第一節(jié) 燃?xì)飧咚僬{(diào)溫?zé)飚a(chǎn)品分類與構(gòu)成 分析

高速燒嘴結(jié)構(gòu)主要有預(yù)混式(空、煤氣事先在預(yù)混室內(nèi)混合好后再到燒嘴燃燒室內(nèi)燃燒)及燃燒筒式(與噴氣式飛機(jī)燃燒筒結(jié)構(gòu)相似)

國內(nèi)對(duì)工藝燒嘴的結(jié)構(gòu)和型式作過大量的 研究 。將燃?xì)飧咚僬{(diào)溫?zé)鞖w納成兩大類。

(1)內(nèi)混式，即物料在燒嘴內(nèi)的混合室進(jìn)行充分混合后經(jīng)燒嘴噴出。通過對(duì)各物理參數(shù)的測(cè)定，表明這種燒嘴霧化性能較好，但對(duì)內(nèi)混室的耐磨件要求較高，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大生產(chǎn)。

(2)外混式，即物料在燒嘴的出口處進(jìn)行混合，在噴口處燃燒。目前國內(nèi)工業(yè)化生產(chǎn)中應(yīng)用的就是這種類型的燒嘴。這種燒嘴與內(nèi)混式相比，最大的優(yōu)點(diǎn)就是相對(duì)降低了對(duì)燒嘴頭部耐磨件的要求，但霧化性能略遜于內(nèi)混式。

第二節(jié) 國內(nèi)燃?xì)飧咚僬{(diào)溫?zé)飚a(chǎn)品 技術(shù)工藝 應(yīng)用 分析

高速噴嘴使用的燃料主要是氣態(tài)和液態(tài)燃料，有冷、熱風(fēng)噴嘴，熱風(fēng)噴嘴又有外熱式和和自身預(yù)熱式之分?？扇加萌加秃兔簹?。我國也研制和應(yīng)用了此種噴嘴，下面為燃用發(fā)十爐煤氣的戍速噴嘴FRl／4型，燃?xì)庀牧繛?0～300Nm3／h，燃?xì)鈮毫?00～450Pa，空氣壓壓400～500Pa。煤氣(6)供人后與一、二次空氣管7、8上的多股射流均勻混合、燃燒。由點(diǎn)火噴嘴9點(diǎn)火，調(diào)節(jié)二次風(fēng)量可改變出口燃?xì)鉁囟取?/p>

它是燃用重油的高速噴嘴．它采用丁Y型高壓霧化氣(汽)噴嘴，燃?xì)鈬姵鏊俣雀哌_(dá)200～300m/s。在燃燒筒頭部及中部補(bǔ)充供給低壓助燃空氣。

無論燃油或燃?xì)庑透咚賴娮?，它們與燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)非常類似，都是在自身燃燒筒(或稱火焰筒)內(nèi)基本完成燃燒，其出口均為高速燃?xì)鈬娚淞?。其差別主要是：

1)工業(yè)爐用高速噴嘴要求提供熾熱火焰射流．而燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室噴出燃?xì)鉁囟缺仨毎赐钙侥蜏囟饶芰妥鞴σ螅谥魅紖^(qū)分燃燒基礎(chǔ)上，補(bǔ)充摻混少量空氣。因此，高速噴嘴相當(dāng)于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室主燃區(qū)和燃?xì)鈱?dǎo)管的組合體。

2)燃點(diǎn)輪機(jī)燃燒室進(jìn)口氣流是經(jīng)過壓氣機(jī)的增壓氣體，壓力為0.5—3。5MPa，溫度為200～600℃而高速燒嘴的助燃?xì)鉃榈蛪簹庠垂┙o，如果采用自身預(yù)熱型，也可增加進(jìn)氣溫度(約400'℃以下)。

基于以上特點(diǎn)，高速噴嘴設(shè)計(jì)的原則是：

1)燃料與空氣流沿長度可按點(diǎn)火區(qū)空氣過剩系數(shù)；二次宅氣補(bǔ)給段(可分多次)的a=0．8～1．0。對(duì)于燃?xì)庑透咚賴娮斓拿簹饪刹扇《嗯趴姿腿腩^部區(qū)，類似多級(jí)燃燒，有利于降低排氣污染物。

