第一节 燃气高速调温烧嘴产品定义

燃气高速调温烧嘴是烧嘴自身带有一个燃烧室，燃料与空气混合后，在燃烧室内基本是实现完全燃烧（85%）以上，高温燃气从收敛口靠气体燃烧膨胀压力以高速喷出，其速度为90—120m/s,最高可达300m/s。而一般烧嘴喷出速度只有几米到几十米/秒。由于燃烧室小，热容强度大，在非常低负荷条件下相当予一个稳定的火源，所以高速烧嘴的调节比大，可达1：50（一般烧嘴都在1：10左右）。

第二节 燃气高速调温烧嘴产品特点

高速调温烧嘴的特点是烧嘴的燃烧气体出口速度可达100米/秒以上，通过掺入二次空气使出口的燃烧气体温度降低到与工件加热温度相接近的温度。因此，采用高速调温烧嘴可强化对流传热。促使炉内气流循环、均匀炉温、降低火焰与工件间温度差，对提高工件加热质量和节能十分有利。略……

第三节 近年国内外燃气高速调温烧嘴技术工艺研发成果回顾

美国Pyronics公司开创了一项新技术，这项技术着重于将高速烧嘴中产生的高速烟气用于各种铝熔炉和加工工业炉中。传统的铝工业加热过程中，最主要的传热方式是高温辐射换热，由于技术条件的限制，使用燃油作为燃料时，必须使用25－30%的过量空气以实现充分燃烧。由于过量空气份额过高，烧嘴的火焰不得不避开已熔化的铝液以避免熔炉中生成太多浮渣。如果燃料投入过多而导致不完全燃烧，并且还常出现火焰从排烟道和门上密封圈等处溢出的现象。20世纪70年代和80年代早期，Pyronics开发了新型喷嘴混合型烧嘴，这款烧嘴具有过量空气份额低和出口烟气速度高等特点。这款烧嘴用于铝熔炉上以增强熔化过程中对流换热的效果。Pyronics公司第一个把这项技术引入了铝工业应用中，从那时开始，这项技术就成为高效熔铝的标准技术。数以百计的工业炉通过改造或采用这项新技术后，以获得显著成效，并使得燃料消耗降低了15－20%。

目前，我国燃气高速调温烧嘴产品应用广泛，但由于技术发展较晚，很多关键技术掌握不成熟，有待提高，需要不断借鉴和吸收国外先进技术，加快民族产业的发展。

第四节 未来燃气高速调温烧嘴国内外技术工艺研发趋势分析

烧嘴技术是气化技术中最关键的技术之一，它直接决定了该工艺技术的效能和系统的稳定。一般而言，对工艺烧嘴的要求有以下几个方面。

1、雾化效果

烧嘴的原理是利用高速喷出原料气体与其他原料物流进行混合均匀，烧嘴的设计是通过对烧嘴的液雾平均粒径、雾粒直径分布、雾炬张角和液雾流量密度分布等指标的测定，获得设计条件下比较优良的数据，设计的烧嘴最终需经过实际生产的验证。例如，利用高速喷出(80～120m/s)氧气的动能将煤浆打散、雾化，使雾化后的煤浆微粒与氧气在高温气化炉内快速、充分反应，要求雾化后的粒子小、分布均匀。

2、气化炉的高度和直径

在设计参数状态下，喷射出来的反应物气流张角应该合理，不宜直接冲刷到耐火砖墙面。其工作状态下的火焰长度(反应高温区位置)应合适，以避免对耐火砖及烧嘴本身造成不利的影响。因此，气化炉应该有合理的高度和直径，使烧嘴处于最佳工作状态，并留有一定的余地。

3、操作弹性

要有合适的操作弹性，使其能够满足系统开车时低负荷、正常生产时满负荷以及单炉运行时超负荷(50%～130%)的要求。在上述操作范围内应保证其正常的工作性能。

4、使用寿命

在保证工作性能的前提下，希望使用寿命尽量长，以确保装置的长周期稳定运行及经济运行效能。确切地说，一个无维修运转周期应该在一年以上，最好在5～10年。

因此未来燃气高速调温烧嘴产品按行业、炉型研制产品会得到广泛的推广。高效节能、高风温、高调节精度将使未来燃气高速调温烧嘴产品发展的首要趋势。略……

第五节 燃气高速调温烧嘴产品同类替代技术工艺发展

燃气高速调温烧嘴产品损耗量较大，使用寿命只有3～6个月，因此对去耐磨性能要求较高，目前国内各行业使用广泛，还没有同类产品的替代技术工艺，因此，燃气高速调温烧嘴产品技术工艺具有不可替代性。

第六节 不同类型生产工艺优缺点比较

高速调温烧嘴由燃气喷口、燃烧筒、燃烧室外壳、高压点火器与火焰传感器组成。燃烧能力由各专用控制阀门调节，并与高压点火器、GSK高速烧嘴控制器配套。

现代高速烧嘴与传统烧嘴相比有以下优点：

1、燃烧室的容积热强度非常高，可达2.1×108W/m3，因此燃烧室体积非常小，散热少，燃烧热效率高，而且有利于简化窑体结构，这对发展高温窑炉，节约燃料十分有利；

2、由于高速焰气带动窑内气体在整个窑内循环流动，起着强烈的搅拌作用，使窑内温度和气氛都非常均匀，可对坯体进行均匀快速的加热，提高产品的品质和产量，节约燃料；略……

