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蓄熱式燒嘴的優(yōu)缺點(diǎn)

 

蓄熱式燒嘴的優(yōu)缺點(diǎn)
【摘要】為了防止全球變暖的加劇，各工業(yè)爐有必要采取有效的節(jié)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(jié)能燃燒系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一。目前，我國(guó)科研工作者通過近三十年的努力，已經(jīng)將蓄熱式燃燒技術(shù)應(yīng)用到了實(shí)際的生產(chǎn)生活中，并取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。然而蓄熱式燒嘴因其造價(jià)高、配管復(fù)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(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了具體分析，以便進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。【關(guān)鍵詞】蓄熱式燒嘴  工作原理   優(yōu)點(diǎn)   缺點(diǎn)
    1蓄熱式燒嘴的結(jié)構(gòu)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(yù)熱空氣的方式來達(dá)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(yīng)用于工業(yè)燃?xì)饧訜犷I(lǐng)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(tǒng)包括至少兩個(gè)蓄熱器和燒嘴、一個(gè)熱能同收系統(tǒng)以及相對(duì)應(yīng)的控制裝置。首先將換熱系統(tǒng)與燒嘴相接于爐窯側(cè)壁上，然后采用換向滑閥實(shí)施成對(duì)操作。在熱交換過程中，管道中的廢氣溫度通常會(huì)到在150 -200℃，所以不論是抽煙風(fēng)機(jī)還是蝶閥都能保證在安全可靠的環(huán)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(biāo)準(zhǔn)己經(jīng)達(dá)到了余熱同收的極限，效果顯著。
    2蓄熱式燒嘴的優(yōu)點(diǎn)
    2. 1燃料的選擇范圍更)‘-
    蓄熱式加熱爐是將常規(guī)加熱爐與高效蓄熱式換熱器有效結(jié)合，其燃料的應(yīng)用性更強(qiáng)，適用于重油、輕油、液化石油、天然氣等多種燃料，特別是對(duì)低熱值的高爐煤氣和發(fā)生爐煤氣有很強(qiáng)的預(yù)熱助燃作用，大大提高了燃料的選擇范圍。
    2. 2大幅度節(jié)能
    傳統(tǒng)的燒嘴通常只能將空氣和煤氣的預(yù)熱溫度達(dá)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(yù)熱溫度提高到1100一1000℃，而排煙溫度降低到150℃以下，極個(gè)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(shí)能讓爐內(nèi)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(xiàn)在三個(gè)方而。第一，相比傳統(tǒng)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(qū)。第二，在低NOX燒嘴工作進(jìn)行工作時(shí)，會(huì)時(shí)常出現(xiàn)切換的過程，此時(shí)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(dòng)和擾動(dòng)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(yù)熱溫度提高到了1000℃以上，這一性能極大的增強(qiáng)了氣體的高溫動(dòng)力性能，讓空氣擴(kuò)散、混合的過程變得更加激烈，在火焰的外圍形成了一個(gè)爐氣循環(huán)區(qū)域，也就進(jìn)一步促進(jìn)了爐溫的均勻性。
    2. 4提高了傳熱效率
爐內(nèi)傳熱效率提高會(huì)產(chǎn)生兩種結(jié)果，第一，在爐子長(zhǎng)度不改變的狀況下，能減少壞料的加熱時(shí)間，從而提高爐子的產(chǎn)量。第二，在爐時(shí)間不改變的狀況卜，能縮短爐子長(zhǎng)度，從而減少對(duì)爐子的投資。因?yàn)榈蚇OX蓄熱燒嘴采用的是分散式熱同收方式，其每一個(gè)溫度控制段中煙氣的排出都是經(jīng)由木段的低NOX蓄熱燒嘴來實(shí)施的。所以爐子各段的溫度調(diào)控是獨(dú)立進(jìn)行的，溫度能夠任意設(shè)定，因而我們可以將爐子溫度的控制段設(shè)置在距離裝料端相對(duì)較近的區(qū)域。這樣一來就能讓實(shí)際預(yù)熱段的長(zhǎng)度得到大幅度的縮減，爐子高溫段大大延長(zhǎng)。倘若壞料的熱流大大增加，那么爐子的傳熱效率也會(huì)大大提高。
    2. 5降低NOX的濃度
    當(dāng)空氣預(yù)熱溫度達(dá)到1000℃后，如果不及時(shí)采用措施，讓空氣和燃料進(jìn)行直接混合則會(huì)使得NOX的生成量大大提高，不利于環(huán)境保護(hù)。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(jìn)行，在組織蓄熱燒嘴的火焰時(shí)，讓燃料更多的噴向于燒嘴根部的同流區(qū)，通過高溫高速在弓】射時(shí)產(chǎn)生的煙氣擾動(dòng)來進(jìn)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(diǎn)
    3. 1系統(tǒng)復(fù)雜
    燒嘴的設(shè)計(jì)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(xiàn)“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(huán)境卜燃燒，在設(shè)計(jì)其供給通道的時(shí)候，需要充分考慮燃料和空氣在空間的擴(kuò)散范圍、爐內(nèi)煙氣的射流和混合角度與深度等參數(shù)，而加熱裝置的尺寸、燃料種類、燒嘴大小、加熱工藝的要求、預(yù)熱空氣溫度等因素直接影響了這些參數(shù)的正確使用，因而蓄熱式燒嘴相對(duì)傳統(tǒng)燒嘴體統(tǒng)更加復(fù)雜，操作難度高。
    3.2蜂窩體使用壽命低
    目前我國(guó)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(gè)月，有的甚至使用不到一個(gè)星期就出現(xiàn)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(huì)出現(xiàn)的問題，而蓄熱體材料的抗熱震穩(wěn)定性則是工程設(shè)計(jì)中最為常見的問題之一。
    3.3蓄熱式燒嘴造價(jià)高
    原爐基礎(chǔ)和鋼結(jié)構(gòu)可以不動(dòng)，在爐兩側(cè)增加蓄熱式燒嘴，施工簡(jiǎn)單。由于管道復(fù)雜受爐體鋼結(jié)構(gòu)的限制，燒嘴的體積很小，導(dǎo)致燒嘴內(nèi)部的蓄熱體也較少，換向時(shí)間很短。使用陶瓷球技術(shù)難度大，噴}!布置受到了鋼結(jié)構(gòu)的限制，蓄熱式燒嘴相對(duì)傳統(tǒng)燒嘴造價(jià)更高、后期的維護(hù)費(fèi)用大。
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