2)二次空氣噴射速度可取15-20m／s。

3)燃燒筒必須耐高溫，可采用二次空氣的環(huán)形流道(耐熱合金結(jié)構(gòu))，也可采用耐火材料砌成。

4)根據(jù)燃料種類確定點(diǎn)火裝置，一般燃用高熱值氣體燃料，可選用汽車點(diǎn)火裝置；燃用重質(zhì)液體燃料可選用高能點(diǎn)火噴嘴裝置。

第三節(jié) 國外燃?xì)飧咚僬{(diào)溫?zé)飚a(chǎn)品 技術(shù)工藝 應(yīng)用 分析

高速燒嘴的雛形在60年代之前已經(jīng)出現(xiàn)。1962年美國人Bickley發(fā)明了一種燃?xì)飧咚僬{(diào)溫?zé)?，即首先使燃?xì)庠谌紵覂?nèi)進(jìn)行"完全"的燃燒，然后用二次空氣（調(diào)溫空氣）來調(diào)節(jié)噴出焰氣的溫度。調(diào)溫空氣的摻入可產(chǎn)生大量而且與窯內(nèi)溫度相近的高速氣流，加上合理地布置燒嘴，則可在窯內(nèi)形成強(qiáng)烈的可控制的氣流循環(huán)，同時(shí)解決窯內(nèi)火焰上浮的問題，使窯內(nèi)溫度均勻，對(duì)流給熱系數(shù)明顯增大，從而顯著地縮短燒成時(shí)間，且產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)量大幅度提高，每窯燃耗和單位產(chǎn)品燃耗明顯下降。隨后，原聯(lián)邦德國、原蘇聯(lián)、英、法等國先后研制出多種高速燒嘴。

第四節(jié) 我國燃?xì)飧咚僬{(diào)溫?zé)飚a(chǎn)品技術(shù)應(yīng)用成熟度解析

燃?xì)飧咚僬{(diào)溫?zé)飚a(chǎn)品主要?dú)怏w燃料包括天然氣、高爐/焦?fàn)t/發(fā)生爐/轉(zhuǎn)爐煤氣、城市煤氣、混合煤氣、液化石油氣、油田氣、煉廠氣、沼氣、其它可燃性氣體等。

應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。多應(yīng)用于冶金、機(jī)械 行業(yè) ：軋鋼加熱爐、鍛造加熱爐、熱處理爐、熱風(fēng)爐、烘干爐、燒結(jié)爐、熔煉爐、鋼包烘烤器等。石油化工 行業(yè) ：管式加熱爐、裂解爐、反應(yīng)爐、水套爐等。粉末燒制 行業(yè) ：回轉(zhuǎn)窯、熱風(fēng)爐、熱分解爐、烘干設(shè)備等。陶瓷 行業(yè) ：隧道窯、輥道窯、梭式窯、噴霧干燥塔等。玻璃 行業(yè) ：熔爐、池窯、坩堝窯、退火窯等。蒸汽鍋爐（電站鍋爐），熱水鍋爐。垃圾、廢物焚燒爐。其它各類工業(yè)燃料加熱爐及燃料加熱設(shè)備。

第五節(jié) 燃?xì)飧咚僬{(diào)溫?zé)飚a(chǎn)品 技術(shù)工藝 與市場應(yīng)用關(guān)系 分析

高速燒嘴是在燒嘴內(nèi)燃燒后向爐內(nèi)噴入高溫?zé)煔狻．?dāng)煤氣壓力或空氣壓力的變化使燒嘴暫時(shí)滅火而爐溫較低時(shí)，這時(shí)空、煤氣混合氣體噴入爐膛，當(dāng)條件適宜時(shí)可能產(chǎn)生爆炸而損壞設(shè)備，甚至引起人身傷亡，所以高速燒嘴在生產(chǎn)中一定要安裝火焰監(jiān)測(cè)器。當(dāng)燒嘴滅火時(shí)安裝在燒嘴后蓋上的紫外監(jiān)測(cè)器(還有其它類型，如離子監(jiān)測(cè)器、電偶型監(jiān)測(cè)器、紅外型監(jiān)測(cè)器等，但紫外型監(jiān)測(cè)器比較可靠，抗干擾能力強(qiáng))探頭將輸出滅火電信號(hào)送到設(shè)在操作間或儀表室安裝的紫外監(jiān)測(cè)器上，該儀表(我院先后研制了ZWD-BI,1型和ZWD856型紫外監(jiān)測(cè)器)及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，通知操作人員及時(shí)處理滅火故障，儀表同時(shí)可輸出兩時(shí)電氣接點(diǎn)參加自動(dòng)控制，或自動(dòng)切斷煤氣，或霞新起動(dòng)吹掃、電點(diǎn)火程序控制系統(tǒng)[我院有專用的CPC(CornbustionProgramControlSystem)系統(tǒng)設(shè)計(jì)]將燒嘴重新點(diǎn)燃。

