CN102635859A - 一种火焰稳定器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火焰稳定器，包含可调整角度的燃气射流喷嘴和可调整角度的空气射流喷嘴；所述两个射流喷嘴与可调整射流喷嘴角度的喷嘴旋转支架连接。本发明能够较大的提高低热值煤气的燃烧稳定性，改善低热值煤气的燃烧火焰特性，使低热值煤气能够满足更多燃烧设备的热工特性要求。

Description

一种火焰稳定器

技术领域

本发明涉及气体燃料燃烧器技术领域，特别涉及一种火焰稳定器。

背景技术

随着能源供应的日趋紧张以及国内节能减排的巨大压力，以往放散处理的低品质能源的利用开始受到重视。但低品质能源的利用在技术上存在诸多问题，钢铁冶金企业生产过程中产生的大量低热值副产煤气在利用过程中所暴露出来的燃烧稳定性差，火焰特性调节手段少等问题，影响了低热值煤气的广泛应用。

目前，国内外燃烧低热值的常规烧嘴采用的稳定火焰的方式主要是：1、使用盾体火焰稳定器，但其气动阻力大，要求主烧嘴射流速度高，无法主动调节火焰特性，经常发生盾体过烧现象。2、采用值班火焰进行稳燃，但其降低了燃烧室内的燃烧强度，在变工况下稳燃效果不稳定，不能对主火焰的燃烧状态进行调节。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种火焰稳定器，解决目前稳定火焰的方式或装置稳燃效果不稳定、火焰特性调节手段少的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种火焰稳定器，包含可调整角度的燃气射流喷嘴和可调整角度的空气射流喷嘴；所述两个射流喷嘴与可调整射流喷嘴角度的喷嘴旋转支架连接。

进一步地，还包含可调整角度的可切换射流喷嘴；所述可切换射流喷嘴能喷射空气或燃气；所述可切换射流喷嘴与可调整射流喷嘴角度的喷嘴旋转支架连接。

进一步地，所述燃气射流喷嘴、空气射流喷嘴和可切换射流喷嘴三者的出口构成的平面与主烧嘴的嘴口平面相距0cm到10cm。

进一步地，包含用于加热进入所述燃气射流喷嘴、空气射流喷嘴和可切换射流喷嘴三者的空气或燃气的加热器；所述燃气射流喷嘴、空气射流喷嘴，每一个都与一个所述加热器连接；所述可切换射流喷嘴同时与两个加热器连接。

进一步地，所述燃气射流喷嘴、空气射流喷嘴和可切换射流喷嘴三者位于以主烧嘴轴中心为圆心、并位于主烧嘴外的圆上；所述三个射流喷嘴所处位置构成的圆的半径在主烧嘴中心与主烧嘴最大边缘二者距离的1.5倍以内。

进一步地，所述燃气射流喷嘴的个数、空气射流喷嘴的个数和可切换射流喷嘴三者的个数都为一个。

进一步地，所述三个射流喷嘴分别位于正三角的三个顶点。

进一步地，所述每个射流喷嘴的射流的轴向速度大于主烧嘴射流的轴向速度；所述每个射流喷嘴的射流的切向速度与大于主烧嘴射流的切向速度；所述每个射流喷嘴的射流的径向速度大于主烧嘴射流的径向速度；所述射流喷嘴的射流轴向速度方向与主烧嘴射流的轴向速度方向相同。

本发明提供的火焰稳定器，能够较大的提高低热值煤气的燃烧稳定性，改善低热值煤气的燃烧火焰特性，使低热值煤气能够满足更多燃烧设备的热工特性要求，提高低热值煤气的使用范围，提高低热值煤气的使用效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的火焰稳定器的结构主视图；

图2为本发明实施例提供的火焰稳定器的结构左视图；

图3为本发明实施例提供的火焰稳定器的结构俯视图。

具体实施方式

参见图1至图3，本发明实施例提供的火焰稳定器，用于安装在加热炉上的普通高转混合煤气燃烧器。该火焰稳定器主要由四个加热器1、一个燃气射流喷嘴2、一个空气射流喷嘴3、一个可切换射流喷嘴4和三个可调整射流喷嘴角度的喷嘴旋转支架组成。

加热器1布置在加热炉炉墙外，用于加热进入射流喷嘴之前的空气或燃气。所述燃气射流喷嘴2、空气射流喷嘴3，每一个都与一个加热器1连接；所述可切换射流喷嘴4同时与两个加热器1连接，分别用来加热进入可切换射流喷嘴4之前的空气和燃气。

燃气射流喷嘴2、空气射流喷嘴3、可切换射流喷嘴4三者的角度都可以调整，同时可切换射流喷嘴4能根据主火焰的状况喷射空气或燃气。三个射流喷嘴布置在普通高转混合煤气燃烧器出口外侧的加热炉炉墙上。同时三个射流喷嘴位于以燃烧器的主烧嘴轴中心为圆心的圆上，且该圆的半径为混合煤气燃烧器半径的1.2倍，同时三个射流喷嘴所处的位置构成正三角形。每个射流喷嘴的射流的轴向速度大于主烧嘴射流的轴向速度；所述每个射流喷嘴的射流的切向速度与大于主烧嘴射流的切向速度；所述每个射流喷嘴的射流的径向速度大于主烧嘴射流的径向速度；所述射流喷嘴的射流轴向速度方向与主烧嘴射流的轴向速度方向相同。三个射流喷嘴出口处于同一平面，该平面与混合煤气燃烧器出口平面平行，且该平面比混合煤气燃烧器出口平面向加热炉炉内突出5cm。

