【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及軋鋼加熱爐富氧燃燒，尤其涉及一種抑制富氧燃燒工況下nox生成的高速氧槍及使用方法。
技術(shù)介紹
1、軋鋼加熱爐是鋼鐵工業(yè)流程中承前啟后的關(guān)鍵設(shè)備，也是耗能和排污的主要設(shè)備，富氧燃燒技術(shù)由于其自身獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢，對以燃燒煤氣為主的加熱爐，是最容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模節(jié)能減排的技術(shù)。但在富氧燃燒工況時nox生成濃度會比常規(guī)空氣助燃工況時顯著增高，因此加強(qiáng)富氧燃燒工況下抑制nox生成的過程研究，對于促進(jìn)綠色低碳、節(jié)能減排具有重要的意義。
2、為了抑制富氧燃燒工況下nox生成，現(xiàn)有技術(shù)采用高速氧槍富氧燃燒技術(shù)、助燃空氣中預(yù)混氧氣富氧燃燒技術(shù)和基于mild(moderate?and?intense?low?oxygen?dilution)富氧燃燒的余熱回收燃燒技術(shù)，即低氧稀釋條件下的一種溫和燃燒模式，爐內(nèi)高溫回流煙氣對氧氣和燃料進(jìn)行快速地預(yù)熱及稀釋，使燃燒反應(yīng)能夠彌散到更廣闊的區(qū)域進(jìn)行，溫度分布均勻，火焰峰值溫度得到抑制，nox生成量明顯減少。
3、如中國專利申請?zhí)枮閏n201910940430.4,名為《一種加熱爐富氧燃燒系統(tǒng)及其控制方法》的專利，其內(nèi)容涉及一種加熱爐富氧燃燒系統(tǒng)及其控制方法,加熱爐設(shè)預(yù)熱段、一加熱段、二加熱段及均熱段,其中一加熱段設(shè)燃燒系統(tǒng)一、二加熱段設(shè)燃燒系統(tǒng)二,燃燒系統(tǒng)一、燃燒系統(tǒng)二分別由設(shè)于爐膛兩側(cè)的多個燒嘴及氧槍組成,加熱爐富氧燃燒系統(tǒng)還包括用于控制燃燒系統(tǒng)一或同時控制燃燒系統(tǒng)一及燃燒系統(tǒng)二的富氧濃度控制系統(tǒng)；富氧濃度控制系統(tǒng)由爐膛溫度檢測模塊、燒嘴負(fù)荷計算模塊、煤氣量控制模塊及氧濃度
4、又如中國專利申請?zhí)枮閏n202010772008.5，名為《一種軋鋼加熱爐預(yù)混富氧燃燒系統(tǒng)及方法》的專利，其內(nèi)容涉及一種加熱爐預(yù)混富氧燃燒系統(tǒng),包括加熱爐、燃料系統(tǒng)、助燃系統(tǒng),加熱爐包括預(yù)熱段、加熱段、均熱段,加熱段設(shè)有加熱段平焰燒嘴、加熱段底部直焰燒嘴,均熱段設(shè)有均熱段平焰燒嘴、均熱段底部直焰燒嘴；助燃系統(tǒng)包括氧氣管道、氧氣閥組、預(yù)混富氧燃燒系統(tǒng)一、預(yù)混富氧燃燒系統(tǒng)二，氧氣管道的氧氣經(jīng)氧氣閥組分別供應(yīng)預(yù)混富氧燃燒系統(tǒng)一和預(yù)混富氧燃燒系統(tǒng)二。該專利技術(shù)專利將軋鋼加熱爐原有燃燒系統(tǒng)與預(yù)混富氧燃燒技術(shù)結(jié)合,通過預(yù)混富氧燃燒系統(tǒng)不同燒嘴采用不同氧濃度的控制實(shí)現(xiàn)全爐富氧燃燒,提高加熱爐燃燒效率和傳熱效率,達(dá)到提高產(chǎn)能、節(jié)約燃料及降低投資成本。該現(xiàn)有技術(shù)的不足之處是對于傳統(tǒng)的軋鋼加熱爐燒嘴來說，直接在助燃空氣中預(yù)混氧氣實(shí)現(xiàn)富氧燃燒，會造成燃燒速率加快，火焰縮短，燃燒高溫區(qū)域更加集中等問題。研究表明：由于富氧濃度的增加，使燃燒過程進(jìn)行的更加充分并且減少了排煙熱損失，燃燒溫度的提高，促進(jìn)了nox尤其是熱力型nox的生成，從而導(dǎo)致nox生成量的快速增加，即nox生成濃度隨著富氧濃度的升高而增大，即助燃空氣中預(yù)混氧氣富氧燃燒技術(shù)不但不能抑制nox生成，反而會促進(jìn)nox生成量的快速增加。
5、再如中國專利申請?zhí)枮閏n202210390795.6，名為《基于mild富氧燃燒的余熱回收軋鋼加熱爐及其加熱方法》的專利，該專利技術(shù)是基于mild富氧燃燒的余熱回收軋鋼加熱爐及其加熱方法，屬于冶金熱能工程
