CN100498064C - 强性预混合燃气燃烧器 - Google Patents

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本发明公开了一种强性预混合燃气燃烧器,包括带有斜孔的喷枪喷嘴、前端有喷孔的喷枪燃气管和喷枪配风管,第一混合器、第二混合器、第三混合器;喷枪燃气管通过燃气导管连接燃气分管形成燃气主道和分道;第一混合器为一组,其内部气道的入口一一对应燃气管和风道的喷孔;第二混合器和第三混合器各为两组;混合器与混合器之间、混合器与喷枪喷嘴之间设有混合室;燃气与空气在第一混合器的入口汇入,在混合室混合后从喷枪喷嘴的斜孔喷出;喷枪燃气管和喷枪配风管分别装有控制阀。本发明结构及燃气与空气配比设计合理,燃烧质量好,火燃短、热效率高,降低了风机的电耗和生产成本;适用于炼钢厂、发电厂、炼油厂等各种工业锅炉、加热炉或轻工业窑炉。

Description

强性预混合燃气燃烧器
一、技术领域:本发明涉及的是一种天然气、瓦斯气、煤气、沼气使川 的燃气燃烧器。
二、 背景技术:炼钢炉、发电厂锅炉等各种工业锅炉、各种加热炉及其各 种轻工业窑炉都需使用燃烧器,这种燃烧器以天然气、瓦斯气、煤气或沼气作 为燃料。由于燃气的特性是体积大,比重轻、流速快、易燃易爆,给燃烧器的 设计加工带来较大的难度。因此,目前国内外燃气燃烧器的热效率都不高,炼 油厂的燃气加热炉,其热效率一般在68-72%左右,民用的取暖燃气锅炉,K 热效率一般在68-78%左右,而且,产生的烟气量大,生产成本高。
三、 发明内容:本发明的目的是提供一种强性预混合燃气燃烧器,这种燃
气燃烧器将燃气与空气合理配比,提高热效率,减少产生烟气量,降低生产成 本。
本发明的技术方案是这样实现的:强性预混合燃气燃烧器包括带有斜孔 的喷枪喷嘴、前端有喷孔的喷枪燃气管和喷枪配风管、第一混合器、第二混 合器、第三混合器;喷枪燃气管通过燃气导管连接燃气分管形成燃气主道和 分道;第一混合器为一组,其内部气道入口分别一一对应燃气管和风道的喷 孔;第二混合器和第三混合器各为两组,依次间隔放置;混合器与混合器之 间、混合器与喷枪喷嘴之间设有混合室;燃气与空气在第一混合器内部气道 的入口汇入,在第一与第二混合器、第二与第三混合器、喷枪喷嘴之间的混 合室混合后从喷枪喷嘴的斜孔喷出;喷枪燃气管和喷枪配风管分别装有控制 阀。
有益效果:本发明的设计使燃气与空气在燃烧器内经过5组混合器、5个 混合室,进行5次强性混合,然后从喷枪喷嘴斜孔喷出后旋转燃烧;由于第 一混合器内部气道的入口分别与燃气管与风道的喷孔一一对应,燃烧器的结 构及燃气与空气配比合理,而且燃气管、配风管的喷孔在设计时对燃气与配 风的比例己作最佳限定,所以燃气与空气在第一混合器内部气道的入口处按 比例混合喷入,燃气燃烧质量好,火燃短、热效率高,改变了原用燃烧器先 喷入、后混合,边混合、边燃烧,配风量大,燃烧对形成的火燃长,排烟温
3度高、热效率低的问题;同时降低了风机的电耗和生产成本;本发明适用于 炼钢厂、发电厂、炼油厂等各种工业锅炉、加热炉或轻工业窑炉。
四、 附图说明: 图l是本发明的结构示意图;
图2是本发明中第三混合器的结构示意图;
图3是图2的侧面视图;
图4是本发明中第二混合器结构示意图;
图5是图4的侧面视图;
图6是本发明中第一混合器结构示意图;
图7是图6的左面视图;
图8是图6的右面视图。
图中:1喷枪喷嘴2、 2a、 2b喷枪燃气管3喷枪配风管3a、 3b配风分 道4第一混合器5、 5a第二混合器6、 6a第三混合器7第一混合室8 第二混合室9第三混合室IO第四混合室11第五混合室12控制阀13控制 阀14燃气导管15内部气道16内部气道17内部气道。
五、 具体实施方式: 下面结合附图对本发明做进一步说明:
图1是本发明结构示意图;根据图1所示,强性预混合燃气燃烧器包括 带有斜孔的喷枪喷嘴l、前端有喷孔的喷枪燃气管2和枪配风管3、第一混合 器4、第二混合器5、 5a、第三混合器6、 6a。喷枪喷嘴1位于燃烧器的前端, 喷枪燃气管2为燃气主道,燃气管2通过燃气导管14接通燃气管2a、 2b形 成燃气分道,燃气管2与燃气管2a、 2b之间相通。喷枪配风管3为配风主道, 燃气管2、 2a、 2b管线之间的间隙形成配风分道3a、 3b。具体是在燃气管h、 燃气管2b的管线尾端用钢板焊接封死,在燃气管2与燃气管2a、燃气管2a 与燃气管2b的管线间隙之间形成配风分道3a、 3b。燃气管2与燃气分管2a 之间为配风分道3a,燃气管2a与燃气管2b之间为配风分道3b,这样使得燃 气管2、燃气管2a、燃气管2b都能分别与配风分道3a 、 3b—一对应。燃气 和空气在第一混合器4内部气道17的入口处汇入第一混合器4,在混合器4 与混合器5、混合器5与混合器6、混合器6与混合器5a、混合器5a与混合 器6a之间的混合室7、 8、 9、 IO内进行混合,然后在混合器6a与喷枪喷嘴1之间的混合室11再次混合后从喷枪喷嘴1的斜孔喷出,由于燃气管2、 2a、 2b、 3a、 3b配风分道的前端有喷孔,喷枪喷嘴l的斜孔向外同一个方向倾斜, 保证混合气体从喷枪喷嘴1的斜孔喷出后能够旋转燃烧。喷枪燃气管2装朽 控制阀12,喷枪配风管3装有控制阀13。
