天然气烧嘴的结构和系统工作原理

一、气烧嘴的结构
烧嘴采用空气、煤气组合式，由空气气烧嘴、煤气气烧嘴组合而成，上加热煤气喷口在下，空气喷口在上，下加热烧嘴则反之；尽量在钢坯的上下表面形成还原性气氛，降低氧化烧损和表面脱碳。气烧嘴的设计既要考虑低热值燃气的燃烧混合问题，又要保护煤气的全部燃尽，同时实现炉膛温度的均匀性，因此采用双流股气烧嘴形式。
燃烧喷口是燃烧系统的关键部位，合理的燃烧组织有赖于此，在燃烧组织上既要确认燃气在炉内充分燃烧，不会在对面的蓄热体内继续燃烧而对其造成损坏，同时又要合理促成低氧燃烧的实现，避免出现局部的高温过热；既创新服务炉温的均匀性，减少NOx等无体的生成，又减小高温下脱碳的发生。因此，在喷口设计上要选择Z优的气体出口速度和混合喷射角度。
燃料在喷口处边混合边燃烧，空气、煤气在喷出过程中卷入周围的炉气，稀释空煤气浓度，低氧燃烧，使烟气中NOx的产生降低，减少了无体的排放量。由于采用集中点火烘炉方式，只要炉气温度高于700℃，高炉煤气喷入炉内就会燃烧，且连续式加热炉并不会频繁地冷炉启动，因此将高温段气烧嘴配带自动点火及火焰检测系统是没有需要的，这样既简化了烧嘴结构、降低了投资，也减少了高温段存在的点火烧嘴经常烧损的情况。
二、蓄热式烧嘴系统工作原理
蓄热式烧嘴成对排列，相对的两个燃烧器为一组(A和B燃烧器)。风机的常温空气经换向阀进入蓄热燃烧器A后，流经陶瓷球蓄热体蓄热燃烧器时受热。常温空气加热至接近炉膛温度(一般为炉膛温度的80%~90%)。加热后的高温空气进入炉内，吸入炉内烟气，形成稀薄的贫氧高温气流，含氧量远低于21%。将贫氧高温空气与注入的燃料混合，实现燃料在贫氧状态下的燃烧。同时，炉排放的高温烟气通过生产燃烧器B与高温热烟气经过生产燃烧器B，显热储存在蓄热蓄热体蓄热式烧嘴器B，然后通过换向阀排放低于150℃的低温。蓄热器A、B在蓄热器中蓄热达到饱和时，改变燃烧蓄热的工作状态，达到节能减排NOX的目的。
从热平衡的角度看，采用蓄热式传热技术的熔融炉的节油率与炉体蓄热和炉面散热损失有关。由于蓄热式烧嘴是通过烟气回收余热，减少了炉体的蓄热，表面散热损失越小，排烟热越大，节油率越高。
同时，由于铝熔炼炉的间歇工作特性，在不同的工作条件下，炉温、蓄热器风速和烟气出口温度波动较大。这样，燃烧器的换向时间也应该随着工作状态的变化而变化，从而优化蓄热器的利用率，达到很好的余热回收效果。
由于空气经过蓄热式烧嘴后温度升高，给炉内带来大量感热，使得燃料的理论燃烧温度显著提高。蓄热式烧嘴在使用相同炉型和燃料时，比常规加热炉具有很高的综合加热温度和很快的加热速度。