熔铝炉燃烧器及其应用技术

在熔铝炉设计中，燃烧器的选型及合理的布置是最重要的环节之一，也是熔铝炉优化设计技术的关键所在。由于铝金属黑度较小，接受辐射传热力较弱，因此，在熔铝炉设计中，应尽可能强化对流传热能力、提高火焰对铝金属对流的效果。

多年以来，高速烧嘴及换热器一直是熔铝炉的标准配置,但在实际生产中,由于熔铝炉粉尘附着及恶劣的烟气侵蚀的缘故，熔铝炉换热器总是难以解决的一个难题，使用效果也不是很理想。

近年来，蓄热式燃烧器的应用改变了这个局面，通过采用这种燃烧器，熔铝炉烟气的排放温度可降低250℃以下，其吨铝能耗大幅度更低。

以下是蓄热式燃烧系统系统的大致原理：

1蓄热燃烧系统的原理

它通过两个蓄热室交替切换工作状态来回收烟气中的余热<工作状态是左侧蓄热体放热,加热流经左侧蓄热体的气体(空气或煤气)；右侧蓄热体吸热，回收流经右侧蓄热体的烟气中的显热。通过不断地切换工作状态，左右两侧的蓄热体可以把烟气中的显热传递给空气或煤气。适当设计蓄热体的蓄热量和换向时间，可以将烟气温度降低到露点附近，最大限度地提高燃料的热利用率。

2蓄热燃烧系统的燃烧组织

采用蓄热燃烧技术，不能用传统的方式组织燃烧，燃烧的组织与传统预混和扩散燃烧完全不同。在传统燃烧中，燃料和空气是通过一个烧嘴喷人炉膛的，燃料和空气有较好的掺混，混合可燃气体在炉膛内形成火焰。这种火焰燃烧在距喷口一定距离处有温度和热流量的高点。

在蓄热式燃烧中，空气(和燃料)预热温度很高，采用燃料和空气的掺混燃烧将造成火焰高温点温度太高，会造成铝液的氧化烧损，还将造成NOx污染物产量的急剧升髙。因此，蓄热式燃烧需要采用完全不同的燃烧组织方式。具体的做法是让空气和煤气通过相隔一定距离的喷口分别喷人炉膛，扩大其燃烧区域，避免火焰出现高温点，同时因为气体预热到很高的温度，使燃烧反应区的氧含量可以一直保持在低水平，抑制NOx污染物的产^生。这种特殊的燃烧方式将炉膛整体作为一个反应器，燃料和空气的氧化反应遍及整个炉膛，没有传统燃烧方式所具有的可见火焰和其特有的火焰高温区，整个炉内温度十分均匀。这种燃烧方式彻底解决了髙||热温度下燃烧所造成的高污染物问题。同时，炉温均匀和消除局部髙温改善了加热工艺，提高产品的质量，延长了炉子的寿命。

此外,由于蓄热式烧嘴特有的交替燃烧特点，高温烟气在炉内始终强制快速循环作用，有助于提高烟气与铝金属的对流换热效果，这一点对矩形炉型结构无疑是非常有益的。