空氣進(jìn)入燒嘴后從環(huán)套的兩排小孔噴入燃燒筒內(nèi)，與煤氣邊混合邊燃燒，在后蓋與燃燒筒之間設(shè)一耐熱鋼制的導(dǎo)向擋板，防止大量空氣進(jìn)入后盞附近與煤氣混合燃燒，并遮避燃燒筒內(nèi)的高溫輻射，而有效地保護(hù)了設(shè)在后蓋的的電火花塞、紫外監(jiān)測(cè)頭等部件。

第六節(jié) 不同類型生產(chǎn)工藝優(yōu)缺點(diǎn)比較

高速調(diào)溫?zé)煊扇細(xì)鈬娍?、燃燒筒、燃燒室外殼、高壓點(diǎn)火器與火焰?zhèn)鞲衅鹘M成。燃燒能力由各專用控制閥門調(diào)節(jié)，并與高壓點(diǎn)火器、GSK高速燒嘴控制器配套。

現(xiàn)代高速燒嘴與傳統(tǒng)燒嘴相比有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、燃燒室的容積熱強(qiáng)度非常高，可達(dá)2.1×108W/m3，因此燃燒室體積非常小，散熱少，燃燒熱效率高，而且有利于簡化窯體結(jié)構(gòu)，這對(duì)發(fā)展高溫窯爐，節(jié)約燃料十分有利；

2、由于高速焰氣帶動(dòng)窯內(nèi)氣體在整個(gè)窯內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，起著強(qiáng)烈的攪拌作用，使窯內(nèi)溫度和氣氛都非常均勻，可對(duì)坯體進(jìn)行均勻快速的加熱，提高產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量，節(jié)約燃料；

第七節(jié) 燃?xì)飧咚僬{(diào)溫?zé)焐a(chǎn)工藝流程 分析

燃燒筒式燃?xì)飧咚僬{(diào)溫?zé)旖Y(jié)構(gòu)

煤氣從燒嘴后蓋中心噴口噴出后與少量助燃空氣混合，在后蓋內(nèi)形成局部易燃混合氣體渦流區(qū)，在此區(qū)域設(shè)置火花塞，用高壓電很容易點(diǎn)燃燒嘴，點(diǎn)火電壓一般為>6000V，點(diǎn)火變壓器容量一般為l50～20oVA，使用時(shí)需將外電極爪去掉，以增大跳火間隙．

基于以上特點(diǎn)，高速噴嘴設(shè)計(jì)的原則是：

1)燃料與空氣流沿長度可按點(diǎn)火區(qū)空氣過剩系數(shù)；二次宅氣補(bǔ)給段(可分多次)的a=0．8～1．0。對(duì)于燃?xì)庑透咚賴娮斓拿簹饪刹扇《嗯趴姿腿腩^部區(qū)，類似多級(jí)燃燒，有利于降低排氣污染物。

2)二次空氣噴射速度可取15-20m／s。

3)燃燒筒必須耐高溫，可采用二次空氣的環(huán)形流道(耐熱合金結(jié)構(gòu))，也可采用耐火材料砌成。

4)根據(jù)燃料種類確定點(diǎn)火裝置，一般燃用高熱值氣體燃料，可選用汽車點(diǎn)火裝置；燃用重質(zhì)液體燃料可選用高能點(diǎn)火噴嘴裝置。

第八節(jié) 國外燃?xì)飧咚僬{(diào)溫?zé)焐a(chǎn)工藝發(fā)展階段比較

高速燒嘴是70年代以后國際上發(fā)展起來的新型燃燒器。目前，國外燃?xì)飧咚僬{(diào)溫?zé)焐a(chǎn)工藝處于成熟階段，隨著技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛，技術(shù)與產(chǎn)品功能更加精細(xì)與安全，國外燃?xì)飧咚僬{(diào)溫?zé)飚a(chǎn)技術(shù)較為成熟，并且在產(chǎn)品的創(chuàng)新方面有較大的進(jìn)步。

