CN103062773A - 适用于高温燃气与重油的两用燃烧器 - Google Patents

适用于高温燃气与重油的两用燃烧器 Download PDF

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HANGZHOU QUANHE TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种适用于高温燃气与重油的两用燃烧器。其轴线中心处布置中心管,内有电子打火器、乙炔枪和重油枪;中心管外侧设有中心风道,中心风道的出口端布置中心风旋流器;中心风道外侧是二次风道,二次风道的出口端布置二次风旋流器;二次风道外侧设有高温燃气通道;高温燃气通道外侧设有周界风道。本发明采用旋流的中心风和二次风,可形成回流区,提高着火稳定性。通过调整各通道风量,可方便地调整火焰形状。燃用高温燃气时,燃烧效率可达到99.5%以上;燃用重油时,燃烧效率可达到99%以上,可广泛用于工业炉和沥青搅拌站等领域。

Description

适用于高温燃气与重油的两用燃烧器
技术领域
[0001] 本发明涉及一种油气燃烧器,尤其涉及一种适用于高温燃气与重油的两用节能燃
;Bs-gg.
[0002]
背景技术
[0003] 重油和燃气是工业生产中常用的燃料,常规的燃气和燃油燃烧器经过多年发展,技术已趋于成熟。为了增加燃料适应性,也发展了多种类型的油气两用燃烧器,既可以燃用重油,也可燃用一般燃气,或同时燃用两种燃料。
[0004] 随着近年来煤气化行业的发展,节能高效的常压粉煤气化技术开始在工业炉、浙青搅拌站等领域的运用推广。粉煤气化后,得到800〜900 °C左右的高温燃气。为了能量的最大化利用,直接燃用高温燃气是最经济的做法。
[0005] 然而,常压粉煤气化后的得到的高温燃气有如下特点:(1)发热量低,但温度高达600〜1200 °C。(2)在同样功率下,燃气所需的空气量仅为燃油的1/3,风量配置方面存在困难。(3)由于燃气热值低、温度高,体积流量大,所需的流通面积大,布置高温煤气通道比较困难。因此,现有的普通燃烧器均无法使用高温燃气作为燃料。
[0006] 综上,目前尚无燃用此类高温燃气的成熟的燃烧器技术,为了推动常压粉煤气化技术在工业炉、浙青搅拌站等领域的应用,亟需开发一种既可燃用高温燃气、又可使用各种重油的两用燃烧器。
[0007]
发明内容
[0008] 针对以上存在的问题,本发明的目的在于提供一种既可燃用常压粉煤气化产生的高温燃气,又可燃用各种重油的两用燃烧器。
[0009] 为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种适用于高温燃气与重油的两用燃烧器,由多个不同功能的通道构成。燃烧器中心位置处设有中心管,中心管内布置电子打火器、乙炔枪和重油枪部件;中心管外侧设有中心风道,中心风道的出口端布置中心风旋流器;中心风道外侧是二次风道,二次风道的出口端布置二次风旋流器;二次风道外侧设有高温燃气通道;高温燃气通道外侧设有周界风道;重油枪一端设有重油进口和压缩空气进口,另一端为重油液滴喷雾出口,或采用机械雾化方式,取消压缩空气。
[0010] 所述的中心管呈圆筒形,内径为70〜200 mm,主要功能是放置电子打火器、乙炔枪和重油枪。
[0011] 所述的中心风道指的是中心管与中心风管构成的通道,中心风管呈圆筒形,一端设有中心风道进口,另一端设有中心风旋流器。中心风旋流器由多个轴向或切向旋流叶片构成,旋流叶片与轴线的夹角为30〜60°。中心风道横截流通面积按中心风道内空气流速为20〜40 m/s设计,风量占总风量的5〜35%。
[0012] 所述的二次风道指的是中心风管与二次风管构成的通道,二次风管呈圆筒形,一端设有二次风进口,另一端设有二次风旋流器。二次风旋流器由多个轴向或切向旋流叶片构成,旋流叶片与轴线的夹角为30〜60°。二次风道横截流通面积按二次风道内空气流速为20〜45 m/s设计,风量占总风量的40〜80%。
[0013] 所述的高温煤气通道指的是由二次风管与周界风内管构成的通道,一端设有高温煤气进口,高温煤气进口外壁敷设耐火保温材料。在出口端,周界风内管比二次风管长,形成一个预混段。预混段轴向长度为80〜250 mm。高温煤气通道的横截流通面积按高温煤气通道内煤气流速为30〜50 m/s设计。
[0014] 所述的周界风道指的是由周界风内管与周界风外管构成的通道,一端设有周界风道进口,另一端形成一个预燃室。预燃室呈圆台型,轴向长度为300〜700 mm,母线与轴线夹角为15〜30°。周界风道横截流通面积按周界风道内空气流速为30〜50 m/s设计,风量占总风量的5〜20%。
[0015]
本发明的有益效果是:
(I)不仅可以单独燃用200〜1200°C的高温燃气,也可以单独燃用燃料油,具备较高的燃烧效率。煤制高温燃气正常供应时,可以直接燃烧煤制燃气;当煤制燃气设备出现故障的时候,可以立即切换为燃用燃料油,不影响正常的生产。在特殊的生产情况下,还可以同时燃用二种燃料,对生产具备很大的适应性。
[0016] (2)经过实际生产运行试验,本发明燃烧器工作正常,其独特的结构设计能够满足长期工作的需要。
[0017] (3)采用旋流的中心风和二次风,可形成回流区,同时采用预混段和预燃室,提高了燃油和燃气时的着火稳定性。
[0018] (4)节能效果好,燃用高温燃气时,燃烧效率可达到99. 5%以上;燃用重油时,燃烧效率可达到99%以上。
