2蓄熱燒嘴的機(jī)關(guān)與職業(yè)原理

　　2．1機(jī)關(guān)與原理

　　蓄熱式燒嘴與蓄熱式爐相比，具有機(jī)關(guān)緊湊、換向時(shí)間短、排煙溫度低、熱接納率高和預(yù)熱溫度搖動(dòng)小的長(zhǎng)處。蓄熱燒嘴平常包羅相似的兩個(gè)燃燒器本體、兩個(gè)別積緊湊的蓄熱室、一套換向閥門體系和相配套的控制體系。兩個(gè)蓄熱室分別處于蓄熱（流過煙氣）或預(yù)熱（流過氛圍）職業(yè)狀態(tài)，議定換向裝置使煙氣和氛圍瓜代流過每個(gè)蓄熱室。前半個(gè)周期，燃料和助燃氛圍由1號(hào)燒嘴通入，1號(hào)燒嘴噴出的高速高溫火焰對(duì)爐料舉行加熱熔化；與之配套的2號(hào)燒嘴在引射風(fēng)的抽力作用下抽取爐內(nèi)煙氣，并對(duì)2號(hào)蓄熱室內(nèi)的蓄熱體舉行加熱。由于蓄熱體油的比外觀積大，蓄熱本事強(qiáng)，導(dǎo)熱性能和傳熱性能極佳，透熱深度小，蓄熱體在很短的時(shí)間內(nèi)即能到達(dá)熱飽和狀態(tài)，對(duì)減小預(yù)熱溫度的搖動(dòng)，縮小換向時(shí)間，低沉蓄熱體尺寸有利。在后半個(gè)周期，換向裝置將煙氣和助燃風(fēng)的流向切換過來。這時(shí)，1號(hào)燒嘴吸煙，2號(hào)燒嘴則處于燃燒狀態(tài)。涼風(fēng)經(jīng)2號(hào)蓄熱室被預(yù)熱至高溫并送往2號(hào)嘴參預(yù)燃燒經(jīng)過，蓄熱體逐漸被冷卻降溫；與此同時(shí)，1號(hào)燒嘴抽取爐內(nèi)煙氣對(duì)1號(hào)蓄熱體舉行加熱，由蓄熱室掃除的煙氣溫度在150～180℃之間，低溫?zé)煔庾h定排煙器排空。云云再三循環(huán)，維持燃燒經(jīng)過。

　　2．2蓄熱燒嘴與間壁燒嘴的比力

　　蓄熱燒嘴和間壁燒嘴都是自身預(yù)熱燒嘴，后者的余熱接納原理與換熱器的相似，燒嘴平常為單體機(jī)關(guān)，單只燒嘴絡(luò)續(xù)職業(yè)[1]。前者的余熱接納原理則與蓄熱室式爐相近，燒嘴和蓄熱室都是成對(duì)出現(xiàn)的，兩只燒嘴瓜代舉行吸煙和燃燒噴火狀態(tài)。

　　從應(yīng)用成就看，間壁燒嘴余熱接納率不超出45%；蓄熱燒嘴余熱接納率可到達(dá)90%，見表1。間壁式燒嘴在簡(jiǎn)化爐體機(jī)關(guān)方面有較好的成就，但煙氣排放量大，NOx的排放量多；蓄熱燒嘴在簡(jiǎn)化爐體機(jī)關(guān)的同時(shí)還可縮小爐體尺寸。新一代蓄熱燒嘴因采取了煙氣強(qiáng)循環(huán)再生燃燒技能和高溫氛圍燃燒技能，NOx的排放量?jī)H為古代燃燒技能的10%，煙氣排放量可削減30%[1，2]。

　　表1間壁式與蓄熱式自身預(yù)熱燃燒器比力[2]間壁式燒嘴蓄熱式燒嘴

　　職業(yè)原理熱換取裝置為不換向的換熱器，絡(luò)續(xù)工況熱換取裝置為需換向的蓄熱室，周期工況

　　氛圍預(yù)熱溫度/℃480～600較爐溫低80～150℃，平?？蓪⒎諊A(yù)熱到960～1080℃

　　排煙溫度/℃>700150～180

　　應(yīng)用壽命/a3～5>10

　　余熱接納率/%40～45≈90

　　2．3蓄熱燃燒器的特點(diǎn)

