高压重油烧嘴

一 、高压重油烧嘴用高压气体介质作雾化剂，通常有压缩空气或蒸汽，也可以用氧气或高压煤气（如天然煤气）等。在这种情况下，雾化剂喷出的速度相当大，可以接近音速，或者当利用了拉瓦尔管之后，可以达到超音速。由于雾化剂速度大，所以重油的雾化一般比低压烧嘴为好。这项技术在郑州中威环保设备有限公司生产的重油烧嘴已经广泛使用。

     用压缩空气作雾化剂时，烧嘴前压缩空气的压力一般为300～700pa雾化剂用量般为0.2～0.6kg/kg。用蒸汽作雾化剂时，会降低理论燃烧温度，且增加炉气中水蒸气含量，使炉气中的氧化能力增大。所以蒸汽量不宜太大，特别是对金属加热炉和热处理炉，蒸汽过多会有害于加热质量。但一般条件下，蒸汽比压缩空气成本低，且用量适当时对一般金属加热质量损害不大，所以蒸汽仍*广泛应用。采用蒸汽作雾化剂时，燃烧需要的全部空气由鼓风机单独供给。
      根据高压气体的流出原理，高压气体绝热膨胀后，温度降低，当它与油股相遇时，会使油的温度降低，从而油的黏度变大而使雾化质量变坏。因此，高压油烧嘴*采用温度较高的(可为200～300℃)过热蒸汽或压缩空气。

       由于高压油烧嘴的燃烧所需空气是用鼓风机另行供给的，如8-14所示，和低压油烧嘴相比，空气与油雾的混合条件较差。因此高压油烧嘴的空气消耗系数要求较大些，约为重油1.20～1.25，火焰较长。由于雾化剂压力较高，喷出速度大，所以火焰的动能较大。在高压烧嘴中，空气的预热温度不受重油裂化的限制。高压烧嘴的能力，小型烧嘴为每小时几十公斤，大型烧嘴可达到每小时几千公斤，调节倍数较大，一般为4～5,高者可达10,且油量变化时，雾化质量影响不大。
      高压油烧嘴比低压油烧嘴结构简单，体积小。有的工厂加热炉采用高压重油烧嘴时，燃烧所需空气不用鼓风机强制送风，而是靠高压油烧嘴的喷射作用，由烧嘴周围的炉墙上的孔洞自然吸入。这样燃烧设备就更为简单了。但是，这种靠自然吸风的炉子，空气量常严重不足，且混合不好，燃烧不完全。所以，使用高压油烧嘴时，用鼓风机强制送风为宜。

       高压油烧嘴不论用蒸汽或用压缩空气作雾化剂，烧嘴本身没有原则区别。结构*简单的高压油烧嘴是套管式高压油烧嘴，如图8-15所示。该烧嘴雾化剂喷口为收缩状，使雾化剂与油流股重油的交角约为25°，以加强雾化。雾化剂的喷出速度低于临界状态下的音速。当雾化剂压力较高时，这种烧嘴可以保证良好的雾化质量;当雾化剂压力较低(例如低于300kPa)时，雾化质量变坏。该烧嘴
形成的火焰外形细而长。小烧嘴的火焰可达2～4m,大烧嘴的火焰可达7m左右。*小烧嘴的能为7～10kg/h.*烧嘴为350～400kg/h该烧嘴由于结构简单，在小型平炉、反射炉和连续式加热炉上*了应用。雾化剂消耗量，用蒸汽时为0.4～0.6kg/kg,用压缩空气为0.5～0.8m3/kg。为了改善雾化质量并加强与空气的混合，高压油烧嘴也可以采用使雾化剂喷出时呈旋转流动的措施。

