蓄熱式燃氣爐是一項**節能技術，但至今在鋁行業普及率不高，主要是一次性投資較大，維修費用較高。新近開發的燃氣不換向蓄熱式燒嘴，設備投資少、系統簡化、設備故障少，使用安全可靠。

　　蓄熱式燃氣爐能大幅度節能已成不爭的事實，它的工作原理也為大家所熟悉。但是這樣一項**節能技術至今在鋁行業普及率不高，只是在部分大型鋁廠被采用，一些小型鋁廠寧肯使用普通燒嘴或采用落后的節能技術也不愿采用該項技術。究其原因除了對該項技術了解不夠以外，還與下列因素有關：同普通燒嘴相比，一次性投資較大；管路和換向裝置以及電控系統比較復雜，一旦出現事故，影響系統運行；技術含量較高，對維修人員素質要求高；維修工作量較大，維修費用較高；由于頻繁換向，擔心存在安全問題；擔心難以達到預期節能效果。要進一步推廣這項技術，蓄熱式燒嘴的簡單化勢在必行，而燃氣不換向是使其簡化的重要手段。

　　一、燃氣不換向蓄熱式燒嘴的關鍵技術燃氣不換向蓄熱式燃氣爐的管路如圖 1。　

　1 ． 燃氣與空氣的混合

　　對于普通燒嘴來說，燃氣與空氣的混合是在燒嘴里完成的，混合的好壞取決于燒嘴的結構。燃氣不換向蓄熱式燒嘴則不然，它有三個噴孔：中間孔噴出燃氣，燃氣不換向；兩側孔一個噴出熱風，一個抽吸燃燒廢氣，定時換向。燃氣與空氣預先不混合，各自以單獨的流股進入爐膛，邊混合邊燃燒，混合與燃燒兩個過程在爐內同時進行。混合越好，燃燒越能在短時間內完成，火焰越短，火焰溫度越高。相反混合得不好，則火焰拉長、剛性差、溫度低。燃氣與熱風兩個流股的混合決定著火焰的形狀、爐溫的均勻性。

　　根據兩個流股混合理論：兩流股交角越大、速度差越大，則混合越好。但必須以火焰不被吹滅、能穩定燃燒為前提。空氣流股速度快，燃氣流股速度慢，前者卷吸后者，對撞后的混合流股向燃氣流股方向偏移。

　　2 ． 燃氣流股的點燃和火炬的穩定燃燒

　　要求燃氣流股在與空氣流股碰撞之前已被點燃，碰撞之后不被吹滅，火炬能穩定燃燒。事實上，燃氣流股的點火是很困難的，容易脫火，其原因在于：

　　（1）燃氣出口速度大于火焰傳播速度造成脫火，這種脫火現象在選用天然氣時*為嚴重；

　　（2）燃氣流股中只供少量空氣，燃氣量遠大于燃燒需要的空氣量，同合理配風的預混氣體相比火焰傳播速度慢，容易脫火；

　　（3）剛從燃氣孔噴出的火焰，剛性差，容易被高速噴出的空氣流吹滅。有的供應商采用設普通、蓄熱兩套燒嘴的辦法來解決點火難的問題。點火時使用普通燒嘴，燒到一定溫度后再切換到蓄熱式燒嘴上。天然氣與空氣混合物的著火溫度為 750℃~800℃，

　　即爐子達到這個溫度才能切換，這對小型爐來說還可以，但對大型爐來說顯然對節能不利。

　　由于燃氣噴槍中的燃氣流火焰傳播速度很慢，用常規的穩焰方法很難解決脫火問題。西安科匯熱工技術設計研究所通過多次試驗研究開發出一種自點火復合式燃氣噴槍，其原理是在大燃氣噴槍中心設一個很小的小火槍，在小火槍中按燃燒空氣需要量供風，并采取穩焰措施使其噴出剛勁有力的火焰，不易被主氣流吹滅。小火槍伸出大噴槍的長度應該合適，能將大噴槍在一點空氣都不供給的情況下點燃并徐徐燃燒，火焰繼續前進遇到熱風后形成有力的高溫火炬，而處于低溫區的小火槍不必擔心會被燒壞。該項技術已申請****。

　　3 ．防止火焰短路

　　空氣流股速度越快，對撞后的混合流股偏移越厲害，在排煙孔抽力作用下成 U 形火炬，抽力很大時，偏轉角過大，火焰有可能被抽到排煙孔里形成短路，這是一個令人擔心的問題。但是如果處理得好**可以避免。首先空氣射流速度要快，工況速度達到 100 米 / 秒以上，使火焰長度能達到爐膛的 2/3 以上，盡量不要讓火焰打彎，排煙孔抽吸的是爐內失去速度的滯留的廢氣，爐內氣體流動情況類似自身預熱式燒嘴，所以這種燒嘴又叫自身蓄熱式燒嘴。

　　二、燃氣不換向燃氣爐的優點

　　減少設備投資。由于省去燃料換向閥，相應的管路系統、電控系統也可以簡化。同換向蓄熱式燒嘴相比可節約投資 25%~30%，對于使用熱發生爐煤氣的燃氣爐，這方面的優點更為突出；

　　不會發生因換向引起的燃氣漏損和黑爐現象，可節約燃料、縮短熔化時間；管路系統簡化，占地面小，更適于舊爐改造；燃氣不用換向，設備故障少，使用安全可靠。

　　三 、燃氣不換向蓄熱式燒嘴的缺點

　　當燒嘴個數少時，火焰不能充滿爐膛，爐溫均勻性變差；同換向燒嘴相比火焰剛性差；當燃料與空氣混合不好時，會造成化學不**燃燒；當U形火焰短路時，離爐煙氣溫度過高；這些都可能會降低燃料利用率，影響節能效果。

　　四、燃氣不換向蓄熱式燃氣爐

　　上述這些缺點決定了燃氣不換向燒嘴不適合爐溫均勻性要求高的爐子（當然靠增加燒嘴個數可以解決爐溫均勻性問題，但設備就變得復雜了），而更適于燃氣爐，尤其是使用熱發生爐煤氣的燃氣爐。

　　1．因為鋁的熔點低，相應要求燃氣爐溫度也低，一般要求升到1 200℃就可以了。一個 35 噸的燃氣爐只設一對換向燒嘴即可滿足要求，可見燃氣爐對爐溫均勻性不夠敏感。

　　雖然說鋁對輻射熱的吸收率低，但上面浮一層爐渣以后吸收率就不低了，可以大量吸收輻射熱，只要整個爐溫上去了，即使爐溫不太均勻，鋁錠照樣可以化開。

　　2 ．由于固態鋁對輻射熱的吸收率低，必須用高速高溫的氣流沖刷才能使其快速熔化，所以燃氣爐對火焰的剛性要求較高。當爐內一部分鋁錠化成鋁液后，其他未熔化的鋁錠就浸在鋁液中靠導熱被熔化。不換向蓄熱式燃氣爐火焰剛性不如其他燒嘴，但可以靠提高爐溫來補償，不必擔心會延長熔化時間。

　　3．使用熱發生爐煤氣的燃氣爐采用不換向燒嘴，可以克服燃料管道粗、換向閥大、價格貴、易堵塞等缺點。