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第一节 燃气高速调温烧嘴产品分类与构成分析
高速烧嘴结构主要有预混式(空、煤气事先在预混室内混合好后再到烧嘴燃烧室内燃烧)及燃烧筒式(与喷气式飞机燃烧筒结构相似)
国内对工艺烧嘴的结构和型式作过大量的研究。将燃气高速调温烧嘴归纳成两大类。
(1)内混式，即物料在烧嘴内的混合室进行充分混合后经烧嘴喷出。通过对各物理参数的测定，表明这种烧嘴雾化性能较好，但对内混室的耐磨件要求较高，难以实现工业化大生产。
(2)外混式，即物料在烧嘴的出口处进行混合，在喷口处燃烧。目前国内工业化生产中应用的就是这种类型的烧嘴。这种烧嘴与内混式相比，最大的优点就是相对降低了对烧嘴头部耐磨件的要求，但雾化性能略逊于内混式。
高速喷嘴使用的燃料主要是气态和液态燃料，有冷、热风喷嘴，热风喷嘴又有外热式和和自身预热式之分。可燃用燃油和煤气。我国也研制和应用了此种喷嘴，下面为燃用发十炉煤气的戍速喷嘴FRl／4型，燃气消耗量为60～300Nm3／h，燃气压力300～450Pa，空气压压400～500Pa。煤气(6)供人后与一、二次空气管7、8上的多股射流均匀混合、燃烧。由点火喷嘴9点火，调节二次风量可改变出口燃气温度。
它是燃用重油的高速喷嘴．它采用丁Y型高压雾化气(汽)喷嘴，燃气喷出速度高达200～300m/s。在燃烧筒头部及中部补充供给低压助燃空气。
无论燃油或燃气型高速喷嘴，它们与燃气轮机燃烧室结构非常类似，都是在自身燃烧筒(或称火焰筒)内基本完成燃烧，其出口均为高速燃气喷射流。其差别主要是：
1)工业炉用高速喷嘴要求提供炽热火焰射流．而燃气轮机燃烧室喷出燃气温度必须按透平耐温度能力和作功要求，在主燃区分燃烧基础上，补充掺混少量空气。因此，高速喷嘴相当于燃气轮机燃烧室主燃区和燃气导管的组合体。
2)燃点轮机燃烧室进口气流是经过压气机的增压气体，压力为0.5—3。5MPa，温度为200～600℃而高速烧嘴的助燃气为低压气源供给，如果采用自身预热型，也可增加进气温度(约400'℃以下)。
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。
高速烧嘴的雏形在60年代之前已经出现。1962年美国人Bickley发明了一种燃气高速调温烧嘴，即首先使燃气在燃烧室内进行"完全"的燃烧，然后用二次空气（调温空气）来调节喷出焰气的温度。调温空气的掺入可产生大量而且与窑内温度相近的高速气流，加上合理地布置烧嘴，则可在窑内形成强烈的可控制的气流循环，同时解决窑内火焰上浮的问题，使窑内温度均匀，对流给热系数明显增大，从而显著地缩短烧成时间，且产品品质和产量大幅度提高，每窑燃耗和单位产品燃耗明显下降。随后，原联邦德国、原苏联、英、法等国先后研制出多种高速烧嘴。
第四节 我国燃气高速调温烧嘴产品技术应用成熟度解析
燃气高速调温烧嘴产品主要气体燃料包括天然气、高炉/焦炉/发生炉/转炉煤气、城市煤气、混合煤气、液化石油气、油田气、炼厂气、沼气、其它可燃性气体等。
应用领域广泛。多应用于冶金、机械行业：轧钢加热炉、锻造加热炉、热处理炉、热风炉、烘干炉、烧结炉、熔炼炉、钢包烘烤器等。石油化工行业：管式加热炉、裂解炉、反应炉、水套炉等。粉末烧制行业：回转窑、热风炉、热分解炉、烘干设备等。陶瓷行业：隧道窑、辊道窑、梭式窑、喷雾干燥塔等。玻璃行业：熔炉、池窑、坩埚窑、退火窑等。蒸汽锅炉（电站锅炉），热水锅炉。垃圾、废物焚烧炉。其它各类工业燃料加热炉及燃料加热设备。
