CN103185342A - 一种油气复合燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种油气复合燃烧器，包括油管、气管，所述气管与油管之间设置有为油管提供助燃空气的套管，油管通过固定设置在外表面上的油管支撑筋活动安装在套管内，所述套管通过固定设置在外表面上的倾斜旋片与气管内表面滑动接触，在气管进气端处设置有与燃气相通的燃气箱，在气管外设置有将气管包含在内的提供助燃空气的风箱，在风箱上开有供空气进入的进气口和与气管出气端对应的火焰喷口，在气管出气端处设置有点火装置及检测着火状态的火焰监视器。本发明采用双管套装及周向气管的结构，在实现点火的基础功能下，还能够实现油、燃气混燃及纯燃气燃烧。同时能够实现大幅度波动供气时的稳定、高效燃烧，最大限定的节省能源。

Description

一种油气复合燃烧器

技术领域

本发明涉及能源领域，具体涉及一种能够利用压力不稳定油气源作为燃烧原料的油气复合燃烧器，而且能够保证油气燃烧时火焰的平衡性。

背景技术

我国属于煤炭资源丰富而油气资源匮乏的情况，因此大多数的使用方都是使用煤碳作为燃烧能源，但我国虽然煤炭资源丰富但煤质多变而且分布极不均匀，这对使用方来说就不能提供稳定的煤源，因此许多热电厂在使用煤作为主要燃烧原料的同时，还准备有使用油气的燃烧设备。此外，煤炭在燃烧时只能够提供自身80%的燃烧值，其燃烧后的烟气含量中有害物质较多，直接排放到大气中会极大影响空气质量，而从国家的十二五计划开始，为提高环境质量，国家强制实行新的环保标准，要求降低煤炭燃烧时产生的氮氧化物排放浓度，以使空气中细颗粒含量符合PM2.5的要求，在此要求下，做为热电厂来说就需要增加相应的烟气处理设备，这就增加了热电厂的成本。而油气作为结清能源，其燃烧不产生粉尘污染、仅产生少量的氮氧化物，在我国已经越来越受使用方的欢迎，但如何最大限度的提高油气的燃烧性能以降低油气浪费，是目前各方研究的方向，而且现有热电厂的烧煤锅炉在煤炭点火时，一般采用油气燃烧器作为引火源，这其中常消耗大量的油气资源，所以针对上述情况，现有技术中针对油气的点火方式，开发出诸如等离子无油点火技术等各种形式的微油点火系统，以达到降低油气损耗的目的，上述装置仅针对单一的油燃料，使用面较窄。

我国同样是焦炭消耗大户，焦炭是煤气化后主要产品，其副产品焦炉煤气，焦炉煤气可用于锅炉点火、助燃和正常燃烧，不但能节约价格昂贵的油料消耗，而且环保价值明显。但是这种煤气的利用不能间断，一旦出现设备故障或维护，提供的煤气只能采用放散塔燃烧的方式排放，白白浪费了资源。针对上述情况，现有技术中已经出现油气混合使用的燃烧器，但现有油气混合燃烧器只能使用压力、气量都稳定的气源，针对一些气量大且供气量随机波动大的特殊工业场合，尚没有可靠成熟的燃气设备。而且对于燃用油气煤多种燃料的大型锅炉，其采用单独的煤粉、油、气燃烧喷嘴，整个系统复杂、一次投资大且对油气供应参数均有严格的要求。，

发明内容

为解决现有技术中的油气混合燃烧器结构复杂，使用条件高的问题，本发明提供的一种对油气波动及供气压力能够进行调节的油气复合燃烧器。具体方案如下：一种油气复合燃烧器，包括提供油的油管，套在油管外提供燃气的气管，其特征在于，所述气管与油管之间设置有为油管提供助燃空气的套管，油管通过固定设置在外表面上的油管支撑筋活动安装在套管内，所述套管通过固定设置在外表面上的倾斜旋片与气管内表面滑动接触，在气管进气端处设置有与燃气相通的燃气箱，在气管外设置有将气管包含在内的提供助燃空气的风箱，在风箱上开有供空气进入的进气口和与气管出气端对应的火焰喷口，在气管出气端处设置有点火装置及检测着火状态的火焰监视器。

为方便控制油管的助燃空气：所述油管的进油端位于套管外，在套管与油管的进油端对应的进气端上设置有辅助空气进气口，辅助空气进气口与套管垂直，且套管的进气端的端面将油管活动固定在轴心线上，套管另一端通过固定在油管外表面上的油管支撑筋将油管活动固定在轴心线上。