軋鋼加熱爐包括預(yù)熱段、加熱段、均熱段，氧氣主管，煙氣主管，燃料主管，水蒸氣調(diào)節(jié)裝置，加熱段設(shè)置若干段，包括加熱一段，加熱二段，……和加熱n段，氧氣主管，煙氣主管和燃料主管分別與預(yù)熱段、加熱段和均熱段相連，水蒸氣調(diào)節(jié)裝置設(shè)置于煙氣主管上，該專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是通過加熱爐改造實(shí)現(xiàn)mild富氧燃燒，并采用側(cè)燒吹氧分級燃燒方式，靈活調(diào)節(jié)氧氣配比量，將富氧燃燒技術(shù)與柔和燃燒相結(jié)合，應(yīng)用于軋鋼加熱爐，既能充分發(fā)揮富氧燃燒技術(shù)節(jié)能減排的優(yōu)點(diǎn)，又能克服富氧燃燒技術(shù)存在的不足，大幅降低鋼坯加熱過程中氮氧化物的生成濃度及加熱后鋼坯的氧化燒損率。但該現(xiàn)有技術(shù)的不足之處是：(1)該余熱回收技術(shù)是借助風(fēng)機(jī)將煙氣的一部分混入到助燃空氣中，使助燃空氣中的o2分壓降低，用控制火焰溫度的方法抑制nox生成。由于煙氣的輸送需采用耐熱風(fēng)機(jī)和流量控制裝置，投資成本高，維護(hù)費(fèi)用大，因此從經(jīng)濟(jì)成本角度考慮不適宜推廣實(shí)施；(2)研究表明：nox生成量隨著氧槍與爐墻夾角增加而減少，該技術(shù)氧氣入射角度為30°～45°的銳角，氧氣射流將會很快與燃?xì)馍淞鹘粎R，沒有被煙氣充分稀釋，進(jìn)而在噴口處形成了較大的局部高溫區(qū)，促進(jìn)了nox尤其是熱力型nox的生成，不利于抑制nox生成，研究結(jié)果如表1所示；(3)該技術(shù)氧氣入射最大速度160m/s，經(jīng)換算，爐膛一側(cè)卷吸距離為6.5m，適用于爐寬13m以內(nèi)的加熱爐，當(dāng)爐寬超過13m時，中間區(qū)域會出現(xiàn)“盲區(qū)”，即氧槍射流達(dá)不到的區(qū)域，該區(qū)域無法形成mild富氧燃燒效果，溫度分布不均，nox生成量高。
6、表1不同入射角度下nox生成量
7、 氧氣入射角度(°) 30 45 60 75 90 <![cdata[no<sub>x</sub>生成量(mg/m<sup>3</sup>)]]> 475.32 438.59 405.12 328.72 58.98
8、綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處是：
9、1)氧槍的安裝沒有充分考慮到入射角度、安裝間距等結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響，無法很好地實(shí)現(xiàn)mild富氧燃燒效果，宜造成nox排放濃度超標(biāo)；
10、2)助燃空氣中預(yù)混氧氣富氧燃燒技術(shù)不但不能抑制nox生成，反而會促進(jìn)nox生成量的快速增加；
11、3)基于本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種抑制富氧燃燒工況下NOX生成的高速氧槍，包括一次氧氣進(jìn)氣管和冷卻管，所述一次氧氣進(jìn)氣管外部套設(shè)有冷卻管；其特征在于，所述一次氧氣進(jìn)氣管和冷卻管之間套設(shè)有二次氧氣進(jìn)氣管，所述一次氧氣進(jìn)氣管外壁和二次氧氣進(jìn)氣管內(nèi)壁通過圓鋼點(diǎn)焊固定連接，所述二次氧氣進(jìn)氣管外壁和冷卻管內(nèi)壁通過圓鋼點(diǎn)焊固定連接，所述冷卻管的外壁上設(shè)有法蘭；所述二次氧氣進(jìn)氣管外壁上設(shè)有連通二次氧氣進(jìn)氣管的進(jìn)氣管A，所述冷卻管外壁上設(shè)有連通冷卻管的進(jìn)氣管B，所述二次氧氣進(jìn)氣管和冷卻管的上端均密封設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抑制富氧燃燒工況下NOX生成的高速氧槍，其特征在于，所述一次氧氣進(jìn)氣管上端高于二次氧氣進(jìn)氣管，所述二次氧氣進(jìn)氣管上端高于冷卻管，所述二次氧氣進(jìn)氣管的上端與一次氧氣進(jìn)氣管密封連接，所述冷卻管的上端與二次氧氣進(jìn)氣管密封連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抑制富氧燃燒工況下NOX生成的高速氧槍，其特征在于，所述一次氧氣進(jìn)氣管、冷卻管、二次氧氣進(jìn)氣管和圓鋼材質(zhì)均為1Cr18Ni9。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抑制富氧燃燒工況下NOX生成的高速氧槍，其特征在于，所