高速烧嘴是在烧嘴内燃烧后向炉内喷入高温烟气。当煤气压力或空气压力的变化使烧嘴暂时灭火而炉温较低时，这时空、煤气混合气体喷入炉膛，当条件适宜时可能产生爆炸而损坏设备，甚至引起人身伤亡，所以高速烧嘴在生产中一定要安装火焰监测器。当烧嘴灭火时安装在烧嘴后盖上的紫外监测器(还有其它类型，如离子监测器、电偶型监测器、红外型监测器等，但紫外型监测器比较可靠，抗干扰能力强)探头将输出灭火电信号送到设在操作间或仪表室安装的紫外监测器上，该仪表(我院先后研制了ZWD-BI,1型和ZWD856型紫外监测器)及时发出声光报警，通知操作人员及时处理灭火故障，仪表同时可输出两时电气接点参加自动控制，或自动切断煤气，或霞新起动吹扫、电点火程序控制系统[我院有专用的CPC(CornbustionProgramControlSystem)系统设计]将烧嘴重新点燃。
空气进入烧嘴后从环套的两排小孔喷入燃烧筒内，与煤气边混合边燃烧，在后盖与燃烧筒之间设一耐热钢制的导向挡板，防止大量空气进入后盏附近与煤气混合燃烧，并遮避燃烧筒内的高温辐射，而有效地保护了设在后盖的的电火花塞、紫外监测头等部件。
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；
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。
第九节 我国燃气高速调温烧嘴生产工艺创新历程与途径
我国从70年代末80年代初才开始试验并用于生产中，目前仍处在初级使用阶段。目前我国工业炉常用的煤气烧嘴基本上还是50年代的喷射、涡流、套管式。在国内燃气高速调温烧嘴还属空白,至于按行业、炉型研制的燃烧装置则更少。
预混式调温高速烧嘴是一种先进的燃烧器，其煤气与空气在进入燃烧室前已充分混合，燃烧充分，不回火。这种燃烧器在英国、美国、德国、比利时、俄罗斯、日本等国家被广泛应用于各种工业窑炉上，均取得优异效果，在国内已经开始使用。北京工业大学从一九七五年开始研制，并取得良好效果，于一九八三年获北京市科技进步二等奖，一九八四年获电子工业部科技进步二等奖；经不断改进与研制的新产品又获96年北京市科技进步三等奖。目前，北京工业大学研制的预混式调温高速烧嘴技术指标已达到或超过国际水平，居国内领先。
几年来，调温高速烧嘴经试验研究与初步工业应用表明，它可以广泛应用于陶瓷、玻璃、搪瓷、金属热处理、冶金等热工过程和设备上。随着技术的发展，我国燃气高速调温烧嘴会得到更广泛的应用。
第十节 国内燃气高速调温烧嘴生产设备简介
1、通过采用达到耐温，耐蚀、耐冲刷，提高烧嘴的使用寿命；
2、焊后的热处理也很关键，这关系到焊接应力的消除，尺寸、形状误差的控制，以及烧咀机械性能的保证，如强度、硬度、耐高温、耐冲刷、耐磨损性能。
3、严格控制焊后机械加工精度，使其达到满足生产需求的机械性能参数。
4、铣削设备
选用CW6132A型铣床,这种万能卧式铣床既可用立铣,也可用卧铣。右侧还可配挂轮。烧嘴的导程小,超出卧铣头的加工范围,在此用配装立铣头来铣削工件。
第十一节 国内燃气高速调温烧嘴生产设备应用现状
燃气高速调温烧嘴生产设备以进口为主，由于燃气高速调温烧嘴应用广泛，生产设备需要不断改进与更新，才能使燃气高速调温烧嘴产品适应市场的需要。
第十二节 我国燃气高速调温烧嘴生产设备技术研发动态
国内对于燃气高速调温烧嘴的研究，体现了科研、设计、生产等多方面的结合，国产化进展是明显的，有成效的，已经达到部分国外烧嘴的水平。国内目前的国产化烧嘴，无论是自己开发或者是引进后国产化的，基本上都是外冷式的，因此，没有使用接近一年的记录。
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