为实现不同的旋转气流：所述倾斜旋片与套管的轴心线夹角为30～60度。

为提供充足的燃气量：所述气管外圆周轴向均匀设置有多个周向气管，各周向气管进气端位于燃气箱内，而周向气管出气端分别固定在一个周向固定管的外表面上，所述周向固定管的外表面通过固定设置的径向加强筋分别与各周向气管出气端固定连接，各周向气管出气端之间利用连接筋板连接固定。

为稳定周向气管：所述周向气管与风箱内壁之间连接稳定板，所述稳定板一侧边与周向气管出气端或连接筋板固定，另一侧边为弧形边且与风箱的喷口内表面活动接触。

为方便控制燃气量：所述燃气箱位于油管进油端一侧设置有燃气流量调节器，所述燃气流量调节器包括一个套在套管外的固定管，以及套在固定管外且长度小于固定管的活动管，活动管通过两端分别固定在固定管上的轴杆滑动安装在固定管外，在活动管上固定有调节圈，调节圈与燃气箱相对的一侧上安装有与各周向气管开口端位置及数量对应的调节杆，调节杆的另一端穿过燃气箱的侧壁进入燃气箱内，位于燃气箱内的调节杆端头上设置有与周向气管开口端直径相对应的锥形调节块。

为方便调节燃气：所述活动管上安装有调节活动管移动距离的螺纹调节杆。

为实现单独调节杆的控制：所述调节杆与调节圈为螺纹连接且每个调节杆可以相对调节圈调整距离。

为实现焰的方向调整：所述气管和油管与火焰喷口的对应端上设置有稳焰器，所述稳焰器包括油管分段、套在油管分段外的套管分段，套在套管分段外的气管分段，套在气管分段外的稳焰管，所述稳焰管安装在周向固定管内，其中：油管分段通过固定在外表面的油管支撑筋活动固定在套管分段内，套管分段通过固定在外表面上的倾斜旋片与气管分段内表面活动接触，气管分段与稳焰管通过两端分别与气管分段外表面和稳焰管内表面固定的空气旋片连接，稳焰管与周向固定管间隙安装，所述油管分段、套管分段和气管分段分别通过金属软管与相应油管、套管和气管的出口端连接。

为适应不同的燃烧方式：所述气管的出口端设置有控制燃气喷出量的半球形配件，所述半球形配件的表面上设置有多个喷孔，所述半球形配件与气管的出气端通过螺纹连接。

本发明采用双管套装及周向气管的结构，在实现点火的基础功能下，还能够实现油、燃气混燃及纯燃气燃烧。同时能够实现大幅度波动供气时的稳定、高效燃烧，最大限定的节省能源。利用稳焰器能够调整火焰的喷射角度，同时易于油、气的混合。采用燃气流量调节器能够根据燃气的供应压力调整燃气的出入量，达到平衡燃烧火焰的目的。通过周向气管能够增加燃气的供应量，为单独使用燃烧器提供方便。采用活动安装的油管方便抽出维护。利用不同的配件可适应不同的燃烧需要。本方案采用燃气箱统一提供燃气，并实现流量控制，使燃烧器能够根据燃气及燃油的供应情况，达到效果最大化。

附图说明

图1本发明的结构示意图；

图2本发明中油管与气管的安装示意图；

图3本发明稳焰器的结构示意图；

图4本发明中气管出气端的另一方案示意图；

图5是图4的左视图；

图6本发明中稳定板的结构示意图；

附图中标号说明：1-油管、101-油管支撑筋、2-气管、201-空气旋片、202-半圆形配件、203-喷口、3-套管、301-辅助空气进气口、302-倾斜旋片、4-燃气箱、401-燃气进口、5-风箱、501-进气口、502-火焰喷口、6-燃气流量调节器、601-固定管、602-活动管、603-调节杆、604-锥形调节块、605-轴杆、606-螺纹调节杆、607-调节圈、7-周界气管、701-周界气管进气端、702-周向固定管、703-径向加强筋、704-连接筋板、705-周界气管出气端、8-稳焰器、801-油管分段、802-套管分段、803-气管分段、804-稳焰管、805-稳定板、9-点火装置、10-火焰监视器。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明的油气复合燃烧器，包括提供油的油管1，套在油管1外提供燃气的气管2，所述气管2与油管1之间设置有为油管1提供助燃空气的套管3，油管1通过固定设置在外表面上的油管支撑筋101活动安装在套管3内，所述套管3通过固定设置在外表面上的倾斜旋片302与气管2内表面滑动接触，在气管的进气端处设置有与燃气相通的燃气箱4，在气管2外设置有将气管包含在内的提供助燃空气的风箱5，在风箱5上开有供空气进入的进气口501和与气管出气端对应的火焰喷口502，在气管2的出气端处设置有点火装置9及检测着火状态的火焰监视器10。