第七节 燃气高速调温烧嘴生产工艺流程分析

燃烧筒式燃气高速调温烧嘴结构

煤气从烧嘴后盖中心喷口喷出后与少量助燃空气混合，在后盖内形成局部易燃混合气体涡流区，在此区域设置火花塞，用高压电很容易点燃烧嘴，点火电压一般为>6000V，点火变压器容量一般为l50～20oVA，使用时需将外电极爪去掉，以增大跳火间隙．

基于以上特点，高速喷嘴设计的原则是：

1)燃料与空气流沿长度可按点火区空气过剩系数；二次宅气补给段(可分多次)的a=0．8～1．0。对于燃气型高速喷嘴的煤气可采取多排孔送入头部区，类似多级燃烧，有利于降低排气污染物。

2)二次空气喷射速度可取15-20m／s。

3)燃烧筒必须耐高温，可采用二次空气的环形流道(耐热合金结构)，也可采用耐火材料砌成。

4)根据燃料种类确定点火装置，一般燃用高热值气体燃料，可选用汽车点火装置；燃用重质液体燃料可选用高能点火喷嘴装置。

第八节 国外燃气高速调温烧嘴生产工艺发展阶段比较

高速烧嘴是70年代以后国际上发展起来的新型燃烧器。目前，国外燃气高速调温烧嘴生产工艺处于成熟阶段，随着技术的发展，应用领域更加广泛，技术与产品功能更加精细与安全，国外燃气高速调温烧嘴产技术较为成熟，并且在产品的创新方面有较大的进步。略……

第九节 燃气高速调温烧嘴产品供需格局

一、2011年国内燃气高速调温烧嘴产销量对比

2004-2011年中国燃气高速调温烧嘴产销量对比

                                                                                                                                   单位：只

二、2011年我国燃气高速调温烧嘴市场供需格局

燃气高速调温烧嘴产品国内供给市场结构图

燃气高速调温烧嘴产品国内需求市场结构图

第十节 燃气高速调温烧嘴行业产业链构成模型分析

一、燃气高速调温烧嘴行业产业链构成

（一）产业链分析

高速调温烧嘴由：燃气喷口、燃烧筒、燃烧室外壳、高压点火器与火焰传感器组成，其燃气喷口、燃烧筒、燃烧室外壳均由耐火材料组成，其上游行业为耐火材料行业。

燃气高速调温烧嘴适于高温工业炉使用，涉及的行业为工业锅炉行业。

（二）上下游状况

1、上游行业—耐火材料行业

2003-2011年6月我国耐火材料产量及同比增长

                                                                                                                               单位：万吨

1）产量运行分析

1-6月份，全国耐火材料产量1316.3万吨，同比增长2.25%；其中致密定型耐火制品810.11万吨，同比增长3.83%；不定形耐火制品476.33万吨，同比增长-0.21%。主要品种产量见图。

2011年1-6月耐火材料主要品种产量

                                                                                                                单位：万吨

2011年1-6月份主要耐材生产省（市）产量情况

                                                                                                                                       单位：万吨

2）耐火原材料进出口贸易情况

1-6月份，全国耐火原材料进出口贸易总额17.70亿美元，比上年同期增长19.19%；其中出口贸易额16.44亿美元，同比增长18.8%；进口贸易额1.26亿美元，同比增长23.71%。

2、下游行业

工业锅炉是重要的热能动力设备，广泛应用于工厂动力、建筑采暖、人民生活等各个方面，需求量很大。由于受国家宏观经济政策的影响，工业锅炉的新增需求量逐年减少，市场竞争日趋激烈，企业间相互压价销售，导致许多厂家经济效益逐年滑坡，行业整体效益不佳，特别是2008年的国际金融危机，使国内市场需求受到相当程度的冲击。工业锅炉行业亏损企业不断增加，2006、2007、2008、2009四年亏损企业分别占统计总数的20.73%、44.05%、57.75%和15.38%。

相当长的时间内，我国实行“以煤为主”的能源政策，工业锅炉的生产、使用一直以燃煤锅炉为主。但随着我国节能减排、可再生能源利用等政策的推行，工业锅炉的产品结构、燃烧方式也发生了不同程度的变化，流化床锅炉、生物质锅炉、余热锅炉等得到了较快发展。

随着节能减排工作的进一步实施，国家推出了一系列的节能减排政策和措施，鼓励企业研发高效率、低能耗、低排放的产品，倡导节能减排全民意识，过去未被重视和利用的余热余压也越来越引起各行各业的关注，工业锅炉行业企业根据各自的技术实力和特点，研发和生产了各具特色的余热锅炉应用于国民经济的多个领域，主要产品有：燃气轮机余热锅炉、高炉煤气余热锅炉、水泥窑余热锅炉、干息焦余热锅炉、氧气转炉余热锅炉、生物质锅炉、有色冶金余热锅炉和炼油催化装置余热锅炉等。

随着大中城市产业结构调整、旧区改造和工区的成片建设以及中心城区禁煤政策的实施和区域集中供热、热电联产等节能减排政策的推行，中小型燃煤锅炉正向着大容量、高参数、高能效、低排放的方向发展，10t/h以下的小容量燃煤工业锅炉的数量逐年下降，一方面逐渐被燃油（气）锅炉、电热锅炉等其他洁净产品取代，一方面被集中供热方式取代。

2003-2011年8月中国工业锅炉产量及同比增长

                                                                                                                                    单位：蒸发吨

二、燃气高速调温烧嘴行业产业链模型分析

燃气高速调温烧嘴行业产业链模型图

略……

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