[0019] (5)周界风与二次风均可独立调节,可方便地调整火焰形状。
[0020] ( 6 )高温燃气通道两侧均布置空气通道,可以对燃气通道进行有效冷却,减少了耐火保温材料使用,大大减少了燃烧器整体重量和体积。
[0021]
附图说明
[0022] 图1是适用于高温燃气与重油的两用燃烧器结构示意图;
图2图1的A-A截面图;
图中:二次风道进口1、高温燃气通道进口 2、周界风道进口 3、重油枪4、中心风旋流器
5、二次风旋流器6、预混段7、预燃室8、电子打火器9、乙炔枪10、周界风外管11、周界风道12、周界风内管13、高温燃气通道14、二次风管15、二次风道16、中心风管17、中心风道18、中心管19、中心风道进口 20、重油进口 21和压缩空气进口 22。
[0023]具体实施方式
[0024] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0025] 如图1、图2所示,本发明包括多个不同功能的通道。燃烧器中心位置处设有中心管19,中心管19内布置电子打火器9、乙炔枪10和重油枪4部件;中心管19外侧设有中心风道18,中心风道18的出口端布置中心风旋流器5 ;中心风道18外侧是二次风道16,二次风道16的出口端布置二次风旋流器6 ;二次风道16外侧设有高温燃气通道14 ;高温燃气通道14外侧设有周界风道12。重油枪4 一端设有重油进口 21和压缩空气进口 22,另一端为重油液滴喷雾出口。
[0026] 如图1所示,所述的中心管19呈圆筒形,内径为70〜200 mm,主要功能是放置电子打火器9、乙炔枪10和重油枪4。
[0027] 如图1所示,所述的中心风道18指的是中心管19与中心风管17构成的通道,中心风管17呈圆筒形,一端设有中心风道进口 20,另一端设有中心风旋流器5。中心风旋流器5由多个轴向或切向旋流叶片构成,旋流叶片与轴线的夹角为30〜60°。中心风道18的横截流通面积按中心风道18内空气流速为20〜40 m/s设计,风量占总风量的5〜35%。
[0028] 如图1所示,所述的二次风道16指的是中心风管17与二次风管15构成的通道,二次风管15呈圆筒形,一端设有二次风进口 1,另一端设有二次风旋流器6。二次风旋流器6由多个轴向或切向旋流叶片构成,旋流叶片与轴线的夹角为30〜60°。二次风道16的横截流通面积按二次风道16内空气流速为20〜45 m/s设计,风量占总风量的40〜80%。
[0029] 如图1所示,所述 的高温煤气通道14指的是由二次风管15与周界风内管13构成的通道,一端设有高温煤气进口 2,高温煤气进口 2的外壁敷设耐火保温材料。在出口端,周界风内管13比二次风管15长,形成一个预混段7。预混段7的轴向长度为80〜250 mm。高温煤气通道14的横截流通面积按高温煤气通道14内煤气流速为30〜50 m/s设计。
[0030] 如图1所示,所述的周界风道12指的是由周界风内管13与周界风外管11构成的通道,一端设有周界风道进口 3,另一端形成一个预燃室8。预燃室8呈圆台型,轴向长度为300〜700 _,母线与轴线夹角为15〜30°。周界风道12的横截流通面积按周界风道12内空气流速为30〜50 m/s设计,风量占总风量的5〜20%。
[0031] 本发明的工作过程如下:
该燃烧器适用于高温燃气与重油两种燃料,根据不同要求,可燃用其中一种燃料,下面分两种情况进行介绍。
[0032] (I)燃用重油。开启总风机,通过阀门,调节中心风道18、二次风道16和周界风道12的空气流量。打开乙炔通道阀门,同时接通电子打火器9,此时乙炔就被点燃。随后,接通重油枪4的压缩空气,保持在压力为O. 2、. SMPa之间,稳定后开启重油泵,调节重油压力为O. 2^0. 8 MPa,稳定后开启重油枪4的重油通道阀门。重油在压缩空气的辅助下进行雾化,形成液雾,也可采用机械雾化方式。雾化后的重油立即被乙炔枪10的火焰点燃,此时切断用于点火的乙炔,重油开始稳定燃烧。
[0033] 燃用重油时,中心风道18内的空气流量占总风量的15%〜35%,目的是为了保证燃烧初期需要的风量,避免重油液滴缺氧分解形成碳黑颗粒,造成冒黑烟。周界风量占总风量的5%〜10%,主要到冷却作用。剩余的为二次风量,占总风量的55%〜80%。中心风和二次风均为旋流射流,与重油液雾能够强烈混合,燃烧效率高。合适的旋流强度使燃烧火焰形成长度和扩散角度合理的形状。重油在预混段7和预燃室8内经过部分燃烧后,才喷出燃烧器,确保着火的稳定性和燃尽度。
[0034] (2)燃用高温燃气。高温燃气进入燃烧器时的温度一般为600〜1200 °C,已高于燃气的着火点温度,这种情况下,无须点火即可燃烧。因此,燃用高温燃气时不需要进行点火。首先,开启总风机,通过阀门,调节中心风道18、二次风道16和周界风道12的空气流量,使中心风量占总风量的5%〜10%,仅起到冷却作用;周界风量占总风量的25%〜50% ;剩余为二次风。各通道风量稳定后,通入高温燃气,高温燃气接触到空气后,立即被点燃。由于预混段7的作用,高温燃气与空气有一个预混过程。高温燃气通道14的内侧和外侧均为空气通道,既起到冷却作用,又增大了高温燃气与空气的接触面积,提高两者的混合程度,加强了燃尽度。二次风为旋流,在燃烧器出口较近的距离内具有强烈的扰动作用;周界风量大,流速高,后期的扰动作用强烈。同时,通过调节周界风与二次风的比例,可方便调节火焰形状。

