一种低氧均热燃烧的低氮节能型燃烧器组件及使用方法与流程

本发明涉及炉窑燃烧器，具体是涉及一种低氧均热燃烧的低氮节能型燃烧器组件及使用方法。

背景技术：

1、锅炉和工业炉窑是氮氧化物的两个最大固定排放源，传统蓄热式燃烧器及蓄热式燃烧系统仅具备节能功能，由于空气温度高导致燃烧温度高，以天然气为燃料为例，烟气排放中氮氧化物含量在300毫克/立方米以上，远远高于行业及地方大气排放标准，采用节能与环保双兼顾的燃烧器产品及系统是工业炉窑未来的发展方向。

2、调研显示有登记的工业炉窑存量约12万台，且有大部分工业炉窑未统计，市场存量和单台体量及氮氧化物排放量远远大于锅炉，是当前氮氧化物的最大固定排放源，但工业炉窑的氮氧化物控制在环保管理方面缺乏标准支持，工业炉窑种类繁多，调研显示，多种炉窑缺乏排放标准，标准出台时间较早，近三年几乎没有更新，大部分炉窑如加热炉、热处理炉等存量较大炉窑的排放限值仍然较高，有很大的降幅空间。

3、在技术方面工业炉窑的降氮技术仍然依托末端脱硝的治理手段，投资成本高，运行过程持续投入，存在二次污染，无节能效益，亟需探索减排效益大、投资低、有节能效益、便于管理的源头治理技术，为工业炉窑氮氧化物减排提供技术支持；在市场应用方面大多为功能单一的节能装备或低氮装备，兼具节能与环保双重功能的工业燃烧技术和装备尚处空白。

技术实现思路

1、针对上述存在的问题，本发明提供了一种低氧均热燃烧的低氮节能型燃烧器组件及使用方法。

2、本发明的技术方案是：

3、一种低氧均热燃烧的低氮节能型燃烧器组件，包括设置在窑炉炉体一侧的第一燃烧器，设置在窑炉炉体另一侧的第二燃烧器，以及循环管路，所述第一燃烧器和所述第二燃烧器互为镜像对称设置；

4、所述第一燃烧器和所述第二燃烧器包括l型设置的蓄热室，所述蓄热室顶部设有空气进口，蓄热室底部末端设有导流分配盘，蓄热室内上部设有与所述空气进口连接的陶瓷蜂窝体，所述陶瓷蜂窝体底部设有用于承载陶瓷蜂窝体的中空挡板，位于陶瓷蜂窝体正下方的蓄热室内壁上设有预燃室，所述预燃室内部上端设有贯穿蓄热室的点火枪，预燃室中部设有贯穿蓄热室的燃气喷枪，所述燃气喷枪后端开口向下，燃气喷枪前端依次贯穿蓄热室和预燃室中心处后与所述导流分配盘中心处连接；

5、所述循环管路包括与所述第一燃烧器的所述空气进口连接的第一导气管，与所述第二燃烧器的空气进口连接的第二导气管，所述第一导气管和所述第二导气管之间通过换向阀相互连接，所述换向阀一侧设有第三导气管，所述第三导气管末端连接设有鼓风机，换向阀另一侧设有第四导气管，所述第四导气管包括第一分支管和第二分支管，所述第一分支管与所述鼓风机连接，所述第二分支管末端连接设有引风机。

6、进一步地，所述预燃室为圆筒型设置，预燃室中部沿空气流动方向的一侧为缩径段设置，预燃室侧壁周向上设有若干个进气槽，位于所述蓄热室外部的所述燃气喷枪底部设有辅助喷枪，所述辅助喷枪的末端贯穿蓄热室后延伸至预燃室内部。

7、说明：通过进气槽的设置使预燃室能够更好地对燃气进行预热。

8、进一步地，所述燃气喷枪的最前端为缩径段设置，燃气喷枪的缩径段末端设有中心燃气喷头，位于所述中心燃气喷头的后方的燃气喷枪缩径段外周设有二次燃气喷头，燃气喷枪中部外周还设有辅助燃气喷头，所述导流分配盘中部设有用于容纳燃气喷枪的缩径段的主导流槽，导流分配盘上对应各个所述辅助燃气喷头的方向上设有侧向导流槽，所述侧向导流槽和所述主导流槽末端通过辅助导流槽连通。

9、说明：通过分多级燃气喷头能够使燃气或空气的流通更加顺畅。

10、进一步地，所述蓄热室的末端外周设有用于与窑炉炉体连接的烧嘴砖。

11、进一步地，所述引风机外部连接烟囱。

12、进一步地，所述换向阀包括阀体，所述阀体底部周向设有4个导气口，所述第一导气管、第二导气管分别与左右两个所述导气口连接，所述第三导气管、第四导气管分别与前后两个所述导气口连接，阀体内部中心处设有转轴，所述转轴两侧壁对称设有两个密封板，与两个所述密封板垂直的转轴侧壁上对称设有两个清理板，转轴顶部贯穿阀体顶部中心处设有的顶板后与位于所述顶板上的驱动电机输出端连接，所述清理板末端设有与阀体内壁接触的清理毛刷，位于所述清理毛刷内侧的清理板侧壁上设有滑槽，所述滑槽内上部设有与其滑动连接的滑块，所述滑块底部通过弹簧与滑槽底部连接，位于滑槽内侧的清理板侧壁上设有用于过气的过滤网，滑块顶部与所述过滤网对应一侧设有用于对过滤网进行清理的辅助毛刷，滑块顶部可拆卸连接设有l型杆，阀体顶部设有一圈用于承载所述l型杆并使滑块沿滑槽上下滑动的波浪挡板，顶板外边缘可拆卸连接设有环形的卡接板，当所述卡接板放置后所述波浪挡板与卡接板和顶板密封连接。