　　蓄熱燃燒器可以將氛圍預(yù)熱到1000℃左右，與爐溫僅相差80～150℃；煙氣排放溫度可低于200℃。與采取涼風(fēng)相比（不接納煙氣余熱），RCB燃燒器的燃料節(jié)省率可高達(dá)60%～65%[3]，由于采取了煙氣強(qiáng)循環(huán)再生燃燒技能，其NOx的排放量很少。同時(shí)由于采取了高余熱接納率技能，氛圍損耗系數(shù)由1．0增大到1．5時(shí)，熔鋁爐的單元燃耗和爐子的熱效果轉(zhuǎn)變不大。

　　RCB燒嘴的另一個(gè)長(zhǎng)處是可以采取低氧燃燒技能。燃料的現(xiàn)實(shí)表面燃燒溫度公式為：

　　式中：QyDw－燃料的低位發(fā)熱，kJ/kg；

　　Q氛圍、Q燃料－預(yù)熱燃料和助燃氛圍帶入爐內(nèi)的物理熱，kJ/kg；

　　Vn－氛圍損耗系數(shù)為n的境況下，燃－料燃燒時(shí)的產(chǎn)品天生胸襟，m3/kg；

　　Cy燃燒天生氣的均勻比熱容，kJ/（m3．℃）

　　由（1）式可知，隨助燃氛圍溫度的抬高，Q氛圍增大，燃燒溫度抬高；當(dāng)氛圍溫度預(yù)熱到1000℃以上時(shí)，假如仍按通例燃燒技能的準(zhǔn)繩供入氧氣，爐溫就會(huì)超出鋁熔煉工藝容許的溫度，乃至超出耐火質(zhì)料的容許應(yīng)用溫度[4]。往助燃氛圍中通入不加入燃燒響應(yīng)的煙氣，使助燃氛圍中的氧含量低沉，通入燃料量削減，因VnCy增大，燃燒溫度隨之低沉?？刂仆ㄈ氲臒熜亟?，可以將爐溫控制在鋁熔煉工藝容許的范疇內(nèi)。

　　排放的NOx是引發(fā)酸雨和光化學(xué)煙霧的重要因?yàn)?，?duì)處境造成極大的毀壞。RCB燒嘴抽取爐內(nèi)煙氣摻入助燃氛圍中，低沉了助燃氛圍中的N2、O2濃度，低沉了燃料燃燒溫度，由于消除結(jié)果部高溫區(qū)，NOx的天生量大幅度低沉，現(xiàn)實(shí)NOx的排放量?jī)H為平凡蓄熱燒嘴的10%。

　　RCB蓄熱式自身預(yù)熱燒嘴將很高溫度（達(dá)1000℃左右）的助燃氛圍噴射入爐膛，超出了燃料的自燃溫度，無需火焰穩(wěn)固機(jī)制即能擔(dān)保穩(wěn)固燃燒，火焰在勻稱高溫激勵(lì)的響應(yīng)中天生，爐溫的勻稱性不受古代火焰的形狀、火焰長(zhǎng)度、火焰的剛性及鋪展性的影響，整個(gè)爐膛的溫度梯度很小，燃燒噪音極低。

　　RCB燃燒器屬于高效、節(jié)能、低渾濁、高效益的新式燃燒裝置，在日本被譽(yù)為是21世紀(jì)的要害技能之一，具有別的型式燃燒器不行相比的長(zhǎng)處，帶來極好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)收入。

　　3蓄熱燒嘴的應(yīng)用境況與節(jié)能成就

　　25t圓形爐采取5套R(shí)CB蓄熱燒嘴，每套燒嘴的燃油本事為60kg/h，0#柴油的低熱值為QyDw＝43410kJ/kg，鋁裝爐量為25t/爐，熔煉一爐產(chǎn)業(yè)純鋁的時(shí)間為＝3．1h；而采取平凡燒嘴的燃油單耗為B"＝80kg/t。熔鋁爐采取噴射排煙技能，噴射風(fēng)與助燃風(fēng)各用一臺(tái)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓為7000Pa，燒嘴換向周期為60～90s。

　　則熔煉每噸鋁的現(xiàn)實(shí)燃油損耗量為：

　　因此，采取RCB燒嘴時(shí)的燃料節(jié)省率為：

　?。?）

　　式中：B"－未采取蓄熱燒嘴時(shí)熔煉噸鋁的燃料單耗，kg/t；

　　B－采取RCB燒嘴時(shí)的燃料單耗，kg/t。

　　將B＝37．2B"＝80代入（2）式，得η節(jié)＝53．5%。

　　從熱均衡剖析可知，采取RCB燒嘴的燃料節(jié)省率與爐子砌體的蓄熱量、爐體的外觀散熱虧損相關(guān)。由于燒嘴是議定煙氣接納余熱的，爐體的蓄熱量減小，外觀散熱虧損越少，則排煙余熱量越大，燃料節(jié)省率就越高。