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抑制富氧燃燒工況下NOX生成的高速氧槍，其特征在于，所述一次氧氣進(jìn)氣管外徑為27mm～40mm，長度為750mm～1000mm，所述二次氧氣進(jìn)氣管外徑為40mm～53mm，長度為650mm～900mm，所述冷卻管外徑為55mm～68mm，長度為550mm～800mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抑制富氧燃燒工況下NOX生成的高速氧槍，其特征在于，所述進(jìn)氣管A和進(jìn)氣管B尺寸規(guī)格相同，均為φ(13～26)mm×(0.8～1.2)mm，長度85mm～100mm，材質(zhì)為304不銹鋼。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種抑制富氧燃燒工況下NOX生成的高速氧槍使用方法，其特征在于，所述一次氧氣進(jìn)氣管內(nèi)通入一次氧氣，沿一次氧氣進(jìn)氣管軸向射入，二次氧氣從進(jìn)氣管A沿二次氧氣進(jìn)氣管徑向射入，造成旋轉(zhuǎn)氣流，一次氧氣與二次氧氣無混合過程，一次氧氣以圓柱狀射入爐內(nèi)，二次氧氣以圓環(huán)狀射入爐內(nèi)，所述一次氧氣和二次氧氣分別從兩路氧氣閥組供給；首先將冷卻空氣從進(jìn)氣管B沿冷卻空氣進(jìn)氣管徑向供入，然后通入一次氧氣，當(dāng)一次氧氣最大卷吸距離＜1/2爐膛有效寬度時，二次氧氣供給閥組開啟，向爐內(nèi)通入二次氧氣，且二次氧氣流通截面面積小于一次氧氣流通截面面積；高速氧槍截面中心與燒嘴邊沿安裝間距控制在175～225mm，高速氧槍的入射角度采用90～105°，富氧濃度控制在35％～40％。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種抑制富氧燃燒工況下nox生成的高速氧槍，包括一次氧氣進(jìn)氣管和冷卻管，所述一次氧氣進(jìn)氣管外部套設(shè)有冷卻管；其特征在于，所述一次氧氣進(jìn)氣管和冷卻管之間套設(shè)有二次氧氣進(jìn)氣管，所述一次氧氣進(jìn)氣管外壁和二次氧氣進(jìn)氣管內(nèi)壁通過圓鋼點(diǎn)焊固定連接，所述二次氧氣進(jìn)氣管外壁和冷卻管內(nèi)壁通過圓鋼點(diǎn)焊固定連接，所述冷卻管的外壁上設(shè)有法蘭；所述二次氧氣進(jìn)氣管外壁上設(shè)有連通二次氧氣進(jìn)氣管的進(jìn)氣管a，所述冷卻管外壁上設(shè)有連通冷卻管的進(jìn)氣管b，所述二次氧氣進(jìn)氣管和冷卻管的上端均密封設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抑制富氧燃燒工況下nox生成的高速氧槍，其特征在于，所述一次氧氣進(jìn)氣管上端高于二次氧氣進(jìn)氣管，所述二次氧氣進(jìn)氣管上端高于冷卻管，所述二次氧氣進(jìn)氣管的上端與一次氧氣進(jìn)氣管密封連接，所述冷卻管的上端與二次氧氣進(jìn)氣管密封連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抑制富氧燃燒工況下nox生成的高速氧槍，其特征在于，所述一次氧氣進(jìn)氣管、冷卻管、二次氧氣進(jìn)氣管和圓鋼材質(zhì)均為1cr18ni9。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抑制富氧燃燒工況下nox生成的高速氧槍，其特征在于，所述一次氧氣進(jìn)氣管外壁和二次氧氣進(jìn)氣管內(nèi)壁之間沿軸向均勻點(diǎn)焊1～3組圓鋼，每組設(shè)有3～6個圓鋼，所述二次氧氣進(jìn)氣管外壁和冷卻管內(nèi)壁之間沿軸向均勻點(diǎn)焊1～3組圓鋼，每組設(shè)有3～6個圓鋼。
5.根據(jù)權(quán)利...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙俁，馬良，陳儉，馬光宇，王健，王向鋒，劉常鵬，張炎，
申請(專利權(quán))人：鞍鋼股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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