CN102944015B - 一种引射预燃式无焰燃烧器 - Google Patents
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Abstract
一种引射预燃式无焰燃烧器，包括：喷嘴、预燃室；预燃室前端洗出b=0°-70°的槽，右旋或左旋均匀分布，保证空气的进入并达到旋流的效果，后端直接与炉膛相连，进行燃烧产物的排放。燃料则通过喷嘴进入预燃室与空气混合；通过引射技术，空气由槽被吸入到预燃室内，并且可以使用气体、固体燃料实现无焰燃烧。本发明由于采用了引射方法使得热空气在燃料的射流作用下被引射到预燃室内，最后燃烧产物喷入到炉膛里使得燃烧产物在较大的区域内进行无焰燃烧，降低了过量空气系数，提高了燃烧效率，降低了燃烧噪声。
Description
技术领域
本发明涉及一种引射预燃式无焰燃烧器，属于燃烧设备锅炉技术领域。
背景技术
传统燃烧器的燃料燃烧不充分，燃烧速率慢，热效率低，严重造成了能源的浪费，并且NOx排放比较高，再加上我国对能源的需求量在不断地增长，因此此时能源与环境问题变得
更加的突出。
引射器是利用射流的紊动扩散作用，使不同压力的两股流体相互混合，并引发能量交换的流体械和混合反应设备。引射器主要由工作喷嘴、接受室、混合室及扩散室等部件组成。进入装置前，压力较高的流体叫做工作流体，它以很高的速度从喷嘴流出，进入接受室，由于射流的紊动扩散作用，卷吸周围的流体而发生动量交换，被吸走的压力较低的流体叫引射流体。工作流体与引射流体在混合室内混合，进行动量和质量交换。
因此采用引射技术对于降低污染物的（主要指NOx）排放，提高燃烧效率，降低过量空气系数将更加有效。目前尚未有相关文献报道。
发明内容
本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种引射预燃式无焰燃烧器，解决当前现有技术的燃烧室内温度分布不均匀、氮氧化物排放偏高、燃烧不够充分、燃烧效率偏低问题。
本发明的技术方案：一种引射预燃式无焰燃烧器，包括：喷嘴1、预燃室2、槽3；所述预燃室2用于燃料和空气的部分燃烧，预燃室2的前端洗出若干个b=0°-70°的槽3，b代表槽3倾斜的角度，当b=0°时，槽3为直槽，当b取其它数值时，槽3为斜槽；所述槽3右旋或左旋均匀分布，用于引射少量的热空气进入预燃室并达到旋流的效果；所述喷嘴1直接深入到预燃室2内，通过N2或CO2输送燃料并和热空气相互混合进而燃烧。
所述槽3b=0°时有利于比较长的燃烧器在较远处接触热空气，b=70°时有利于比较短的燃烧器更大范围的接触热空气，中间度数则介于两者之间。
所述槽3为2-16个，有利于混合出不同浓度的燃料，槽数少时则可得到高浓度的燃料，槽数较多时则可得到低浓度的燃料。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明采用了引射技术，因此可以不再单独的采用鼓风装置对燃烧器进行输送热空气，并且最后燃烧产物可以高速的喷入到炉膛里，使燃烧反应发生在一个宽广的弥散区域，能够进一步的实现炉膛里的无焰燃烧，克服了现有技术的燃烧室内温度分布不均匀、氮氧化物排放偏高、燃烧不够充分、燃烧效率偏低等缺点，其优点是提供的空气是热空气，因此不需要对空气进行预热，加快了反应的速度，提高了燃烧效率，不需要外加点火装置；而且能够根据引射的功能自动吸收周围的热空气，同时能够使大部分未燃的燃料以较高的速度喷入炉膛里，再者由于燃烧器尾部采用发散型的增加了射流的宽度，因此使之能够在炉膛的较大范围内进行无焰燃烧，降低了燃烧噪声。
附图说明
图1为本发明引射预燃式无焰燃烧器的结构示意图；
图2为本发明引射预燃式无焰燃烧器预燃室前端为直槽的剖面图；
图3为本发明引射预燃式无焰燃烧器预燃室前端为斜槽的剖面图；
图4为本发明预燃室前端示意图；
图5为本发明预燃室前端为直槽的局部剖面图；
图6为本发明预燃室前端为斜槽的局部剖面图；