       如图8-17所示。内混式烧嘴的油管喷口位于雾化剂管的内部。这样一来，可以防止油喷口接受燃烧室来的辐射热量，不致使油裂化而堵图塞喷口。另外，更重要的是雾化剂可以在较大一段距离内以高速与油相遇，从而可以改善雾化质量，且油粒可在油雾中较均匀地分布，有利于空气的混合，因此可以*比外混式烧嘴较短的火焰。
       内混式高压油烧嘴中，雾化剂与油流是在一个“混合室”内相遇的。实际上，在这里与其说被雾化，不如说是油被乳化，即实际上在混合室中形成了油-汽乳状液。混合室中*保持较高的压力，以使乳状液由喷口喷出时进一步雾化成细小的颗粒。混合室中的压力与油压及雾化剂的压力有关，提高油压或雾化制的压力均可增大混合室内的压力。但是，在内混式烧嘴中，混合室压力对烧嘴能力是有影响的。油量取决于油压与混合室压力之差。由于混合室压力是随雾化剂压力的增加而增加，所以油量也就与雾化剂压力有关。一般雾化剂的压力高于油压，提高雾化剂制压会使油量减小。过分地提高等化剂压力将会使油不能液出，而造成所谓“油封“现象。当然，如果过高地提高油压，也会使雾化剂不能流出。使油“倒流”到雾化剂管路中而造成事故。
       为了充分利用高压气体的能量，更为理想的高压油绕嘴结构是雾化剂喷头采用拉瓦尔管，即不是采用像图8-16中的收缩口，而是采用扩张口。这样一来，高压雾化剂在扩张管内由于绝热膨胀可使速度大大提高，从而有利于雾化和混合:或者说，采用拉瓦尔管后，可以节约雾化剂的消耗量。

       图8-18便是采用拉瓦尔管制成的油烧嘴的一个例子。该烧嘴中甲等雾化采用了拉瓦尔管，即雾化剂经一段扩张管后才和重油相遇，然后又有二级雾化。所以，该烧嘴雾化可以较好，烧嘴压力较高。在拉瓦尔管之后，尚有一段扩张-收缩管，其目的是为了使油粒在气流断面上分布更加均匀，也使速度分布更加均匀。该烧嘴的能力较大，*小型的烧嘴为100kg/h,*型的为600kg/h。烧嘴前油压要求500kPa,雾化剂压力如是压缩空气为500kPa,蒸汽为600-650kPa。雾化剂的消耗量较大，压缩空气为1m3/kg,蒸汽为1.0kg/kg。采用拉瓦尔管时，拉瓦尔管的尺寸按高压气体流出原理计算确定，且加工制造要准确，否则，扩张管反而会造成能量损失而达不到强化雾化过程的效果。
      在油烧嘴的结构设计中，为了改善雾化质量或使油雾均匀分布，还可采用多喷口的措施。对于高压油烧嘴，由于较高的雾化剂压力便于克服较大的阻力，所以更有条件采用多喷口的结构。  
       图8-19的多喷口高压油烧嘴是内混式的(有的称为“Y型”烧嘴)，有多个油雾喷口，各喷口均向外倾斜一定角度。这样，可以形成一个大张角的油雾矩。这种油雾矩的油量分布曲线为双峰形，并在*形成高温燃烧产物的回流区，有利于稳定燃烧，为了形成这种回流区，前回的距离应相互配合，喷口的倾斜角度及各喷口之间的距离应相互配合，使形成的火焰连成一个空心圆锥体。否则，如果形成多流股的小火焰，则燃烧不易稳定，甚至点火困难。 

以上讨论的高压油烧嘴，实际上只是油的雾化喷嘴。作为完整烧嘴，还应该包括空气喷射部件(风套或风道)，以供入燃烧所需要的空气，并促使空气与油雾混合燃烧。它的工作也是十分重要的，其结构也*合理设计。郑州中威环保设备有限公司根据气体力学原理进行重油烧嘴的设计，以便于制作的烧嘴结构及使用更加合理。

       高压油烧嘴的应用主要受到高压雾化剂供应条件的限制。有高压蒸汽或压缩空气的工厂，在平炉、反射炉、均热炉、加热炉等工业炉上，高压重油烧嘴*了应用。其中像平炉、反射炉等，由于火焰要求有较大的动能和高的烧嘴能力，故*采用高压重油烧嘴而不采用低压油烧嘴。

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