天然气烧嘴的特性.doc

天然气高速烧嘴类型及特点高速烧嘴是工业窑炉应用较广的一种速热燃烧装置, 通常情况下, 本身带有一个燃烧室, 燃料和空气混合, 在燃烧室内能够实现完全燃烧(≥ 85%), 燃烧后形成的高温烟气借助于膨胀压力从烧嘴喷口高速喷出。高速烧嘴的基本原理相当于简单的喷气式发动机。燃料在燃烧室或燃烧坑道前半部基本上能够燃烧完全, 原因是密闭的燃烧室能保持足够的压力,是高温的燃料气体以 100~300m/s 的高速喷出, 高速气流可促使炉内气体循环, 强化对流传热, 同时可提高炉内温度的均匀性,实现工业窑炉快速加热,并可减少工件氧化烧损,达到节能与提高生产质量的目的。如果在燃烧室出口处或燃烧坑道的后半部供给能够调解的二次风, 即可实现燃烧气流的温度的调节, 构成高速调温烧嘴。另外, 天然气高速烧嘴可通过调节过剩空气和燃气来改善其工作性能, 甚至还能使用多种燃料进行燃烧, 燃料适应性非常强。采用高速烧嘴技术可使窑炉结构明显简化、成本大大降低, 通常可使窑炉节能 30 %左右,具有良好的经济效益。(1) 天然气高速烧嘴的特点: 该烧嘴的优点:高速烧嘴可使燃料以超高热负荷完全燃烧。烧嘴自身的燃烧室容积很小, 燃料在其中能够基本完全燃烧, 故其燃烧室的容积热强度很高,最高值可达到 × 108kj ( m3 ?h )。同时由于燃烧气体流速较高, 可强化对流传热, 改善了炉温的均匀性。研究表明, 天然气炉窑炉温在 850~1150 ℃时, 温差为± 7℃。炉内气氛易于调节成氧化性或还原性,过量空气系数很高时,仍能够稳定燃烧。最大过剩空气量可达 , 远高于普通烧嘴的 倍, 高速烧嘴燃烧气流温度可以通过调节一、二次风及煤气量,在 200~1800 ℃范围内自由调节( 过量空气系数α在 1~50 之间), 使得设计生产的高速烧嘴能适应各种燃气窑炉的要求。高速烧嘴的高温烟气在燃烧室内剧烈膨胀,燃烧室出口设有烟气缩口, 所喷出的烟气速度非常高, 喷出速度 90~120m/s , 最高喷出速度可达 200~300m/s 。由于喷射速度过高促使噪声急剧增高,从而限制了应用中选取的速度。高温烧嘴的喷出动量远远高于普通烧嘴。高速喷出的高温烟气可引射大量较低温度的天然气炉内烟气, 形成强烈的烟气回流, 起到搅拌作用, 促使烟气喷射速度改变时, 引射的回流烟气量也随之改变。通常回流烟气量在 20~200 倍范围内变化。高速烧嘴可降低燃料消耗,使炉窑节能效果显著,由于燃烧效率高,节约燃料,通常情况下可降低产品燃料消耗 15% ~50 %左右。炉内气体的强烈循环及搅拌效果好, 燃烧室小, 散热损失小, 炉内气氛容易调节等因素,是燃料消耗量减少。与普通天然气炉相比较,便于控制和操作。其调节比通常达到 1: 15, 远远高于普通烧嘴的调节比( 1:10 ), 且该烧嘴操作灵活, 能实现自动化流水线生产。可以降低 NO 的生成, 由于燃烧过程中氧气的浓度可控制到最低, 烟气在高温区域内停留时间短,高温高速烟气引射炉内较低温度的烟气后,本身迅速稀释而降低温度, 炉内烟气与被加热物料的强烈换热, 使烟气温度急速降低,因而抑制了 NO 的生成。设计生产高速烧嘴也是低 NO 烧嘴。