研究W型輻射管燒嘴。基于間接加熱原理的輻射管加熱技術(shù)有 效避免了被加熱部件表面的氧化和脫碳，為保護(hù)氣氛下的熱處理創(chuàng)造了條件，不會(huì)造成燃燒氣體和產(chǎn)品污染，影響產(chǎn)品質(zhì)量，特別適用于對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求高的場(chǎng)合。輻射管爐是德國(guó)在20世紀(jì)30年代發(fā)明和使用的。其結(jié)構(gòu)為單層直管式，水平或垂直通過(guò)爐膛。直到20世紀(jì)50年代初U型輻射管問(wèn)世，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了w型、套管I型、排氣再循環(huán)P型和O型[2]。與其他類型的輻射管相比，W型輻射管具有燃燒空間大、傳熱面積大、熱效率高等優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)，由于管程長(zhǎng)，影響管內(nèi)火焰長(zhǎng)度的因素很多，沿輻射管長(zhǎng)度方向溫度均勻性差，成為輻射管燒嘴發(fā)展的難題。輻射管燒嘴是輻射管加熱裝置的核心部件，控制輻射管加熱的功率、溫度分布、熱效率和使用壽命。適當(dāng)?shù)臒旖Y(jié)構(gòu)應(yīng)使輻射管中的空氣和氣體混合達(dá)到適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度。如果空氣。氣體混合強(qiáng)度過(guò)低，混合時(shí)間延長(zhǎng)，火焰延長(zhǎng)，氣體未完全燃燒，造成不必要的浪費(fèi)，甚至燃燒火焰可能逃離輻射管排氣口，降低輻射管熱效率，導(dǎo)致輻射管表面溫度分布不均勻；如果空氣。氣體混合強(qiáng)度過(guò)大，混合時(shí)間縮短，火焰太短，輻射管末端不能完全加熱，輻射管表面溫度分布不均勻。根據(jù)生產(chǎn)線技術(shù)改造的需要，開發(fā)了性能穩(wěn)定、加熱溫度均勻的同軸平行射流擴(kuò)散燃燒W型輻射管燃燒器。研究W型輻射管燃燒器?；陂g接加熱原理的輻射管加熱技術(shù)有 效避免了被加熱部件表面的氧化和脫碳，為保護(hù)氣氛下的熱處理創(chuàng)造了條件，不會(huì)造成燃燒氣體和產(chǎn)品污染，影響產(chǎn)品質(zhì)量，特別適用于對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求高的場(chǎng)合。如果空氣。氣體混合強(qiáng)度過(guò)低，混合時(shí)間延長(zhǎng)，火焰延長(zhǎng)，氣體未完全燃燒，造成不必要的浪費(fèi)，甚至燃燒火焰可能逃離輻射管排氣口，降低輻射管熱效率，導(dǎo)致輻射管表面溫度分布不均勻；如果空氣。氣體混合強(qiáng)度過(guò)大，混合時(shí)間縮短，火焰太短，輻射管末端不能完全加熱，輻射管表面溫度分布不均勻。

根據(jù)生產(chǎn)線技術(shù)改造的需要，開發(fā)了性能穩(wěn)定、加熱溫度均勻的同軸平行射流擴(kuò)散燃燒W型輻射管燃燒器。

1.測(cè)試燒嘴。

      試驗(yàn)燃燒器主要由煤氣管、煤氣噴嘴、空氣管、空氣噴嘴、燃燒筒和點(diǎn)火電及組成，通過(guò)同軸平行射流擴(kuò)散燃燒組織燃燒。燃燒的主要?dú)怏w沿輻射管軸向燃燒，氣體噴嘴側(cè)向打開一個(gè)氣體噴嘴，少量氣體沿輻射管徑向流出。燃燒空氣沿氣管外 圍與主氣體同軸平行射擊，燃燒管分為一次風(fēng)（主氣體）和二次空氣參與燃燒。燃燒器中 心出口設(shè)置點(diǎn)火電及。當(dāng)中 心氣流股與周圍自動(dòng)吸收的氣流股接觸時(shí)，界面上的氣體和空氣分子相互擴(kuò)散。達(dá)到化學(xué)當(dāng)量比后，一旦點(diǎn)火，就會(huì)形成火焰。