图7为本发明预燃室前端为斜槽的立体图；
图8为本发明引射预燃式无焰燃烧器前端为直槽优选结构示意图；
图9为本发明引射预燃式无焰燃烧器前端为斜槽优选结构示意图；
图10为本发明预燃室后端的示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明引射预燃式无焰燃烧器的具体实施方式
实施例1
本实施例中，由喷嘴1、预燃室2组成；预燃室2的前端洗出8个b=0°的槽3（见图2，4，5，即槽3为直槽）；喷嘴1直接深入到预燃室2内；预燃室2的末端直接连接到炉膛里。
本发明实施例工作原理如下（本发明实施例实施过程中采用的燃料为固体或气体燃料）：
起始阶段燃料供给装置通过N2将燃料通过喷嘴1喷入到预燃室2，与此同时由于射流的紊动扩散作用，卷吸周围的热空气通过槽3进入到预燃室2内，二者在预燃室2内相互混合，由于热空气的温度足以达到燃料的着火点，这样二者便可在预燃室里混合燃烧，由于热空气的数量还比较少，因此燃料只能处于贫氧状态，这样预燃室2便可获得稳定的火焰。再者由于燃料与空气的燃烧使得预燃室2内的温度、压力都开始升高,燃烧产物向两端排出;与此同时,由于气体本身有一定的惯性,因此燃烧产物向两端的高速运动造成了预燃室2内的负压,在负压的作用下,空气从槽3自动吸入,最后排出的燃烧产物高速的喷入到炉膛里使得燃料能够在较大的区域内进行无焰燃烧。这样实现了引射，同时又有利于最后实现无焰燃烧。
实施例2
本实施例中，由喷嘴1、预燃室2组成；预燃室2的前端洗出8个b=30°的槽3（见图3，4，6，7，即槽3为斜槽），槽3右旋或左旋均匀分布；喷嘴1直接深入到预燃室2内；预燃室2的末端直接连接到炉膛里。
本发明实施例工作原理如下（本发明实施例实施过程中采用的燃料为固体或气体燃料）：
起始阶段燃料供给装置通过N2将燃料通过喷嘴1喷入到预燃室2，与此同时由于射流的紊动扩散作用，卷吸周围的热空气通过槽3进入到预燃室2内，二者在预燃室2内相互混合，由于热空气的温度足以达到燃料的着火点，这样二者便可在预燃室里混合燃烧，由于热空气的数量还比较少，因此燃料只能处于贫氧状态，这样预燃室2便可获得稳定的火焰。再者由于燃料与空气的燃烧使得预燃室2内的温度、压力都开始升高,燃烧产物向两端排出;与此同时,由于气体本身有一定的惯性,因此燃烧产物向两端的高速运动造成了预燃室2内的负压,在负压的作用下,空气从槽3自动吸入,最后排出的燃烧产物高速的喷入到炉膛里使得燃料能够在较大的区域内进行无焰燃烧。这样实现了引射，同时又有利于最后实现无焰燃烧。
实施例3
本实施例中，由喷嘴1、预燃室2组成；预燃室2的前端洗出8个b=70°的槽3（参照b=30°，即槽3仍为斜槽），槽3右旋或左旋均匀分布；喷嘴1直接深入到预燃室2内；预燃室2的末端直接连接到炉膛里。
本发明实施例工作原理如下（本发明实施例实施过程中采用的燃料为固体或气体燃料）：
起始阶段燃料供给装置通过N2将燃料通过喷嘴1喷入到预燃室2，与此同时由于射流的紊动扩散作用，卷吸周围的热空气通过槽3进入到预燃室2内，二者在预燃室2内相互混合，由于热空气的温度足以达到燃料的着火点，这样二者便可在预燃室里混合燃烧，由于热空气的数量还比较少，因此燃料只能处于贫氧状态，这样预燃室2便可获得稳定的火焰。再者由于燃料与空气的燃烧使得预燃室2内的温度、压力都开始升高,燃烧产物向两端排出;与此同时,由于气体本身有一定的惯性,因此燃烧产物向两端的高速运动造成了预燃室2内的负压,在负压的作用下,空气从槽3自动吸入,最后排出的燃烧产物高速的喷入到炉膛里使得燃料能够在较大的区域内进行无焰燃烧。这样实现了引射，同时又有利于最后实现无焰燃烧。
实施例4
本实施例中，由喷嘴1、预燃室2组成；预燃室2的前端洗出8个b=0°的槽3（见图2，4，5）；预燃室对称开出两个斜缝4（见图8，10）；喷嘴1直接深入到预燃室2内；预燃室2的末端直接连接到炉膛里。
本发明实施例工作原理如下（本发明实施例实施过程中采用的燃料为固体或气体燃料）：
