CN103115360A - 燃气短火焰高温工业燃烧器 - Google Patents
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Abstract
一种燃气短火焰高温工业燃烧器，广泛用于工业加热、焚烧等，在燃烧器本体上设置包括带燃气接口和燃气孔的燃气气室、带空气接口和空气孔的空气气室以及连接气流主通道的烧嘴砖，各部件由前至后依序为燃气气室、空气气室经气流主通道至烧嘴砖，至少部份气流主通道为被所述的燃气气室和空气气室的环状包围部，燃气由燃气接口进入燃气气室，经燃气孔环状进入气流主通道，而空气由空气接口进入空气气室，经空气孔旋流进入气流主通道，燃气、空气在气流主通道内混合燃烧，火焰从烧嘴砖喷出。它属于一种扩散式燃烧器，可适应不同种类的燃气，特别是低热值燃气。燃烧器内旋转的空气流，使燃气空气在燃烧器主通道内充分混合，缩短了火焰长度，提高了燃烧温度，且不会发生脱火、回火现象，实现燃气稳定、完全地燃烧，减少一氧化碳、氮氧化物等污染物的排放。
Description
技术领域
本发明燃气短火焰高温工业燃烧器，涉及一种燃气燃烧装置的改进，可广泛应用于工业加热器、焚烧炉上。
背景技术
燃气工业燃烧器可分为扩散式和预混式两种，其中，扩散式燃烧器一般多采用燃气在一定压力下进入管内，经火孔逸出后从周围空气中获得氧气而燃烧，形成扩散火焰。根据加热工艺的需要，如：自然引风式扩散燃烧器可做成直管式扩散燃烧器、排管式扩散燃烧器和涡卷式扩散燃烧器，燃气与空气进气管同心布置，这类燃烧器结构简单、制造方便；且燃烧稳定，不会回火且点火容易、调节方便；不需要鼓风，无动力消耗，但是，燃烧热强度低、火焰长、需要大的燃烧室；易产生不完全燃烧，甚至冒黑烟，因此，为使燃烧完全，必须供给过量的空气，造成燃烧温度低、排烟热损失大。扩散式燃烧器适用于温度要求不高、火焰稳定但加热温度均匀的场合。如热水器等。又如鼓风式扩散燃烧器燃气燃烧所需的全部空气均由鼓风机一次供给，但燃烧前燃气和空气并不能实现预混。
预混式燃烧器是在燃烧前燃气和空气进行预混，使燃烧强度高，火焰短，但结构复杂，由于结构所限，造成燃烧器燃气种类的适应性不强、负荷调节比较小等缺点。然而，燃烧强度和火焰长度均与燃气和空气的混合强度正相关。
发明内容
本发明的目的是提供一种燃气短火焰高温工业燃烧器，可以适应不同种类的燃气，特别是低热值燃气，扩大负荷调节范围，提高燃烧稳定性。
本发明目的可通过下述技术方案实现：一种燃气短火焰高温工业燃烧器，在燃烧器本体上设置包括带燃气接口和燃气孔的燃气气室、带空气接口和空气孔的空气气室以及连接气流主通道的烧嘴砖，其中：各部件由前至后依序为燃气气室、空气气室经气流主通道至烧嘴砖，至少部份气流主通道为被所述的燃气气室和空气气室的环状包围部，燃气由燃气接口进入燃气气室，经燃气孔环状进入气流主通道，而空气由空气接口进入空气气室，经空气孔进入气流主通道，燃气、空气在气流主通道内混合燃烧，火焰从烧嘴砖喷出。
燃烧器内旋转的空气流，使燃气空气在燃烧器主通道内充分混合，缩短了火焰长度，提高了燃烧温度，且不会发生脱火、回火现象，实现燃气稳定、完全地燃烧，减少一氧化碳、氮氧化物等污染物的排放。
本发明的燃气管与燃气环型气室相连，燃气、空气前后分别从气流主通道周边环状进气，使燃气和空气混合充分，可以适应不同种类的燃气，特别是低热值燃气，扩大负荷调节范围，提高燃烧稳定性。燃气气室和空气气室中的气流有冷却燃烧器的作用，可降低燃烧器外部的温度。
在上述方案基础上，所述的环状包围部为气流主通道的中间段，由中间段至燃气气室外壁为燃气段；由中间段至空气气室外壁为空气段。即由中间段和燃气段组合形成燃气气室；由中间段和空气段组合形成空气气室。
在上述方案基础上，在所述的中间段上，燃气气室处设有环状排列的燃气孔，燃气管连接环形燃气气室，使燃气经均匀分布的燃气孔进入燃烧器气流主通道；空气气室处设有切向排列的空气孔，空气管与空气环型气室相连，空气经均匀布置的切向孔进入燃烧器主通道，形成空气旋流。本发明将燃气分成很多细小流束射入空气流中，并采用空气旋流，使空气旋流与燃气流强力混合燃烧，旋流可使高温烟气发生回流，使燃烧稳定，避免发生脱火的现象。
在上述方案基础上，在燃气段的端面开孔，安装点火器、火焰探测器和观火镜。将点火器、火焰探测器和观火镜安装在燃烧器燃气进气侧端部，这里的燃气浓度受空气量大小的影响较小，可提高点火成功率。
在上述方案基础上，所述的燃烧器本体为铸铁材料，所述的烧嘴砖通过烧嘴支架与采用铸铁材料的燃烧器本体连接，而所述的烧嘴砖采用与燃烧器本体的铸铁材料所不同的耐火材料。燃烧器本体采用铸铁制造，可利用余热预热空气和燃气，提高燃烧温度，提高能源利用率。而燃烧器的主燃烧区域采用耐火的烧嘴砖结构，既可提高燃烧器寿命，又可改善燃烧稳定性。
