蓄热式烧嘴的优缺点

 

蓄热式烧嘴的优缺点
【摘要】为了防止全球变暖的加剧，各工业炉有必要采取有效的节能措施来减少温室化气体的排放量，而蓄热式烧嘴是蓄热是节能燃烧系统的关键设备之一。目前，我国科研工作者通过近三十年的努力，已经将蓄热式燃烧技术应用到了实际的生产生活中，并取得了一定的经济效益。然而蓄热式烧嘴因其造价高、配管复杂等原因，使其的普及和推广受到了影响。本文就蓄热式烧嘴的优缺点进行了具体分析，以便进一步扩大其应用范围。【关键词】蓄热式烧嘴  工作原理   优点   缺点
    1蓄热式烧嘴的结构和工作原理
    蓄热式烧嘴是一种通过蓄热球从窑炉烟气中同收热量后预热空气的方式来达到交替燃烧均匀加热目的烧嘴。蓄热式烧嘴以燃烧热效率高、NOx排放低著称，被广泛应用于工业燃气加热领域。蓄热式烧嘴主要是由蓄热式陶瓷换热器和全陶瓷烧嘴两部分组成，而一套完整的蓄热式烧嘴系统包括至少两个蓄热器和烧嘴、一个热能同收系统以及相对应的控制装置。首先将换热系统与烧嘴相接于炉窑侧壁上，然后采用换向滑阀实施成对操作。在热交换过程中，管道中的废气温度通常会到在150 -200℃，所以不论是抽烟风机还是蝶阀都能保证在安全可靠的环境卜工作。毫不夸张的说，只要前提正确安装和选择了蓄热式烧嘴，可成功地将余热同收率提高到90 %，这一标准己经达到了余热同收的极限，效果显著。
    2蓄热式烧嘴的优点
    2. 1燃料的选择范围更)‘-
    蓄热式加热炉是将常规加热炉与高效蓄热式换热器有效结合，其燃料的应用性更强，适用于重油、轻油、液化石油、天然气等多种燃料，特别是对低热值的高炉煤气和发生炉煤气有很强的预热助燃作用，大大提高了燃料的选择范围。
    2. 2大幅度节能
    传统的烧嘴通常只能将空气和煤气的预热温度达到500 -600℃，使排烟温度降低到350 -400℃。而蓄热式烧嘴则能将空气和煤气的预热温度提高到1100一1000℃，而排烟温度降低到150℃以下，极个别特殊情况还能降低至70一80℃，如此一来，就能将烟气的大部分显热传给助燃空气，使得烟气余热能够得到最大化的同收利用，大大提高了燃料的使用效率。
    2. 3提高了炉温的均匀性
    炉温的均匀性提高的同时能让炉内被加热物体的温度均匀性也得到大幅度提高。蓄热式烧嘴提高炉温的均匀性主要体现在三个方而。第一，相比传统烧嘴的火焰，低NOX的蓄热烧嘴火焰温度更加均匀，梯度较小，不存在明显的高温区。第二，在低NOX烧嘴工作进行工作时，会时常出现切换的过程，此时烧嘴切换交替处处在燃烧期和蓄热期，也就是说火焰的位置是不断变化的，这样一来炉气的流动和扰动作用让炉温变得更加均匀。第三，前而说过蓄热式烧嘴将空气和煤气的预热温度提高到了1000℃以上，这一性能极大的增强了气体的高温动力性能，让空气扩散、混合的过程变得更加激烈，在火焰的外围形成了一个炉气循环区域，也就进一步促进了炉温的均匀性。
    2. 4提高了传热效率
炉内传热效率提高会产生两种结果，第一，在炉子长度不改变的状况下，能减少坏料的加热时间，从而提高炉子的产量。第二，在炉时间不改变的状况卜，能缩短炉子长度，从而减少对炉子的投资。因为低NOX蓄热烧嘴采用的是分散式热同收方式，其每一个温度控制段中烟气的排出都是经由木段的低NOX蓄热烧嘴来实施的。所以炉子各段的温度调控是独立进行的，温度能够任意设定，因而我们可以将炉子温度的控制段设置在距离装料端相对较近的区域。这样一来就能让实际预热段的长度得到大幅度的缩减，炉子高温段大大延长。倘若坏料的热流大大增加，那么炉子的传热效率也会大大提高。
    2. 5降低NOX的浓度
    当空气预热温度达到1000℃后，如果不及时采用措施，让空气和燃料进行直接混合则会使得NOX的生成量大大提高，不利于环境保护。而威力降低蓄热式烧嘴生成NOX浓度，最有效的办法就是在让蓄热式烧嘴的燃烧过程在氧浓度较低的情况卜进行，在组织蓄热烧嘴的火焰时，让燃料更多的喷向于烧嘴根部的同流区，通过高温高速在弓】射时产生的烟气扰动来进一步稀释空气中的氧浓度，让NOX浓度大大降低。
    3蓄热式烧嘴的缺点
    3. 1系统复杂
    烧嘴的设计原则是让空气和煤气的混合速度保持适中，为了防止造成局部高温，二者混合的速度不能太快，为了避免煤气在蓄热室出现“二次燃烧”，二者混合的速度也不能太慢。为了让燃料能在低氧气的环境卜燃烧，在设计其供给通道的时候，需要充分考虑燃料和空气在空间的扩散范围、炉内烟气的射流和混合角度与深度等参数，而加热装置的尺寸、燃料种类、烧嘴大小、加热工艺的要求、预热空气温度等因素直接影响了这些参数的正确使用，因而蓄热式烧嘴相对传统烧嘴体统更加复杂，操作难度高。
    3.2蜂窝体使用寿命低
    目前我国蜂窝体的平均使用寿命并不是很高，一般加热炉上的蜂窝体使用寿命仅为3到6个月，有的甚至使用不到一个星期就出现了碎裂的情况。熔化、破裂、软化、堵塞、腐蚀是蓄热体在使用过程中常常会出现的问题，而蓄热体材料的抗热震稳定性则是工程设计中最为常见的问题之一。
    3.3蓄热式烧嘴造价高
    原炉基础和钢结构可以不动，在炉两侧增加蓄热式烧嘴，施工简单。由于管道复杂受炉体钢结构的限制，烧嘴的体积很小，导致烧嘴内部的蓄热体也较少，换向时间很短。使用陶瓷球技术难度大，喷}!布置受到了钢结构的限制，蓄热式烧嘴相对传统烧嘴造价更高、后期的维护费用大。
  详细技术交流：郑州达立兴达立兴热能技术有限公司（www。zzdlxrn.com）
电话:0371-56015059