工作时，用于燃烧的油由油管进油端进入油管1，燃气由燃气箱4的燃气入口401进入燃气箱4，再由燃气箱4进入气管进气端，利用点火装置9先将油点燃，再利用燃油将气管喷出的燃气点燃，此时燃油既可以起到点燃燃气的作用，也可以起到为燃气助燃的作用。套管3安装在油管1与气管2之间可以为油管1提供助燃空气，还可使喷出的油与燃气形成预混状态，保证油、燃气的着火稳定而提高燃烧效果。设置在套管外表面的倾斜旋片302能够使气管2内的燃气在气管出气端口处由于旋转而形成弱回流，有利于油管1、气管2出口处火焰的稳定。利用油管支撑筋101活动安装的油管1既方便固定油管1的位置又方便油管1抽出维护。可以通过火焰监视器10检测未发生燃烧的油管或气管，以便提高维护。

如图1所示，为了提高油与燃气的预混合效果，本发明的倾斜旋片302与套管3的轴心线夹角为30～60度。倾斜旋片302以螺旋的方式固定在套管外表面，其与套管轴心线的夹角越小后期旋流就越大，因此可以根据实际需要调整倾斜旋片的夹角，以达到合适的燃烧温度。为方便辅助空气的进入和进气量的调整，本发明的油管进油端位于套管外，在套管3与油管进油端对应的进气端上设置有辅助空气进气口301，辅助空气进气口301与套管3垂直，且套管的进气管端面将油管1活动固定在套管的轴心线上，套管3另一端通过固定在油管外表面上的油管支撑筋101将油管活动固定在套管的轴心线上。本方案利用油管支撑筋和套管的端面将油管固定在套管的轴心线上，以保证油管与套管的间隙统一，并使套管出口端的助燃空气对油管火焰的影响一致。设置辅助空气进气口可以调整助燃空气的进入量。

如图1所示，为了提高燃气的进气量及燃气的燃烧火焰强度，本发明在气管2外圆周轴向均匀设置有多个周向气管7，各周向气管进气端701位于燃气箱4内，而周向气管出气端705分别固定在一个周向固定管702的外表面上。每个周向气管7都为空心圆管，其周向气管进气端701直接与燃气箱4相通，这样燃气箱一次可以根据周界气管的数量和管径排出足够的燃气，以实现控制燃气燃烧程度的目的，采用圆周排列周向气管的方式方便油管引燃燃气。当燃气压力低或气量不足时，可以利用增加周界气管数量或流量来提高燃气的排放量，当燃气压力大或气量足时，可以减少周界气管数量或降低各周界气管流量来稳定燃气燃烧，使燃烧器的温度或火焰控制在设定范围内。为加强周向气管与周向固定管的固定效果，同时避免影响周向气管的火焰，本发明的周向固定管702的外表面通过固定设置的径向加强筋703分别与各周向气管出气端705固定连接，各周向气管出气端705之间利用连接筋板704连接固定。通过上述固定后的各周向气管不会受燃气压力及流量大小的影响，从而使喷出的火焰更加稳定。根据不同使用情况，本发明的周界气管数量为3-8根。

如图1所示，为了方便控制燃气箱内燃气进入各周向气管的流量，进而控制燃烧器火焰的大小，本发明的燃气箱4位于油管进油端一侧设置有燃气流量调节器6，所述燃气流量调节器6包括一个套在套管外的固定管601，以及套在固定管601外且长度小于固定管601的活动管602，活动管602通过两端分别固定在固定管601上的轴杆605滑动安装在固定管外，在活动管601上固定有调节圈607，调节圈607与燃气箱4相对的一侧上安装有与各周向气管开口端701位置及数量对应的调节杆603，调节杆603的另一端穿过燃气箱4的侧壁进入燃气箱4内，位于燃气箱4内的调节杆端头上设置有与周向气管开口端705直径相对应的锥形调节块604。