2.測(cè)試裝置和測(cè)試系統(tǒng)。

      燒嘴試驗(yàn)中使用的裝置系統(tǒng)。為模擬實(shí)際加熱爐內(nèi)的保溫傳熱條件，特制作了2.2mx1.5m×1m試驗(yàn)爐，爐內(nèi)壁襯有100mm厚的石棉纖維毯，爐內(nèi)安裝熱電偶（1號(hào)電偶）測(cè)量爐溫。輻射管垂直安裝在爐內(nèi)，管外壁均勻布置25個(gè)測(cè)溫電偶，連續(xù)監(jiān)測(cè)管溫分布斌驗(yàn)燒嘴安裝在輻射管一側(cè)端頭，助燃空氣由鼓風(fēng)機(jī)供應(yīng)。試驗(yàn)用氣體為熱值6688~7106kJ/m。轉(zhuǎn)爐氣體的氣體成分。燃燒廢氣通過(guò)排煙機(jī)從輻射管另一端抽出，燃燒嘴出口設(shè)置零壓面檢測(cè)點(diǎn)，控制排煙機(jī)閥門的開度。試驗(yàn)用空氣和氣流采用LZB轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量；氣體介質(zhì)的壓力由電子壓力計(jì)測(cè)量，管道溫度和爐溫由多點(diǎn)溫度記錄儀連續(xù)顯示和儲(chǔ)存。煙氣成分采用德國(guó)MRU煙氣分析儀在線分析。

3.試驗(yàn)結(jié)果。

3.1燒嘴點(diǎn)火性能試驗(yàn)。

      測(cè)試燃燒器配有自動(dòng)點(diǎn)火裝置。點(diǎn)火測(cè)試時(shí)，觸摸點(diǎn)火控 制器開關(guān)，點(diǎn)火電及開始放電點(diǎn)火，氣體電磁閥和氣體電磁閥自動(dòng)打開，氣體和燃燒空氣流入燃燒器，在燃燒器出口混合，遇到火花燃燒。當(dāng)火焰檢測(cè)探 頭檢測(cè)到穩(wěn)定的火焰時(shí)，如果火災(zāi)指示燈亮起，則表明燃燒器成功點(diǎn)火。如果火災(zāi)指示燈熄滅，則表示火災(zāi)失敗，氣體電磁閥和氣體電磁閥將自動(dòng)切斷。在冷爐狀態(tài)下進(jìn)行了多種不同工況的燒嘴點(diǎn)火試驗(yàn)，結(jié)果表明燒嘴點(diǎn)火方便，燃燒穩(wěn)定，點(diǎn)火時(shí)間≤1S。

檢測(cè)3.2燒嘴流量特性。

      測(cè)試燃燒器空氣。燃燒器設(shè)計(jì)能力150kW時(shí)，燃燒器前空氣壓力為1340Pa，燃燒器前空氣壓力為370Pa。試驗(yàn)條件下，燃燒器的小熱負(fù)荷為30kW，燃燒器的調(diào)節(jié)比為1:5，燃燒器的燃燒能力符合設(shè)計(jì)要求。

3.3煙氣成分分析。

      測(cè)試燃燒器在調(diào)節(jié)比范圍內(nèi)穩(wěn)定燃燒，跟 蹤監(jiān)測(cè)輻射管外的燃燒煙氣成分，檢查燃燒器的燃燒效果，檢測(cè)數(shù)據(jù)如表3所示。在本試驗(yàn)條件下，試驗(yàn)燃燒器可以穩(wěn)定完全燃燒，煙氣中的氧體積分?jǐn)?shù)不超過(guò)2.44。CO體積分?jǐn)?shù)不超過(guò)21×1o1。N體積分?jǐn)?shù)不超過(guò)98×1o~?？梢?，試驗(yàn)燃燒器燃燒效果好，有害氣體排放低。試驗(yàn)燃燒器在設(shè)計(jì)能力（150kw）下穩(wěn)定燃燒，改變?nèi)紵諝膺M(jìn)氣流量，調(diào)節(jié)空氣消耗系數(shù)，跟 蹤監(jiān)測(cè)輻射管外燃燒煙氣成分。當(dāng)空氣消耗系數(shù)大于1.0時(shí)，試驗(yàn)燃燒器可穩(wěn)定燃燒，燃燒完全，煙氣中CO排放低。3.4輻射管表面溫度均勻性試驗(yàn)試驗(yàn)燃燒器在設(shè)計(jì)能力（150kW）下穩(wěn)定燃燒。