图2是本发明中第三混合器的结构示意图,图3是图2的侧面视图,如 图所示,第三混合器6为一块5mm厚的钢板,上面钻通孔,通孔作为第-:混 合器7的内部气道15。混合器6a的结构与混合器6相同。
图4是本发明中第二混合器的结构示意图,图5是图4的侧面视图,如 图所示,第二混合器5为两端宽15mm,中间宽为5mm的钢板,上面钻通孔, 通孔作为第二混合器5的内部气道16。混合器5a的结构与混合器5相同。
图6是本发明中第一混合器结构示意图,图7是图6的左面视图,图8 是图6的右面视图,如图所示,第一混合器4长为60mm的钢棒,上而钻通 孔,通孔作为第一混合器4的内部气道17。具体设计时,燃气管2、 2a、 2b 的的喷孔与风道3a、 3b的喷孔一一对应第一混合器内部气道17的入U,混 合器4内部气道17的面积分别为所对应的燃气管2、 2a、 2b的喷孔与风道3a、 3b喷孔的孔面积之和。
实际运行中强性预混合燃气燃烧器可根据生产工艺的需要,采用手动成 自动的方式调节炉工艺参数,例如炉热负荷、烟气中排放的CO、 02均可调整。
实施例l:本发明用于大庆石化公司炼油厂1200万大卡的加热炉,燃烧
器的设计是以燃气与空气完全燃烧而需要的空气量为理论空气系数,考虑到 不同单位海拔高度中空气的含氧量不同,因此本实施方式以大庆地区为例,
其空气氧含量为20%, lr^天然气完全燃烧时需要空气量为7.8m3,用这个数
据为计算基数进行燃气燃烧器的设计。
燃烧器燃料为瓦斯,瓦斯压力为3kg/cm2,加热炉上共设计安装6个燃烧
器°
设计时根据燃气与空气的设计比例计算第一混合器入口处所对应的"(
管、风管的孔面积,根据使用炉提供的燃气质量、压力温度、供风质量、 力温度等自然条件计算选型及内部孔道混合时所需的流动空间和防爆极限计 算设计加工燃烧器,保证燃气与空气按设计比例在第一混合器入口处混合后 顺利进入、并顺利通过各个混合器的内部气道,在混合室内充分混合。每个燃烧器中的第一混合器4为一组,第二混合器5和第三混合器6各 为两组,分别是5、 6和5a、 6a,依次间隔放置。
混合器4内部气道17入口对应的燃气道2、2a、2b喷孔的总面积为64mm2, 入口对应风道3a、 3b喷孔的总面积为448 mm2。混合器4内部气道17为若千 个,内部气道17的总面积为512 mm2,为燃气管2、 2a、 2b的喷孔与风道3a、 3b喷孔的面积之和;混合器5内部气道16面积为517.12mm2;混合器6内部 气道15的面积为522.3mm2;混合器5a内部气道的面积为527.5mm2;混合器 6a内部气道的面积为532.8mm2。
混合室4、 5、 6、 5a、 6a之间的间隔为5mm,该间隔空间分别作为第- 、 第二、第三、第四混合室7、 8、 9、 10,混合室6a与喷枪喷嘴1之间中心距 离为llmm,该空间为第五混合室11。
运行时,燃气管线接通燃气主管2,燃气主管2通过控制阀12控制气货。 配风管线接通配风管3,配风管线内为4kg/cmS工业风通过控制阀13控制风 量。每个混合器内部有多个内部气道,第一混合器4内部气道17的入口分別 与燃气管与风道的喷孔一一对应。燃气和空气在第一混合器入口处汇入第一 混合器4,通过第一混合器4并在第一混合器4与第二混合器5之间的混合室 7进行第一次混合,穿过混合器5在混合器5与混合器6之间的混合室8进行 第二次混合;穿过混合器6在混合器6与混合器5a之间的混合室9进行第三 次混合;穿过混合器5a在混合器5a与混合器6a之间的混合室10进行第四次 混合,穿过混合器6a进入混合器6a与喷枪喷嘴1之间的混合室11再次混合 后从喷枪喷嘴1的斜孔喷出。当控制阀12开度为1/3,控制阀13的开度不足 1/3,起始火型高度350mm,粗细为300mm,火焰呈蓝色,旋转燃烧,且火型 稳定、不脱火、不灭火。控制阀12开度为2/3,控制阀13的幵度不足2/3, 火型高度450-500mm,火焰呈蓝色,旋转燃烧,且火型稳定、不脱火、不灭 火。控制阀12全部打开后,火焰呈蓝色,火型高度可从600mm提高到1000mm,
旋转燃烧,燃烧质量好且火型稳定、不脱火、不灭火,燃烧过程中,通过开 关控制阀13用风量来调整所需火焰的颜色。热效率为92%,比原用燃烧器的 热效率(68%)提高了24%。
实施例2:用于大庆志飞生物化工有限公司工业锅炉(20T/H),设计安装 2个燃烧器,燃气为天然气,天然气压力为2kg/cm2,配风为电机功率75kw的鼓风机。控制阀12连接天然气管线,控制阀13连接鼓风机出口。
混合器4内部气道17入口对应的燃气管2、 2a、 2b喷孔的总面积为 353mm2,入口对应风道3a、 3b喷孔的总面积为2471 mm2,混合器4内部气 道17的总面积为2824 mm2,混合器5、 6、 5a、 6a内部气道的面积依次为2852 mm2、 2880mm2、 2卯8mm2、 2937 mm2,其它同实施例1。
点火后,控制阀12开度为1/3,控制阀13的开度不足1/3时,蒸汽量为 10T/H,火焰呈蓝色,旋转燃烧,火型稳定、不脱火、不灭火。燃烧过程屮, 通过开关控制阀13用风量来调整所需火焰的颜色。控制阀12和控制阀13开 度为为2/3,控制阀13的开度不足2/3时,蒸汽量达到20T/H,热效率为95%, 比原用燃烧器的热效率(72%)提高了23%。