三个射流喷嘴通过喷嘴旋转支架固定在炉墙上，而喷嘴旋转支架埋于炉墙内，可控制射流喷嘴沿虚拟圆环的半径方向旋转，保证三个射流喷嘴的射流在主火焰区交汇。

以下是本火焰稳定器的工作原理：

由火焰稳定器射流喷嘴喷出的三股煤气和空气射流在主火焰区根部交汇并着火，产生局部高温区以点燃主烧嘴喷出的燃料、空气混合物，起到稳定火焰燃烧的目的。

当现场工作人员通过火焰观察孔或其它工业监控系统发现主火焰根部离主烧嘴较远，有脱火的可能时，且主烧嘴的流速调节能力不足时，通过人工控制或通过现场控制系统(计算机-PLC-伺服机构)来控制旋转支架的角度，从而调节火焰稳定器射流喷嘴的角度，使3股射流交汇点向主烧嘴方向移动，从而带动主火焰着火点向主烧嘴方向移动。

当发现射流交汇点向主烧嘴方向移动后，主火焰着火点向主烧嘴方向移动不明显时，对火焰稳定器的燃料和空气进行加热，逐步提高空气和燃料的温度(本实施例中，空气和燃料的加热温度范围为，环境温度至400℃，先提高空气温度，再提高燃料温度，其它设备加热温度范围可根据加热器能力和热工设备能力而定)，通过提高二者的温度，从而加大位于着火点的燃料和空气的反应速度，提高燃烧过程的稳定性，避免火焰由于脱火造成的熄火现象。

当主火焰根部由于燃料浓度过低导致着火不稳定时，调节火焰稳定器的可切换射流喷嘴使其喷射燃料流，从而间接调节位于着火点的燃料和空气的配比，改善火焰根部的着火特性；反之，则调节火焰稳定器的可切换射流喷嘴使其喷射空气流。

当主火焰高温区温度过高，火焰较短时，调节火焰稳定器的可切换射流喷嘴使其喷射空气流，通过调节火焰根部的燃料和空气配比，降低火焰高温区的最高温度，扩大火焰高温区的范围。

本发明有三点创新的技术改进及有益效果：

1、通过独立于主烧嘴的三股温度可调的刚性射流在主火焰根部产生局部高温区来稳定主火焰的燃烧，射流与主烧嘴射流同向，不会产生低速回流区，气动阻力小；2、能够根据稳燃需要对稳燃射流喷嘴的来流燃料、空气进行加热，改善稳燃效果；3、设置有可切换燃气空气射流喷嘴，能够根据火焰根部稳燃点的空气和燃气浓度比的情况，调节空气和燃料的配比，改善稳燃点的着火性能，调节主火焰的燃烧特性。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种火焰稳定器，其特征在于，包含可调整角度的燃气射流喷嘴和可调整角度的空气射流喷嘴；所述两个射流喷嘴与可调整射流喷嘴角度的喷嘴旋转支架连接。

2.如权利要求1所述的火焰稳定器，其特征在于，还包含可调整角度的可切换射流喷嘴；所述可切换射流喷嘴能喷射空气或燃气；所述可切换射流喷嘴与可调整射流喷嘴角度的喷嘴旋转支架连接。

3.如权利要求2所述的火焰稳定器，其特征在于，所述燃气射流喷嘴、空气射流喷嘴和可切换射流喷嘴三者的出口构成的平面与主烧嘴的嘴口平面相距0cm到10cm。

4.如权利要求2至3任一项所述的火焰稳定器，其特征在于，包含用于加热进入所述燃气射流喷嘴、空气射流喷嘴和可切换射流喷嘴三者的空气或燃气的加热器；所述燃气射流喷嘴、空气射流喷嘴，每一个都与一个所述加热器连接；所述可切换射流喷嘴同时分别与两个加热器连接。

5.如权利要求2至3任一项所述的火焰稳定器，其特征在于，所述燃气射流喷嘴、空气射流喷嘴和可切换射流喷嘴三者位于以主烧嘴轴中心为圆心、并位于主烧嘴外的圆上；所述三个射流喷嘴所处位置构成的圆的半径在主烧嘴中心与主烧嘴最大边缘二者距离的1.5倍以内。

6.如权利要求2至3所述的火焰稳定器，其特征在于，所述燃气射流喷嘴的个数、空气射流喷嘴的个数和可切换射流喷嘴三者的个数都为一个。

7.如权利要求6所述的火焰稳定器，其特征在于，所述三个射流喷嘴分别位于正三角的三个顶点。

8.如权利要求1至3任一项所述的火焰稳定器，其特征在于，所述每个射流喷嘴的射流的轴向速度大于主烧嘴射流的轴向速度；所述每个射流喷嘴的射流的切向速度与大于主烧嘴射流的切向速度；所述每个射流喷嘴的射流的径向速度大于主烧嘴射流的径向速度；所述射流喷嘴的射流轴向速度方向与主烧嘴射流的轴向速度方向相同。

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