Claims (9)

1. 一种适用于高温燃气与重油的两用燃烧器,其特征在于:燃烧器中心位置处设有中心管(19),中心管(19)内布置电子打火器(9)、乙块枪(10)和重油枪4部件;中心管(19)外侧设有中心风道(18),中心风道(18)的出口端布置中心风旋流器(5);中心风道(18)外侧是二次风道(16),二次风道(16)的出口端布置二次风旋流器(6) ;二次风道(16)外侧设有高温燃气通道(14);高温燃气通道(14)外侧设有周界风道(12);重油枪(4) 一端设有重油进口(21)和压缩空气进口(22),另一端为重油液滴喷雾出口。
2.根据权利要求1所述的一种适用于高温燃气与重油的两用燃烧器,其特征在于:所述的中心管(19)呈圆筒形,内径为70〜200 mm。
3.根据权利要求1所述的一种适用于高温燃气与重油的两用燃烧器,其特征在于:所述的中心风道(18)是中心管(19)与中心风管(17)构成的通道,中心风管(17)呈圆筒形,一端设有中心风道进口(20),另一端设有中心风旋流器(5);中心风道(18)的横截流通面积按中心风道(18)内空气流速为20〜40 m/s设计,风量占总风量的5%〜35%。
4.根据权利要求1或3所述的一种适用于高温燃气与重油的两用燃烧器,其特征在于:中心风旋流器(5)由多个轴向或切向旋流叶片构成,旋流叶片与轴线的夹角为30〜60°。
5.根据权利要求1所述的一种适用于高温燃气与重油的两用燃烧器,其特征在于:所述的二次风道(16)指的是中心风管(17)与二次风管(15)构成的通道,二次风管(15)呈圆筒形,一端设有二次风进口(1),另一端设有二次风旋流器(6) ;二次风道(16)的横截流通面积按二次风道(16)内空气流速为20〜45 m/s设计,风量占总风量的40%〜80%。
6.根据权利要求1或5所述的一种适用于高温燃气与重油的两用燃烧器,其特征在于:二次风旋流器(6)由多个轴向或切向旋流叶片构成,旋流叶片与轴线的夹角为30〜60°。
7.根据权利要求1所述的一种适用于高温燃气与重油的两用燃烧器,其特征在于:所述的高温煤气通道(14)指的是由二次风管(15)与周界风内管(13)构成的通道,一端设有高温煤气进口(2),高温煤气进口(2)的外壁敷设耐火保温材料;在出口端,周界风内管(13)比二次风管(15)长,形成一个预混段(7);预混段(7)的轴向长度为80〜250 mm ;高温煤气通道(14)的横截流通面积按高温煤气通道(14)内煤气流速为30〜50 m/s设计。
8.根据权利要求1所述的一种适用于高温燃气与重油的两用燃烧器,其特征在于:所述的周界风道(12)指的是由周界风内管(13)与周界风外管(11)构成的通道,一端设有周界风道进口(3),另一端形成一个预燃室(8);预燃室(8)呈圆台型,轴向长度为300〜700mm,母线与轴线夹角为15〜30°。
9.根据权利要求1所述的一种适用于高温燃气与重油的两用燃烧器,其特征在于:周界风道(12)的横截流通面积按周界风道(12)内空气流速为30〜50 m/s设计,风量占总风量的5〜20%。
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