起始阶段燃料供给装置通过N2将燃料通过喷嘴1喷入到预燃室2，与此同时由于射流的紊动扩散作用，卷吸周围的热空气通过槽3以及预燃室周围的斜缝4进入到预燃室2内，二者在预燃室2内相互混合，由于热空气的温度足以达到燃料的着火点，这样二者便可在预燃室里混合燃烧，由于热空气的数量还比较少，因此燃料只能处于贫氧状态，这样预燃室2便可获得稳定的火焰。再者由于燃料与空气的燃烧使得预燃室2内的温度、压力都开始升高,燃烧产物向两端排出;与此同时,由于气体本身有一定的惯性,因此燃烧产物向两端的高速运动造成了预燃室2内的负压,在负压的作用下,空气从槽3和斜缝4自动吸入,最后排出的燃烧产物高速的喷入到炉膛里使得燃料能够在较大的区域内进行无焰燃烧。这样实现了引射，同时又有利于最后实现无焰燃烧。
实施例5
本发明实施例中，由喷嘴1、预燃室2组成；预燃室2的前端洗出8个b=30°的槽3（见图3，4，6，7），槽3右旋或左旋均匀分布；预燃室对称开出两个斜缝4（见图9，10）；喷嘴1直接深入到预燃室2内；预燃室2的末端直接连接到炉膛里。
本发明实施例工作原理如下（本发明实施例实施过程中采用的燃料为固体或气体燃料）：
起始阶段燃料供给装置通过N2将燃料通过喷嘴1喷入到预燃室2，与此同时由于射流的紊动扩散作用，卷吸周围的热空气通过槽3以及预燃室周围的斜缝4进入到预燃室2内，二者在预燃室2内相互混合，由于热空气的温度足以达到燃料的着火点，这样二者便可在预燃室里混合燃烧，由于热空气的数量还比较少，因此燃料只能处于贫氧状态，这样预燃室2便可获得稳定的火焰。再者由于燃料与空气的燃烧使得预燃室2内的温度、压力都开始升高,燃烧产物向两端排出;与此同时,由于气体本身有一定的惯性,因此燃烧产物向两端的高速运动造成了预燃室2内的负压,在负压的作用下,空气从槽3和斜缝4自动吸入,最后排出的燃烧产物高速的喷入到炉膛里使得燃料能够在较大的区域内进行无焰燃烧。这样实现了引射，同时又有利于最后实现无焰燃烧。
实施例6
本实施例中，由喷嘴1、预燃室2组成；预燃室2的前端洗出8个b=70°的槽3（参照b=30°），槽3右旋或左旋均匀分布；预燃室对称开出两个斜缝4（见图9，10）；喷嘴1直接深入到预燃室2内；预燃室2的末端直接连接到炉膛里。
本发明实施例工作原理如下（本发明实施例实施过程中采用的燃料为固体或气体燃料）：
起始阶段燃料供给装置通过N2将燃料通过喷嘴1喷入到预燃室2，与此同时由于射流的紊动扩散作用，卷吸周围的热空气通过槽3以及预燃室周围的斜缝4进入到预燃室2内，二者在预燃室2内相互混合，由于热空气的温度足以达到燃料的着火点，这样二者便可在预燃室里混合燃烧，由于热空气的数量还比较少，因此燃料只能处于贫氧状态，这样预燃室2便可获得稳定的火焰。再者由于燃料与空气的燃烧使得预燃室2内的温度、压力都开始升高,燃烧产物向两端排出;与此同时,由于气体本身有一定的惯性,因此燃烧产物向两端的高速运动造成了预燃室2内的负压,在负压的作用下,空气从槽3和斜缝4自动吸入,最后排出的燃烧产物高速的喷入到炉膛里使得燃料能够在较大的区域内进行无焰燃烧。这样实现了引射，同时又有利于最后实现无焰燃烧。
本发明说明书未详细阐述部分属于本领域公知技术。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种引射预燃式无焰燃烧器，其特征在于包括：喷嘴(1)、预燃室(2)、槽(3)；所述预燃室(2)用于燃料和空气的部分燃烧，预燃室(2)的前端洗出若干个b＝0°-70°的槽(3)，b代表槽(3)倾斜的角度，当b＝0°时，槽(3)为直槽；所述槽(3)右旋或左旋均匀分布，用于引射少量的热空气进入预燃室并达到旋流的效果；所述喷嘴(1)直接深入到预燃室(2)内，通过N2或CO2输送燃料并和热空气相互混合进而燃烧；
所述槽(3)为2-16个；所述预燃室对称开出两个斜缝(4)。
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