一種燃氣輻射管的聯焰系統的製作方法

2023-08-06 19:22:16

本發明屬於燃氣蓄熱燃燒設備領域，具體涉及一種具有聯焰裝置的燃氣輻射管燃燒系統。

背景技術：

燃氣輻射管，主要以煤氣為燃料，在特製的密封套管內燃燒，通過受熱的套管表面以熱輻射的形式把熱量傳遞給被加熱物體，燃燒產物不與被加熱物體接觸；蓄熱式燃氣輻射管通過蓄熱體的設置利用套管內燃燒後煙氣的顯熱來預熱助燃空氣或燃氣，具有燃燒熱效率高、運行穩定、設備可靠性高等特點，廣泛應用於各種熱處理爐和連續退火爐等。

由於燃氣輻射管在正常工作過程中，需要配置相應的換向控制系統及裝置。隨著工程化項目的廣泛應用，一座熱處理爐需配備幾十乃至幾百支輻射管燃燒器，以蓄熱式燃氣輻射管為例，需配置輻射管燃燒器兩倍數量的點火燒嘴及相應的點火控制系統，系統十分龐大，人工操作繁瑣,勞動強度大，生產和運行成本高。如現有技術中的一種蓄熱式輻射管燃燒系統點火裝置，包括：點火電極、氣體混合室、支撐管、紊流板及雙文丘裡管式燒嘴。氣體混合室通過支撐管與雙文丘裡管式燒嘴連接，紊流板設置在雙文丘裡管式燒嘴的氣體入口處。點火電極貫通氣體混合室及支撐管，且點火電極貫通氣體混合室連接，點火電極的尾端穿過紊流板延伸至雙文丘裡管式燒嘴內部；氣體混合室上設置有點火混合氣體接口，用於通入點火混合氣體。因此，如何設計一種點火系統簡單的、運行及維護成本低的燃氣輻射管的聯焰系統成為本領域亟需解決的問題。

技術實現要素：

本發明針對現有技術的不足，設計並開發出一種具有聯焰裝置的燃氣輻射管燃燒系統，解決目前燃氣輻射管需配置大量點火燒嘴及相應的點火控制系統，系統十分龐大，人工操作繁瑣，成本高等技術問題。

為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案為：

本發明提供了一種燃氣輻射管的聯焰系統。根據本發明的實施例，包括：多根輻射管和多個聯焰裝置，相鄰兩個所述輻射管之間設置至少一個所述聯焰裝置，其中：所述多根輻射管中的每一根輻射管包括：空氣入口和燃氣入口，且位於輻射管區域內的首根輻射管和尾端輻射管還包括常明火燒嘴；所述聯焰裝置包括兩個交叉設置的通道，其中，第一通道具有第一高溫煙氣入口和第一高溫煙氣出口，所述第一高溫煙氣入口與點燃的輻射管連接，所述第一高溫煙氣出口與相鄰的輻射管連接，用於使點燃輻射管內的煙氣經所述第一通道進入相鄰輻射管，並將相鄰輻射管內噴入的空氣和燃氣點燃形成火焰；第二通道具有第二高溫煙氣入口和第二高溫煙氣出口，所述第二高溫煙氣入口與所述相鄰的輻射管連接，所述第二高溫煙氣出口與所述點燃的輻射管連接，用於氣體反向通入時，由所述相鄰的輻射管來聯焰；所述第一通道和第二通道之間的夾角為ɑ。

發明人發現，根據本發明實施例的聯焰系統，結構簡單、操作方便，降低了控制系統成本和工作強度，簡化了輻射管燃燒器點火系統，極大程度地降低了燒嘴生產和運行成本，同時，燃燒系統穩定，不會出現目前由於點火燒嘴火焰監測信號不穩定而造成燃氣閥門頻繁切斷的現象。