使用时，控制活动管相对固定管前进或后退，固定在活动管上的调节圈上的所有调节杆会同步前进或后退，而调节杆的前进或后退就带动锥形调节块作相应运动，当调节杆前进时其前端的锥形调节块的锥顶就会进入各周向气管开口端，随着调节杆的一直前进至最终封住周向气管开口端，其燃气的进入量会逐渐减少至完全断绝，然后只有气管进行供气燃烧。当活动管向相反方向运动时，进入周向气管内的燃气量会越来越大，最终达到满载状态，在活动管的运动过程中燃烧器的火焰也会随之发生变化。利用锥形调节块插入周向气管开口端内的相对位置，可以控制进入周向气管燃气流量，从而达到控制最终火焰大小的目的，而调节杆与燃气箱密封滑动连接，可避免燃气泄露又可方便调节杆运动，利用能够在固定管上滑动的活动管可以同时控制所有的调节杆运动。使用燃气流量调节器能够轻松实现燃气流量的控制。为方便燃气流量调节器对燃气流量的微调，本发明在活动管602上安装有调节活动管移动距离的螺纹调节杆606。通过调节螺母可以控制螺纹调节杆606的位移和定位移动后的活动管位置，而螺纹调节杆的位移就带动活动管的移动，从而实现燃气流量的微调。

进一步的，可以将调节圈607对各调节杆603的同步控制具体到每一个单独调节上，即利用能够独立控制的调节杆603去控制相应的周向气管7的燃气流量大小，从而实现控制周向气管7开放数量的目的。具体的结构可以采用如下方式：每一个调节杆603都与固定圈607为螺纹连接，通过拧动相应调节杆603可以实现该调节杆相对调节圈607的位移，从而实现单个调节杆603对相对周向气管7的燃气流量控制，上述结构及工作方式并不影响活动管整体移动的控制方式。

如图3所示，为了使油与燃气混合燃烧后效果稳定，本发明在气管2和油管1与火焰喷口502的对应端上设置稳焰器8，所述稳焰器8包括油管分段801、套在油管分段801外的套管分段802，套在套管分段802外的气管分段803，套在气管分段803外的稳焰管804，所述稳焰管804安装在周向固定管702内，其中：油管分段801通过固定在外表面的油管支撑筋101活动固定在套管分段802内，套管分段802通过固定在外表面上的倾斜旋片302与气管分段803内表面活动接触，气管分段803与稳焰管804通过两端分别与气管分段外表面和稳焰管内表面固定的空气旋片201连接，稳焰管804与周向固定管804间隙安装，所述油管分段801、套管分段802和气管分段803分别通过金属软管806与相应油管1、套管3和气管2的出口端连接。如图4、5所示，根据不同的燃烧方式，本发明为燃烧器配被了相应的半圆形配件202，半圆形配件上设置有多个喷出燃气的喷口203，半圆形配件通过螺纹与气管出气端连接。使用时将半圆形配件拧在气管的出口端上，燃气由喷口喷出再由燃油点燃。为方便调整火焰方向，所述周向气管7与风箱5内壁之间连接稳定板805，所述稳定板805一侧边与周向气管出气端705或连接筋板704固定，另一侧边为弧形边且与风箱5的火焰喷口内表面活动接触。采用弧形活动接触的方式，可以在需要时将稳焰器上下被动调整一定角度。

本方案的燃烧器有三种使用方式；

一、纯油点火助燃方式：

燃烧空气从风箱的进入口处进入，从火焰喷口处喷出，流经稳焰器的空气，受到倾斜旋片的导流产生旋转，在稳焰器后形成由于旋转而产生的弱回流，有利于油管、气管的火焰稳定区域，点火装置首先引燃油管，形成稳定的油管火炬，达到点火启动或助燃稳燃的目的。

二、气点火助燃掺烧方式：

助燃空气从风箱的进气口处进入，从火焰喷口处喷出，流经稳焰器的空气，受到倾斜旋片的导流而产生旋转，并在稳焰器后形成弱回流，产生有利于油管、气管火焰的稳定区域，点火装置引燃油管喷出的油，形成稳定的油管火炬，气管从燃气箱处引入燃气，经过倾斜旋片后旋转喷射，并被油管火炬引燃，参与燃烧，气管稳定后，停用油管，通过燃气流量调节器开启周界气管，周界气管喷出的燃气被气管引燃，形成完全气燃烧的火炬，最终实现气燃烧点火启动、助燃稳燃或掺烧。