Claims (2)

1、一种强性预混合燃气燃烧器,包括带有斜孔的喷枪喷嘴、前端有喷孔的喷枪燃气管和喷枪配风管,其特征在于:该燃气燃烧器还包括第一混合器(4)、第二混合器(5)、第三混合器(6);喷枪燃气管(2)通过燃气导管(14)连接燃气分管(2a、2b)形成燃气主道和分道;第一混合器(4)为一组,其内部气道(17)的入口一一对应燃气管(2)、燃气分管(2a、2b)和风道(3a、3b)的喷孔;第二混合器(5)和第三混合器(6)各为两组,两组混合器(5、6、5a、6a)依次间隔放置;混合器与混合器之间、混合器与喷枪喷嘴之间设有混合室;燃气与空气在第一混合器(4)的入口汇入,在混合器与混合器之间、混合器与喷枪喷嘴之间的混合室混合后从喷枪喷嘴(1)的斜孔喷出;喷枪燃气管(2)和喷枪配风管(3)分别装有控制阀(12、13)。
2、 根据权利要求1所述的强性预混合燃气燃烧器,其特征在于:第一混合 器(4)内部气道(17)的总面积为燃气管(2)的喷孔、燃气分管(2a、 2b) 的喷孔与风道(3a、 3b)喷孔的面积之和。
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