第九節(jié) 我國燃?xì)飧咚僬{(diào)溫?zé)焐a(chǎn)工藝創(chuàng)新歷程與途徑

我國從70年代末80年代初才開始試驗(yàn)并用于生產(chǎn)中，目前仍處在初級(jí)使用階段。目前我國工業(yè)爐常用的煤氣燒嘴基本上還是50年代的噴射、渦流、套管式。在國內(nèi)燃?xì)飧咚僬{(diào)溫?zé)爝€屬空白,至于按 行業(yè) 、爐型研制的燃燒裝置則更少。

預(yù)混式調(diào)溫高速燒嘴是一種先進(jìn)的燃燒器，其煤氣與空氣在進(jìn)入燃燒室前已充分混合，燃燒充分，不回火。這種燃燒器在英國、美國、德國、比利時(shí)、俄羅斯、日本等國家被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)窯爐上，均取得優(yōu)異效果，在國內(nèi)已經(jīng)開始使用。北京工業(yè)大學(xué)從一九七五年開始研制，并取得良好效果，于一九八三年獲北京市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，一九八四年獲電子工業(yè)部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；經(jīng)不斷改進(jìn)與研制的新產(chǎn)品又獲96年北京市科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。目前，北京工業(yè)大學(xué)研制的預(yù)混式調(diào)溫高速燒嘴技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到或超過國際水平，居國內(nèi)領(lǐng)先。

幾年來，調(diào)溫高速燒嘴經(jīng)試驗(yàn) 研究 與初步工業(yè)應(yīng)用表明，它可以廣泛應(yīng)用于陶瓷、玻璃、搪瓷、金屬熱處理、冶金等熱工過程和設(shè)備上。隨著技術(shù)的發(fā)展，我國燃?xì)飧咚僬{(diào)溫?zé)鞎?huì)得到更廣泛的應(yīng)用。

第十節(jié) 國內(nèi)燃?xì)飧咚僬{(diào)溫?zé)焐a(chǎn)設(shè)備簡介

1、通過采用達(dá)到耐溫，耐蝕、耐沖刷，提高燒嘴的使用壽命；

2、焊后的熱處理也很關(guān)鍵，這關(guān)系到焊接應(yīng)力的消除，尺寸、形狀誤差的控制，以及燒咀機(jī)械性能的保證，如強(qiáng)度、硬度、耐高溫、耐沖刷、耐磨損性能。

3、嚴(yán)格控制焊后機(jī)械加工精度，使其達(dá)到滿足生產(chǎn)需求的機(jī)械性能參數(shù)。

4、銑削設(shè)備

選用CW6132A型銑床,這種萬能臥式銑床既可用立銑,也可用臥銑。右側(cè)還可配掛輪。燒嘴的導(dǎo)程小,超出臥銑頭的加工范圍,在此用配裝立銑頭來銑削工件。

第十一節(jié) 國內(nèi)燃?xì)飧咚僬{(diào)溫?zé)焐a(chǎn)設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀

燃?xì)飧咚僬{(diào)溫?zé)焐a(chǎn)設(shè)備以進(jìn)口為主，由于燃?xì)飧咚僬{(diào)溫?zé)鞈?yīng)用廣泛，生產(chǎn)設(shè)備需要不斷改進(jìn)與更新，才能使燃?xì)飧咚僬{(diào)溫?zé)飚a(chǎn)品適應(yīng)市場的需要。

第十二節(jié) 我國燃?xì)飧咚僬{(diào)溫?zé)焐a(chǎn)設(shè)備技術(shù)研發(fā)動(dòng)態(tài)

國內(nèi)對(duì)于燃?xì)飧咚僬{(diào)溫?zé)斓?研究 ，體現(xiàn)了科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等多方面的結(jié)合，國產(chǎn)化進(jìn)展是明顯的，有成效的，已經(jīng)達(dá)到部分國外燒嘴的水平。國內(nèi)目前的國產(chǎn)化燒嘴，無論是自己開發(fā)或者是引進(jìn)后國產(chǎn)化的，基本上都是外冷式的，因此，沒有使用接近一年的記錄。

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