根據本發明的實施例，所述夾角ɑ的取值範圍為30°-60°，並能通過調整所述夾角ɑ的大小來調節所述第一、第二高溫煙氣入口和第一、第二高溫煙氣出口在輻射管上的連接位置。

根據本發明的實施例，所述第一和第二高溫煙氣入口設置在沿輻射管進氣方向的軸向長度2/3處，第一、第二高溫煙氣出口設置在輻射管的回流區。

根據本發明的實施例，所述常明火燒嘴位於輻射管的進氣端，且設置在所述空氣入口和燃氣入口之間。

根據本發明的實施例，第一高溫煙氣入口和第一高溫煙氣出口分別設置於所述第一通道的兩端；第二高溫煙氣入口和第二高溫煙氣出口分別設置於所述第二通道的兩端。

根據本發明的實施例，所述輻射管為U型管，且為雙向蓄熱式輻射管。

根據本發明的實施例，所述第一通道和第二通道均為管狀。

根據本發明的實施例，相鄰兩個輻射管之間設有一個所述聯焰裝置。

本發明的有益效果在於：

1）簡化了輻射管燃燒器點火系統，極大程度地降低了燒嘴生產和運行成本。

2）控制系統簡單，操作方便，降低了控制系統成本和工作強度。

3）燃燒系統穩定，不會出現目前由於點火燒嘴火焰監測信號不穩定而造成燃氣閥門頻繁切斷的現象。

附圖說明

圖1為本發明燃氣輻射管的聯焰系統的整體結構圖。

圖2為本發明燃氣輻射管的聯焰裝置的結構圖。

其中，1、空氣入口；2、燃氣入口；3、常明火燒嘴；4、第一高溫煙氣入口；5、第一高溫煙氣出口；6、第二高溫煙氣入口；7、第二高溫煙氣出口。

具體實施方式

為了使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。下面描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。實施例中未註明具體技術或條件的，按照本領域內的文獻所描述的技術或條件或者按照產品說明書進行。

根據本發明的一個方面，本發明提供了一種燃氣輻射管的聯焰系統，圖1為該燃氣輻射管的聯焰系統的整體結構圖，如圖1所示，系統包括：多根輻射管和多個聯焰裝置，相鄰兩個所述輻射管之間設置至少一個所述聯焰裝置。其中，所述多根輻射管中的每一根輻射管包括：空氣入口1和燃氣入口3，且位於輻射管區域內的首根輻射管（圖中位於上部的輻射管）和尾端輻射管（圖中位於底部的輻射管）還包括常明火燒嘴3。所述常明火燒嘴位於輻射管的進氣端，且設置在所述空氣入口和燃氣入口之間。

根據本發明的具體實施例，圖2為本發明燃氣輻射管的聯焰裝置的結構圖，如圖2所示，所述聯焰裝置包括兩個交叉設置的通道，其中，第一通道具有第一高溫煙氣入口和第一高溫煙氣出口，所述第一高溫煙氣入口與點燃的輻射管連接，所述第一高溫煙氣出口與相鄰的輻射管連接，用於使點燃輻射管內的煙氣經所述第一通道進入相鄰輻射管，並將相鄰輻射管內噴入的空氣和燃氣點燃形成火焰；第二通道具有第二高溫煙氣入口和第二高溫煙氣出口，所述第二高溫煙氣入口與所述相鄰的輻射管連接，所述第二高溫煙氣出口與所述點燃的輻射管連接，用於氣體反向通入時（即從底部輻射管的進氣端通入空氣和燃氣時），由所述相鄰的輻射管來聯焰。從而將上部的輻射管內的空氣和燃氣點燃形成火焰。

