[科普中国]-顶燃式隧道窑

顶燃式隧道窑的烧嘴设在窑顶，燃料和空气从顶部烧嘴喷入砖垛间隙中燃烧，其结构如图所示，故顶部结构较为复杂，多采用吊顶结构。

简介顶燃式隧道窑的烧嘴设在窑顶，燃料和空气从顶部烧嘴喷入砖垛间隙中燃烧，其结构如图1所示。这样，烧嘴的数量不受限制，可采用小容量、多点、分散的方式进行布置，从而大大改善了传热情况和砖垛温度的均匀性。特别是当其与间歇式燃烧方式相配合时，燃料消耗可降低34% ~46%。表1列出了产量为200t/d黏土砖侧烧窑（烧成温度为1350℃）和顶烧窑相比较的数据。顶窑具有明显的优越性。

特点及应用侧烧窑的烧嘴设在靠近车台平面处，窑横断面上静压强分布不均匀，如图2所示。在窑底两侧有较大的负压，而中心部位由于烧嘴喷射动压头的转化形成较高的正压，给窑底静压平衡和密封带来困难，产生漏气。而顶烧窑横断面上的静压强分布比较均衡, 如图3所示，其顶部有较均衡的负压，底部有较均衡的正压。它与几何压头造成的静压强分布情况刚好相反，减弱了热气体的偏流现象，有利于窑内气体温度的均匀。顶烧式窑的烧嘴也可不安装在两窑车接头处，以减少热气体向窑底的泄露。但顶烧式窑由于烧嘴设在项部，故顶部结构较为复杂，多采用吊顶结构。 目前，这种窑多用于低温烧成的黏士砖和陶瓷制品。

间歇式燃烧法顶烧式隧道窑与间歇式燃烧法相配合，则能收到更好的效果。

原理间歇式燃烧法是指在制品烧成要求和允许的温度范围内，使烧嘴按预定的时间间隔进行燃烧。如烧成温度为1300℃，允许温差为±15℃，则可使烧嘴在1285℃时点火，当温度升到1315℃时熄火。燃烧停止的时间取决于允许的温度下限，如1285℃，一旦温度降至此值，便再次自动点燃烧嘴进行升温，如此反复。采用这种方式，隧道窑窑顶可根据需要设置一些烧嘴， 使其在与窑车前进方向垂直码放的砖垛间燃烧， 并根据规定的时间与相邻烧嘴反复交替地进行燃烧与停熄。这样，图1中所示的A点温度变化规律如图4所示。图中虚线为相邻烧嘴温度变化规律。由图4可知，A点的温度在其允许温度范围内呈近似正弦曲线波动。

特点间歇式燃烧法有利于燃烧产物对制品的传热。因为在这一传热过程中，包括两个过程：一是燃烧产物对制品表面的辐射和对流，二是制品内部的不稳定导热。只有当此两过程传热率近似相等时，传热过程才比较合理。但制品内部的导热过程总是较慢的。这样，当其表面温度升高并逐渐接近燃烧产物的温度时，燃烧产物对制品的传热减弱，它所携带的较多热量就不能传给制品而被烟气带走。采用间歇式燃烧法则可克服这一弊病。因当表面温度升高至接近燃烧产物温度时，燃烧终止，而制品内部的导热仍在进行，表面温度逐渐下降，直至进入下一个燃烧周期。间歇式燃烧法与顶烧式隧道窑相配合（也可与其他窑炉相配合）可非常明显地降低燃料消耗。

未普及原因顶部间歇燃烧法不能普及的主要原因在于：它要求向很多烧嘴定量供油，并要通过间歇燃烧系统非常正确地控制各烧嘴燃油量的增喊，这就使得烧嘴的喷射装置结构复杂，加工精度要求较高，同时应有与之相应的自动调节装置。

燃料喷射装置顶烧式隧道窑与间歇式燃烧法相配合，则能收到更好的效果。由于顶部间歇燃烧法不能普及，所以采用电磁空气阀将压缩空气作用在燃料喷射装置上，使其间歇定量喷雾，并用开关把要求喷射的时间关系作用在电磁阀上。间歇式燃烧技术的另一个关键问题是防止烧嘴在终止燃烧时结焦阻塞。为此，烧嘴宜小型化，并用定量压送泵送油。1

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杨明 - 副教授 - 西南大学