煤气燃烧器的开发与应用

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在国内钢铁企业的焦化厂中管式炉大多使用焦炉煤气作为热源，每年要消耗大量的焦炉煤气，而在钢铁企业炼铁高炉中产生的大量低热值高炉煤气，由于着火温度高、着火浓度范围窄、燃烧稳定性差、容易熄火等原因，应用范围受限，除一部分用于加热炉外，剩余部分没有利用。在全民环保意识增强和国家节能减排的产业政策要求下，节约高热值、经济价值高的焦炉煤气，充分利用低热值的高炉煤气，已成为各钢铁企业焦化厂亟待解决的一个课题。管式炉用高炉煤气燃烧器利用高炉煤气作为焦化厂管式加热炉的热源，扩大了高炉煤气应用范围，降低了能源消耗，可广泛用于钢铁企业的焦化厂，具有很好的推广价值。管式炉要采用高炉煤气替代焦炉煤气，必须要有安全、高效的燃烧器。通过对高炉煤气燃烧特性数据的分析，得出以下结论：高炉煤气最大的缺点是燃烧稳定性差，易熄火。因此，在研制高炉煤气燃烧器的过程中，如何确保安全、有效地使用高炉煤气，是关键所在。一氧化碳是高炉煤气中的主要可燃成分，占可燃成分90%以上。它是一种无色、无味的有毒气体，属于高度危害。由于高炉煤气着火温度比焦炉煤气高，着火浓度范围窄，一旦出现压力波动使燃烧器脱火，造成炉内熄火，煤气外泄，就会酿成重大安全事故。因此，防止熄火是本项技术的关键。通过对高炉煤气燃烧特性的分析，要防止燃烧器熄火必须满足高炉煤气燃烧的必要条件如下：1）空气与煤气的相对浓度要合适，在可燃区间内。2）控制燃烧器出口的煤气平均速度在可燃区间内。3）预热煤气，使煤气温度靠近着火温度，容易着火。4）在燃烧器出口设值班火炬（长明灯）作为点火源。
为确保燃烧器不熄火，在燃烧器中央增设1个辐射管式值班火炬，高炉煤气燃烧器。高炉煤气燃烧器为三重圆筒，最外层是空气通道，中间层为主高炉煤气通道，中央是辐射管式值班火炬。高炉煤气燃烧器由燃烧室、辐射管及值班火炬组成一个独立体系以防止外界条件变化影响燃烧。燃烧室设引射式喷嘴，利用煤气余压引射空气混合后燃烧。为了稳定燃烧，此处采用燃烧特性好的燃料（焦炉煤气等），燃烧火焰经辐射管可以加热管外的主高炉煤气，辐射管头部是值班火炬，位于燃烧器主煤气出口上方，并设有多个侧向喷火孔。外层的空气和煤气在燃烧器出口处混合后，被最内层的值班火炬喷出火焰点燃。有效抑制氮氧化物（Nox)的生成，实现低氮30毫克燃烧！

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