13、说明：通过对换向阀的内部结构进行优化调整，使其能够针对回收空气中杂质颗粒含量高的问题，进行过滤除杂，防止阀体内部因为杂质颗粒过多而密封不严的问题发生，又通过滑块配合辅助毛刷对主要用于过气的过滤网进行清理，提高了过滤网的通透性，且由于滑块和波浪挡板的设置，这个清理过程是随着换向阀转换而同步进行的，大大提高了工作效率，节省了单独清理的步骤时间。

14、更进一步地，所述顶板通过两个对称设置的固定杆与所述阀体侧壁固定连接，所述卡接板为两个半圆环形拼接而成，所述l型杆底部与所述滑块顶部设有的螺纹槽螺纹连接，滑块两侧对称设有限位块，所述限位块与所述滑槽内壁两侧设有的限位槽滑动连接。

15、说明：通过可拆卸的卡接板方便l型杆进行安装转动。

16、根据上述任意一项所述的一种低氧均热燃烧的低氮节能型燃烧器组件的使用方法，包括以下步骤：

17、s1、一次加热：控制换向阀的转向使第三导气管与第一导气管以及换向阀之间相互连通，开启鼓风机，使常温空气依次经过第三导气管、换向阀和第一导气管进入到第一燃烧器的空气进口中，当常温空气进入到蓄热室内部的陶瓷蜂窝体中时，陶瓷蜂窝体中的热量将常温空气加热到1000℃±20℃，随后加热后的常温空气进入到蓄热室内下部，与此同时，通过燃气喷枪通入燃气，并通过点火枪点火引燃主火焰，主火焰通过导流分配盘进入到窑炉炉体内部产生高温烟气，高温烟气从第二燃烧器的前端导流分配盘进入到蓄热室内，经过陶瓷蜂窝体吸收热量将高温烟气降温至150℃以下，降温后的高温烟气依次经过第二导气管、换向阀和第四导气管进入到引风机中排入烟囱；

18、s2、加热转换：当第二燃烧器的陶瓷蜂窝体吸收热量后的高温烟气降温后温度仍然高于150℃时，第一燃烧器停止工作，控制换向阀的转向使第三导气管与第二导气管以及换向阀之间相互连通；

19、s3、二次加热：开启鼓风机，使常温空气依次经过第三导气管、换向阀和第二导气管进入到第二燃烧器的空气进口中，当常温空气进入到蓄热室内部的陶瓷蜂窝体中时，陶瓷蜂窝体中的热量将常温空气加热到1000℃±20℃，随后加热后的常温空气进入到蓄热室内下部，与此同时，通过燃气喷枪通入燃气，并通过点火枪点火引燃主火焰，主火焰通过导流分配盘进入到窑炉炉体内部产生高温烟气，高温烟气从第一燃烧器的末端导流分配盘进入到蓄热室内，经过陶瓷蜂窝体吸收热量将高温烟气降温至150℃以下，降温后的高温烟气依次经过第一导气管、换向阀和第四导气管进入到引风机中排入烟囱；

20、s4、循环：当第一燃烧器的陶瓷蜂窝体吸收热量后的高温烟气降温后温度仍然高于150℃时，第一燃烧器停止工作，重复步骤s1～s3的过程。

21、更进一步地，所述高温烟气的温度为900～1300℃。

22、本发明的有益效果是：

23、(1)本发明的一种低氧均热燃烧的低氮节能型燃烧器组件采用超低氮燃烧技术，融合“偏离当量比燃烧技术+烟气再循环燃烧技术+无焰燃烧技术”多重耦合技术将锻造加热炉氮氧化物排放控制在150mg/m3(按基准氧含量8％折算)以内，节能与环保双兼顾使该装备具备技术先进性，引领工业炉窑领域燃烧技术未来发展方向。

24、(2)本发明的一种低氧均热燃烧的低氮节能型燃烧器组件针对热风炉、回转窑领域的工业节能环保装备，在节能功能方面采用了低氧均热燃烧技术可以在低氧状态下实现均匀火焰，具备超强的燃烧稳定性，通过合理的设计保证燃料在炉窑纵深方向不同的位置完全充分燃烬，为优异的节能性能提供保障，火焰分布有利于提高热风炉、回转窑产量，进一步提高生产效率，为企业带来丰厚的效益和回报。

25、(3)本发明的一种低氧均热燃烧的低氮节能型燃烧器组件通过对换向阀的内部结构进行优化调整，使其能够针对回收空气中杂质颗粒含量高的问题，进行过滤除杂，防止阀体内部因为杂质颗粒过多而密封不严的问题发生，又通过滑块配合辅助毛刷对主要用于过气的过滤网进行清理，提高了过滤网的通透性，且由于滑块和波浪挡板的设置，这个清理过程是随着换向阀转换而同步进行的，大大提高了工作效率，节省了单独清理的步骤时间。