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蓄熱式燒嘴的優缺點

 

蓄熱式燒嘴的優缺點
【摘要】為了防止全球變暖的加劇，各工業爐有必要采取有效的節能措施來減少溫室化氣體的排放量，而蓄熱式燒嘴是蓄熱是節能燃燒系統的關鍵設備之一。目前，我國科研工作者通過近三十年的努力，已經將蓄熱式燃燒技術應用到了實際的生產生活中，并取得了一定的經濟效益。然而蓄熱式燒嘴因其造價高、配管復雜等原因，使其的普及和推廣受到了影響。本文就蓄熱式燒嘴的優缺點進行了具體分析，以便進一步擴大其應用范圍。【關鍵詞】蓄熱式燒嘴  工作原理   優點   缺點
    1蓄熱式燒嘴的結構和工作原理
    蓄熱式燒嘴是一種通過蓄熱球從窯爐煙氣中同收熱量后預熱空氣的方式來達到交替燃燒均勻加熱目的燒嘴。蓄熱式燒嘴以燃燒熱效率高、NOx排放低著稱，被廣泛應用于工業燃氣加熱領域。蓄熱式燒嘴主要是由蓄熱式陶瓷換熱器和全陶瓷燒嘴兩部分組成，而一套完整的蓄熱式燒嘴系統包括至少兩個蓄熱器和燒嘴、一個熱能同收系統以及相對應的控制裝置。首先將換熱系統與燒嘴相接于爐窯側壁上，然后采用換向滑閥實施成對操作。在熱交換過程中，管道中的廢氣溫度通常會到在150 -200℃，所以不論是抽煙風機還是蝶閥都能保證在安全可靠的環境卜工作。毫不夸張的說，只要前提正確安裝和選擇了蓄熱式燒嘴，可成功地將余熱同收率提高到90 %，這一標準己經達到了余熱同收的極限，效果顯著。
    2蓄熱式燒嘴的優點
    2. 1燃料的選擇范圍更)‘-
    蓄熱式加熱爐是將常規加熱爐與高效蓄熱式換熱器有效結合，其燃料的應用性更強，適用于重油、輕油、液化石油、天然氣等多種燃料，特別是對低熱值的高爐煤氣和發生爐煤氣有很強的預熱助燃作用，大大提高了燃料的選擇范圍。
    2. 2大幅度節能
    傳統的燒嘴通常只能將空氣和煤氣的預熱溫度達到500 -600℃，使排煙溫度降低到350 -400℃。而蓄熱式燒嘴則能將空氣和煤氣的預熱溫度提高到1100一1000℃，而排煙溫度降低到150℃以下，極個別特殊情況還能降低至70一80℃，如此一來，就能將煙氣的大部分顯熱傳給助燃空氣，使得煙氣余熱能夠得到最大化的同收利用，大大提高了燃料的使用效率。
    2. 3提高了爐溫的均勻性
    爐溫的均勻性提高的同時能讓爐內被加熱物體的溫度均勻性也得到大幅度提高。蓄熱式燒嘴提高爐溫的均勻性主要體現在三個方而。第一，相比傳統燒嘴的火焰，低NOX的蓄熱燒嘴火焰溫度更加均勻，梯度較小，不存在明顯的高溫區。第二，在低NOX燒嘴工作進行工作時，會時常出現切換的過程，此時燒嘴切換交替處處在燃燒期和蓄熱期，也就是說火焰的位置是不斷變化的，這樣一來爐氣的流動和擾動作用讓爐溫變得更加均勻。第三，前而說過蓄熱式燒嘴將空氣和煤氣的預熱溫度提高到了1000℃以上，這一性能極大的增強了氣體的高溫動力性能，讓空氣擴散、混合的過程變得更加激烈，在火焰的外圍形成了一個爐氣循環區域，也就進一步促進了爐溫的均勻性。
    2. 4提高了傳熱效率
爐內傳熱效率提高會產生兩種結果，第一，在爐子長度不改變的狀況下，能減少壞料的加熱時間，從而提高爐子的產量。第二，在爐時間不改變的狀況卜，能縮短爐子長度，從而減少對爐子的投資。因為低NOX蓄熱燒嘴采用的是分散式熱同收方式，其每一個溫度控制段中煙氣的排出都是經由木段的低NOX蓄熱燒嘴來實施的。所以爐子各段的溫度調控是獨立進行的，溫度能夠任意設定，因而我們可以將爐子溫度的控制段設置在距離裝料端相對較近的區域。這樣一來就能讓實際預熱段的長度得到大幅度的縮減，爐子高溫段大大延長。倘若壞料的熱流大大增加，那么爐子的傳熱效率也會大大提高。
    2. 5降低NOX的濃度
    當空氣預熱溫度達到1000℃后，如果不及時采用措施，讓空氣和燃料進行直接混合則會使得NOX的生成量大大提高，不利于環境保護。而威力降低蓄熱式燒嘴生成NOX濃度，最有效的辦法就是在讓蓄熱式燒嘴的燃燒過程在氧濃度較低的情況卜進行，在組織蓄熱燒嘴的火焰時，讓燃料更多的噴向于燒嘴根部的同流區，通過高溫高速在弓】射時產生的煙氣擾動來進一步稀釋空氣中的氧濃度，讓NOX濃度大大降低。
    3蓄熱式燒嘴的缺點
    3. 1系統復雜
    燒嘴的設計原則是讓空氣和煤氣的混合速度保持適中，為了防止造成局部高溫，二者混合的速度不能太快，為了避免煤氣在蓄熱室出現“二次燃燒”，二者混合的速度也不能太慢。為了讓燃料能在低氧氣的環境卜燃燒，在設計其供給通道的時候，需要充分考慮燃料和空氣在空間的擴散范圍、爐內煙氣的射流和混合角度與深度等參數，而加熱裝置的尺寸、燃料種類、燒嘴大小、加熱工藝的要求、預熱空氣溫度等因素直接影響了這些參數的正確使用，因而蓄熱式燒嘴相對傳統燒嘴體統更加復雜，操作難度高。
    3.2蜂窩體使用壽命低
    目前我國蜂窩體的平均使用壽命并不是很高，一般加熱爐上的蜂窩體使用壽命僅為3到6個月，有的甚至使用不到一個星期就出現了碎裂的情況。熔化、破裂、軟化、堵塞、腐蝕是蓄熱體在使用過程中常常會出現的問題，而蓄熱體材料的抗熱震穩定性則是工程設計中最為常見的問題之一。
    3.3蓄熱式燒嘴造價高
    原爐基礎和鋼結構可以不動，在爐兩側增加蓄熱式燒嘴，施工簡單。由于管道復雜受爐體鋼結構的限制，燒嘴的體積很小，導致燒嘴內部的蓄熱體也較少，換向時間很短。使用陶瓷球技術難度大，噴}!布置受到了鋼結構的限制，蓄熱式燒嘴相對傳統燒嘴造價更高、后期的維護費用大。
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