本发明的优点是：燃烧性能不受燃气种类的影响，特别适应低热值燃气，环形边缘供气可提高混合强度，缩短火焰的长度，点火的成功率和可靠性高，燃烧负荷调节比大，可实现不同过剩空气系数下的稳定燃烧。在燃烧主气流通道内形成烟气回流区，避免发生脱火，避免因火焰太长接触到冷表面而产生不完全燃烧的现象，烧嘴砖采用与本体的铸铁材料所不同的耐火材料，适应极高的火焰出口温度。
下面结合附图详细说明实施例。
附图说明
图1是本发明的主视结构示意图；
图2是本发明的右视结构示意图；
图3是图1的A-A剖面示意图；
图中标号说明：
1——燃气接口； 3——燃气气室； 5——燃气孔；
2——空气接口； 4——空气气室； 6——空气孔；
7——烧嘴砖； 8——气流主通道；
9——点火器； 10——火焰探测器； 11——观火镜；
12——燃气段； 13——空气段； 14——中间段；
15——烧嘴支架。
具体实施方式
如图1本发明的主视结构示意图、图2本发明的右视结构示意图和图3是图1的A-A剖面示意图所示：
一种燃气短火焰高温工业燃烧器，在燃烧器本体上设置包括带燃气接口1和燃气孔5的燃气气室3、带空气接口2和空气孔6的空气气室4以及连接气流主通道8的烧嘴砖7，其中：各部件由前至后依序为燃气气室3、空气气室4经气流主通道8至烧嘴砖7，有部份气流主通道8为被所述的燃气气室3和空气气室4的环状包围部，燃气由燃气接口1进入燃气气室3，经燃气孔5环状进入气流主通道8，而空气由空气接口2进入空气气室4，经空气孔6进入气流主通道8，燃气、空气在气流主通道8内混合燃烧，火焰从烧嘴砖7喷出。燃气气室和空气气室中的气流有冷却燃烧器的作用，可降低燃烧器外部的温度。
所述的环状包围部为气流主通道的中间段14，由中间段14至燃气气室3的外壁为燃气段12；由中间段14至空气气室4外壁为空气段13。
在上述的中间段14上，燃气气室3处设有环状排列的燃气孔5，空气气室4处设有切向排列的空气孔6。
由中间段14和燃气段12组合形成燃气气室3，并在中间段14上打孔形成燃气孔5；由中间段14和空气段13组合形成空气气室4，并在中间段14上打切向孔形成空气孔6。
燃气管经燃气接口1与环型燃气气室3相连，燃气经均匀分布的燃气孔5进入燃烧器主通道；空气管经空气接口2与环型空气气室4相连，空气经均匀布置的切向空气孔6进入燃烧器主通道，形成空气旋流。空气旋流与燃气流混合燃烧，旋流可使高温烟气发生回流，使燃烧稳定，不会发生脱火现象。
在燃气段12的端面开孔，安装点火器9、火焰探测器10和观火镜11。点火器9、火焰探测器10和观火镜11安装在燃烧器燃气进气侧端部，因燃气浓度受空气量大小的影响较小，可提高点火成功率。
所述的燃烧器本体为铸铁材料，所述的烧嘴砖7通过烧嘴支架15与采用与铸铁材料的燃烧器本体连接。燃烧器采用铸铁制造，可利用余热预热空气和燃气，提高燃烧温度，提高能源利用率。燃烧器主燃烧区域采用耐火的烧嘴砖7结构，既可提高燃烧器寿命，又可改善燃烧稳定性。
本发明中，烧嘴支架15同时也是燃烧器的固定板。
本发明燃烧器内旋转的空气流，使燃气空气在燃烧器主通道内充分混合，缩短了火焰长度，提高了燃烧温度，且不会发生脱火、回火现象，实现燃气稳定、完全地燃烧，减少一氧化碳、氮氧化物等污染物的排放。
Claims (5)
1.一种燃气短火焰高温工业燃烧器，在燃烧器本体上设置包括带燃气接口（1）和燃气孔(5)的燃气气室(3)、带空气接口(2)和空气孔(6)的空气气室(4)以及连接气流主通道(8)的烧嘴砖(7)，其特征在于：各部件由前至后依序为燃气气室(3)、空气气室(4)经气流主通道(8)至烧嘴砖(7)，至少部份气流主通道(8)为被所述的燃气气室(3)和空气气室(4)的环状包围部，燃气由燃气接口(1)进入燃气气室(3)，经燃气孔(5)环状进入气流主通道(8)，而空气由空气接口(2)进入空气气室(4)，经空气孔(6)旋流进入气流主通道(8)，燃气、空气在气流主通道(8)内混合燃烧，火焰从烧嘴砖(7)喷出。
2.根据权利要求1所述的燃气短火焰高温工业燃烧器，其特征在于：所述的环状包围部为气流主通道的中间段(14)，由中间段(14)至燃气气室(3)外壁为燃气段(12)；由中间段(14)至空气气室(4)外壁为空气段(13)。
3.根据权利要求2所述的燃气短火焰高温工业燃烧器，其特征是：在所述的中间段(14)上，燃气气室(3)处设有环状排列的燃气孔(5)，空气气室(4)处设有切向排列的空气孔(6)。
4.根据权利要求2所述的燃气短火焰高温工业燃烧器，其特征是：在燃气段(12)的端面开孔，安装点火器(9)、火焰探测器(10)和观火镜(11)。
5.根据权利要求1所述的燃气短火焰高温工业燃烧器，其特征是：所述的燃烧器本体为铸铁材料，所述的烧嘴砖(7)通过烧嘴支架（15）与采用铸铁材料的燃烧器本体连接。
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