三、在系统供气量充足的情况下，也可完全节约燃油，用纯燃气完成点火、助燃及掺烧的所有过程。助燃空气从风箱的进气口处进入，从火焰喷口处喷出，流经稳焰器的空气，受到倾斜旋片的导流而产生旋转，并在稳焰器后形成由于旋转产生的弱回流，形成有利于气管火焰稳定的着火区域。气管从燃气箱处进入的燃气，经过前端部半圆形配件202上的喷孔203喷射并与空气混合，点火装置将混合至着火区内的燃气引燃，形成中心燃气火炬，气管着火燃烧稳定后，通过燃气流量调节器开启周界气管，周界气管被气管引燃，形成完全气燃烧的火炬，实现气燃烧点火启动、助燃稳燃或掺烧。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种油气复合燃烧器，包括提供油的油管（1），套在油管外提供燃气的气管（2），其特征在于，所述气管（2）与油管（1）之间设置有为油管提供助燃空气的套管（3），油管（1）通过固定设置在外表面上的油管支撑筋（101）活动安装在套管（3）内，所述套管（3）通过固定设置在外表面上的倾斜旋片（302）与气管内表面滑动接触，在气管进气端处设置有与燃气相通的燃气箱（4），在气管（2）外设置有将气管包含在内的提供助燃空气的风箱（5），在风箱（5）上开有供空气进入的进气口（501）和与气管出气端对应的火焰喷口（502），在气管出气端处设置有点火装置（9）及检测着火状态的火焰监视器（10）。

2.如权利要求1所述的一种油气复合燃烧器，其特征在于，所述油管（1）的进油端位于套管（3）外，在套管（3）与油管（1）的进油端对应的进气端上设置有辅助空气进气口（301），辅助空气进气口（301）与套管（3）垂直，且套管（3）的进气端的端面将油管（1）活动固定在轴心线上，套管（3）另一端通过固定在油管（1）外表面上的油管支撑筋（101）将油管（1）活动固定在轴心线上。

3.如权利要求1所述的一种油气复合燃烧器，其特征在于，所述倾斜旋片（302）与套管（3）的轴心线夹角为30～60度。

4.如权利要求1所述的一种油气复合燃烧器，其特征在于，所述气管（2）外圆周轴向均匀设置有多个周向气管（7），各周向气管进气端（701）位于燃气箱（4）内，而周向气管出气端（705）分别固定在一个周向固定管（702）的外表面上，所述周向固定管（702）的外表面通过固定设置的径向加强筋（703）分别与各周向气管出气端（705）固定连接，各周向气管出气端（705）之间利用连接筋板（704）连接固定。

5.如权利要求4所述的一种油气复合燃烧器，其特征在于，所述周向气管（7）与风箱（5）内壁之间连接稳定板（805），所述稳定板（805）一侧边与周向气管出气端（705）或连接筋板（704）固定，另一侧边为弧形边且与风箱（5）的火焰喷口（502）内表面活动接触。

6.如权利要求5所述的一种油气复合燃烧器，其特征在于，所述燃气箱（4）位于油管进油端一侧设置有燃气流量调节器（6），所述燃气流量调节器（6）包括一个套在套管（3）外的固定管（601），以及套在固定管（601）外且长度小于固定管的活动管（602），活动管（602）通过两端分别固定在固定管（601）上的轴杆（605）滑动安装在固定管外，在活动管（602）上固定有调节圈（607），调节圈（607）与燃气箱（4）相对的一侧上安装有与各周向气管开口端（701）位置及数量对应的调节杆（603），调节杆（603）的另一端穿过燃气箱（4）的侧壁进入燃气箱内，位于燃气箱（4）内的调节杆端头上设置有与周向气管开口端（701）直径相对应的锥形调节块（604）。

7.如权利要求6所述的一种油气复合燃烧器，其特征在于，所述活动管（602）上安装有调节活动管移动距离的螺纹调节杆（606）。

8.如权利要求6所述的一种油气复合燃烧器，其特征在于，所述调节杆（603）与调节圈（607）为螺纹连接且每个调节杆（603）可以相对调节圈（607）调整距离。

9.如权利要求7或8所述的一种油气复合燃烧器，其特征在于，所述气管（2）和油管（1）与火焰喷口（502）的对应端上设置有稳焰器（8），所述稳焰器（8）包括油管分段（801）、套在油管分段外的套管分段（802），套在套管分段外的气管分段（803），套在气管分段外的稳焰管（804），所述稳焰管（804）安装在周向固定管（702）内，其中：油管分段（801）通过固定在外表面的油管支撑筋（101）活动固定在套管分段（802）内，套管分段（802）通过固定在外表面上的倾斜旋片（302）与气管分段内表面活动接触，气管分段（803）与稳焰管（804）通过两端分别与气管分段外表面和稳焰管内表面固定的空气旋片（201）连接，稳焰管（804）与周向固定管（702）间隙安装，所述油管分段（801）、套管分段（802）和气管分段（803）分别通过金属软管（806）与相应油管（1）、套管（3）和气管（2）的出口端连接。

10.如权利要求9所述的一种油气复合燃烧器，其特征在于，所述气管（2）的出口端设置有控制燃气喷出量的半球形配件（202），所述半球形配件（202）的表面上设置有多个喷孔（203），所述半球形配件（202）与气管（2）的出气端通过螺纹连接。

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