低压涡流式烧嘴优化设计

该型烧嘴属于强制供风半预混式有焰烧嘴，要求的空气、煤气压力低。为了强化空气、煤气混合，在空气通道内设置有倾斜一定角度的涡流导向叶片，使空气流旋转并与煤气在烧嘴内部开始混合，因而火焰较短。常用的有DR型低压涡流式煤气烧嘴和DT型低压涡流式天然气烧嘴。

1.DR型低压涡流式煤气烧嘴（图5-7）

烧嘴前煤气压力400～1200Pa，额定压力800Pa；烧嘴前空气压力2000～2500Pa，额定压力2000Pa；可燃用发生炉煤气、混合煤气及焦炉煤气。额定压力下燃用不同煤气时的烧嘴性能见表5-9，烧嘴外形尺寸见表5-10。

预热空气时，烧嘴燃烧能力降低为下列数据：

预热空气或煤气时，可按式（5-2）计算烧嘴标态下的实际燃烧能力V_t（m³/h）

式中 V₀——气体不预热时烧嘴标态下的燃烧能力（m³/h）；

t——气体预热温度（℃）。

图5-7　DR型低压涡流式煤气烧嘴

如气体预热后仍需保持原定烧嘴燃烧能力，则需提高预热气体的压力，即

式中 p₀、p_t——气体预热前和预热至t（℃）时的压力（Pa）。

进烧嘴前空气压力为2500Pa时，烧嘴能力比表5-9所列数据增大12%。

煤气压力低于额定压力800Pa时，烧嘴能力按式（5-4）计算。

式中V_m1、V_m2——煤气额定压力和压力为p₂时烧嘴的燃烧能力（标态）（m³/h）；

p₂——选用的进烧嘴前煤气压力（Pa）。

表5-9 燃用不同煤气时DR型低压涡流式煤气烧嘴的性能

表5-10　DR型低压涡流式煤气烧嘴外形尺寸表 （单位：mm）

煤气发热量不同于规定值时，烧嘴燃烧能力按式（5-5）换算。

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式中Q₁——规定的煤气低位发热量（kJ/m³）；

Q₂——采用的煤气低位发热量（kJ/m³）。

进烧嘴前煤气压力大于2000Pa并要求烧嘴工作符合设计性能时，必须在煤气进口处加节流垫圈，节流垫圈的小孔直径d₁查图5-8。

空气系数可控制在α=1.05～1.15范围内，调节比可达1∶2，低压涡流式烧嘴计算按表5-11进行。

图5-8 煤气节流垫圈小孔直径d₁值

发生炉煤气Q_d=5440kJ/m³

混合煤气Q_d=8370kJ/m³

———焦炉煤气Q_d=16750kJ/m3

表5-11 低压涡流式煤气烧嘴计算

（续）

注：表中气体体积为标准状态。

2.DT型低压涡流式天然气烧嘴（图5-9）

烧嘴燃烧能力及外形尺寸见表5-12、表5-13。天然气压力150～5000Pa，额定压力5000Pa；空气压力60～3000Pa，额定压力3000Pa；调节比1∶8，火焰长度1.2m左右；空气系数α=1.05～1.1，当α=1.48时，火焰不稳定。

烧嘴计算同DR型低压涡流式煤气烧嘴，当空气涡流角为25°～40°时，空气喷口阻力系数的计算值ξ_k=3.87。

图5-9　DT型低压涡流式天然气烧嘴

表5-12　DT型低压涡流式天然气烧嘴燃烧能力

注：表中气体体积为标准状态。

表5-13　DT型低压涡流式天然气烧嘴外形尺寸表 （单位：mm）