻性。如果噴口速度設計高了，就會造成燃燒器噴口處著火困難，嚴重時還會有脫火現象發生，也不利于爐溫均勻性。
[0005]并且，目前使用蓄熱式燃燒器的工業爐窯上，高溫段蓄熱室內溫度一般彡1000C,現有蓄熱式燃燒器采用耐火材料隔熱套來減少外殼散熱，用增加外殼厚度的方法來降低燃燒器表面散熱，以減少相應的熱損失，這樣使燃燒器外形體積大，原材料消耗多，還會影響爐體安裝空間，產生不必要的浪費。
【發明內容】
[0006]為克服上述現有技術中存在的燃氣與空氣被直接輸送到爐膛內進行混合燃燒，出現的部分含氧空氣與爐內金屬件直接接觸，造成金屬工件在爐內被氧化，且現有蓄熱式燃燒器氣流噴出速度低，不易形成爐內氣流循環，造成爐溫均勻性差，并且，為了降低蓄熱式燃燒器外表面散熱，其外形體積龐大，造成生產原材料的過多消耗，影響爐體安裝空間等問題，本發明提供了一種少無氧化蓄熱式燃燒器，包括燃燒器箱體，在所述箱體一端設置空煙氣接口(9)，另一端設置焰氣噴口(25)，以及在所述箱體內部設置蓄熱體，其特征在于在所述燃燒器箱體內部、靠近所述焰氣噴口(25)處設置燃燒室(I)，所述燃燒室(I)與所述焰氣噴口(25)相連通，補燃空氣、主燃氣與主空氣接入到所述燃燒室(I)內形成混合。
[0007]本發明在蓄熱式燃燒器內部、處于燃燒器端部位置的焰氣噴口處設置了一個相對密閉的空腔——燃燒室，使通過高溫蓄熱體的主空氣、補燃空氣與主燃氣在該燃燒室內充分混合，由于該燃燒室設置于燃燒器內部，處于相對密閉的空間中，有利于主空氣與燃氣的充分混合，且避免了含氧空氣與爐膛內金屬工件的接觸，有效防止了含氧空氣對高溫金屬工件的氧化。并且主空氣與燃氣在相對密閉的燃燒室中充分混合，經點火燃燒后，其火焰與無氧化氣氛可直接從焰氣噴口處噴出，也正是由于空氣與主燃氣的充分混合，可以進一步提高噴口的噴射速度，以及通過對焰氣噴口的進一步設置，可以精準控制火焰的噴出形狀與位置，使噴出火焰能夠完全包裹待加熱工件，提高其能源利用率。
[0008]并且，所述燃燒器箱體外殼采用雙層結構或多層結構，設置有內隔熱層(4)與外隔熱層(5)，兩隔熱層之間形成空腔(10)，外隔熱層(4)上設置外隔熱層入口，內隔熱層(5)上設置內隔熱層出口。
[0009]優選地，在所述內、外隔熱層之間的空腔(10)內設置循環導流件(13)，能夠導引氣流流經整個燃燒器箱體外表面。
[0010]優選地，所述燃燒器箱體分為上箱體(7)與下箱體￠)，兩箱體之間形成連接，所述內隔熱層(4)與外隔熱層(5)的雙層外殼結構只設置在所述下箱體(6)上。
[0011]本發明提供的燃燒器箱體的外殼采用雙層結構，通過在外隔熱層上設置的入口，以及在內隔熱層上設置的出口，導入空氣或其它冷介質在內、外隔熱層之間的空腔內流動，通過在該空腔內設置的導流件，可使空氣等冷卻介質流經整個燃燒器箱體的外表面，一方面通過與冷卻介質的換熱，可以有效降低在工作時，其箱體外表面溫度，能夠在減小燃燒器外形體積的同時還使燃燒器箱體外表面散熱減少，提高現場操作環境，另一方面，空氣等冷卻介質在箱體外殼上設置的空腔內吸收大量熱能后可以在后續的步驟中加以利用，減少了熱能的浪費。當然，為了熱能利用率的進一步提高，可將燃燒器箱體外殼設置為多層，形成多層空腔，各空腔之間相互連通，同樣通過導流件的設置，使空氣或冷卻介質流經整個箱體外表面，從而進一步增加了冷卻介質在箱體外殼內的流動時間，進一步減低了箱體外表面的熱損失。
[0012]同時，為了減少蓄熱式燃燒器的制造成本與制造難度，把整個燃燒器箱體分為上、下兩個部分，由于高溫煙氣首先經過下箱體內的蓄熱體進行放熱，之后才進入到上箱體中的蓄熱體，最后從空煙氣接口中排出，因此下箱體中蓄熱體的溫度比上箱體高，所以下箱體外殼的散熱同樣比上箱體多，考慮到箱體雙層外殼結構的制造成本，以及管路的布置成本，可只在下箱體上設置雙層外殼的結構。
[0013]本發明提供的蓄熱式燃燒器，在燃燒器箱體內部設置混合腔體(11)，補燃空氣與主燃氣接入到所述混合腔體(11)內進行預先混合。
[0014]優選地，設置若干混合噴管(3)，所述混合噴管(3) —端設置在所述混合腔體(11)內部，另一端直接連接到所述燃燒室(I)內，并且，所述混合噴管(3)的若干混合氣噴口(2)在所述燃燒室(I)內呈環狀、均勻布置。
[0015]在燃燒器箱體內部同樣設置了一混合腔體，通過管路輸送，使主燃氣與補燃空氣在該混合腔體內首先進行預先混合，混合后的主燃氣能得到一定的含氧量并使體積擴大，特別是對空燃比大、熱值高的液化氣和天然氣在與空氣相遇時提高了混合效果，在低空氣過剩系數下能明顯改善其燃燒性能，為后續該混合氣體在燃燒室內與主空氣進行進一步的充分均勻混合奠定了良好的基礎，并且，通過在該混合腔體內設置的若干根混合噴管把預先混合后的主燃氣與補燃空氣的混合氣直接輸送燃燒室內，并且，通過混合噴管的噴口在燃燒室內環狀、均勻的布置，可以使混合氣成螺旋狀的被輸送到燃燒室內，加快了燃燒室內的氣流螺旋擾動作用，進一步提高了燃燒室內各種氣體的充分混合的進程，為設置高速的焰氣噴口速度，而不出現斷火現象，奠定了堅實的基礎。
[0016]本發明提供的蓄熱式燃燒器，補燃空氣進口(17)與外隔熱層入口相連接，內隔熱層出口與所述混合腔體(11)相連接，主燃氣進口(18)直接與所述混合腔體(11)相連接。
[0017]或，主燃氣進口(18)與外隔熱層入口相連接，內隔熱層出口與所述混合腔體(11)相連接，補燃空氣進口(17)直接與所述混合腔體(11)相連接。
[0018]通過燃燒器箱體外隔熱層入口導入補燃空氣，使補燃空氣在雙層殼體空腔內流經整個外殼表面，之后通過內隔熱層出口將換熱后的補燃空氣導入至混合腔體內，同時通過主燃氣進口將主燃氣直接導入至混合腔體內，與被加熱后的補燃空氣在混合腔體內預先混合。這樣的管路布置方式，不僅利用了燃燒器箱體外表面散發的熱量重新參與到下一次的燃燒過程中，而且使補燃空氣與主燃氣預先得到了混合，為下一步三種氣體在燃燒室內的充分混合起到了十分積極的作用。
[0019]同樣，可以根據實際生產的需要，使主燃氣在雙