正向工作時，空氣經上部輻射管的進氣端的空氣入口1進入輻射管，與經所述燃氣入口2進入的燃氣在所述常明火燒嘴3提供點火源的前提下點燃並形成充滿輻射管的火焰；輻射管內的高溫煙氣經聯焰裝置所述第一高溫煙氣入口4進入相鄰輻射管，並將相鄰輻射管內噴入的空氣和燃氣點燃形成火焰。反向工作時，空氣經底部輻射管的進氣端的空氣入口1進入輻射管，與經所述燃氣入口2進入的燃氣在所述常明火燒嘴3提供點火源的前提下點燃並形成充滿輻射管的火焰；輻射管內的高溫煙氣經聯焰裝置所述第二高溫煙氣入口6進入相鄰輻射管，並將相鄰輻射管內噴入的空氣和燃氣點燃形成火焰。由此，可以聯接多隻輻射管燃燒器，只需將區域內尾端的輻射管燃燒器一側布置一隻常明火燒嘴即可實現該區域內所有輻射管全部燃燒的功能。

根據本發明的具體實施例，如圖2所示，所述第一通道和第二通道之間具有夾角ɑ，能通過調整所述夾角ɑ的大小來調節所述第一、第二高溫煙氣入口和第一、第二高溫煙氣出口在輻射管上的連接位置。本發明中所述夾角ɑ的大小不受特別限制，在本發明的一些實施例中，所述夾角ɑ的取值範圍為30°-60°。

此外，根據燃料熱值及輻射管燃燒器熱負荷不同，聯焰裝置在輻射管上的安裝位置也有一定的變化。以功率為130kW的雙預熱蓄熱式輻射管燃燒器為例，煤氣熱值為1300kCal，空氣/煤氣預熱溫度800℃以上，輻射管內壓力-1000~-1500pa，為確保聯焰裝置能穩定點燃相鄰輻射管，所述第一和第二高溫煙氣入口設置在沿輻射管進氣方向的軸向長度2/3處，第一、第二高溫煙氣出口設置在輻射管的回流區，且角度ɑ應在30°-60°之間。

本發明的聯焰裝置結構上很簡單，聯焰裝置的入口位於輻射管內的最高溫度區域，出口要保證所引入的熱煙氣流直接進入相鄰輻射管的回流區，使聯焰裝置端部流入的氣膜冷卻空氣量最小，防止其幹擾熱煙氣流，並降低熱煙氣流的溫度。良好聯焰裝置的設計，其位置應當位於輻射管內燃氣和空氣回流區處，採用短而粗的結構，以保證熱煙氣流的暢通和減少沿程的熱量損失。

根據本發明的具體實施例，通道的形狀、高溫煙氣入口和高溫煙氣出口在通道上的設置位置不受特別限制，在本發明的一些實施例中，所述第一通道和第二通道均為管狀，且第一高溫煙氣入口和第一高溫煙氣出口分別設置於所述第一通道的兩端；第二高溫煙氣入口和第二高溫煙氣出口分別設置於所述第二通道的兩端。由此，便於高溫煙氣的輸送。

根據本發明的具體實施例，輻射管的類型、形狀以及相鄰輻射管之間的聯焰裝置的個數不受特別限制，在本發明的一些實施例中，所述輻射管為U型管，且為雙向蓄熱式輻射管。相鄰兩個輻射管之間設有一個所述聯焰裝置，並且，根據需要可以設置多個所述聯焰裝置。

綜上所述，根據本發明實施例的聯焰系統，簡化了輻射管燃燒器點火系統，極大程度地降低了燒嘴生產和運行成本，同時，燃燒系統穩定，不會出現目前由於點火燒嘴火焰監測信號不穩定而造成燃氣閥門頻繁切斷的現象。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵「上」或「下」可以是第一和第二特徵直接接觸，或第一和第二特徵通過中間媒介間接接觸。而且，第一特徵在第二特徵「之上」、「上方」和「上面」可是第一特徵在第二特徵正上方或斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵「之下」、「下方」和「下面」 可以是第一特徵在第二特徵正下方或斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。

在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、 或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一個 或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。

儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型，同時，對於本領域的一般技術人員，依據本申請的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處。