CN103542408B - 半预混式天然气管式燃烧器 - Google Patents
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Abstract
一种半预混式天然气管式燃烧器，包括外管、二次混合腔、一次混合腔、空气进气孔板、燃气进气管和燃烧孔盘。其中的二次混合腔同轴设置在外管内并与外管之间设有间隔，一次混合腔同轴设置在二次混合腔内并与二次混合腔之间设有间隔，空气进气孔板连接在外管、二次混合腔和一次混合腔的左端，燃气进气管同轴连接在空气进气孔板上并伸入一次混合腔内，燃烧孔盘连接在一次混合腔的右端。本发明的半预混式天然气管式燃烧器，具有初次空燃比可调，保证天然气小流量工况下的燃烧稳定性，混合气体温度场较均匀的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃烧器，特别涉及一种半预混式天然气管式燃烧器。
背景技术
工程生产领域中常需采用加热设备以得到所需要的气体温度，天然气燃烧器是较常采用的燃烧器类型。按空、天然气的混合方式，天然气燃烧器可分为非预混、半预混及预混燃烧器。工业应用领域范围内，对天然气燃烧的性能通常可用下面几个指标来评估：
1、燃烧器的安全工作工况范围；
工业用燃烧器要求燃烧器具有一定的安全工作的工况范围，在此范围内燃烧器不会出现回火和脱火的现象。
2、满足对火焰长度的要求
根据所应用的特定环境的需要，希望燃烧器具有火焰长度可调节的性能。以提高加热效率和降低局部过热的风险。
3、操作及控制的简易性
操作复杂及控制策略难以实现的燃烧器不适用于工程应用，在满足加热性能要求的前提下，操作简单及控制易于实现的燃烧器设计较适用于工业应用。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种一次空燃比可自我调节、适用工况范围宽的半预混式天然气管式燃烧器。
本发明的目的是这样实现的：一种半预混式天然气管式燃烧器，其包括：
外管；
二次混合腔，同轴设置在外管内并与外管之间设有间隔；
一次混合腔，同轴设置在二次混合腔内并与二次混合腔之间设有间隔；
空气进气孔板，连接在外管、二次混合腔和一次混合腔的左端；
燃气进气管，同轴连接在空气进气孔板上并伸入一次混合腔内；
燃烧孔盘，连接在一次混合腔的右端。
所述的空气进气孔板上设有一次空气进口、二次空气进口和三次空气进口；一次空气进口连通一次混合腔，二次空气进口连通二次混合腔，三次空气进口连通二次混合腔与外管之间的间隔。
所述的燃气进气管的头部呈渐缩的锥形，在锥形面上设有多个燃气出口。
本发明的半预混式天然气管式燃烧器，在一次混合腔中燃气通过燃气管道头部的数个斜口喷出，与进入腔中的一次空气进行初次混合，混合后的气体再经燃烧孔盘上的数个小孔进入二次混合腔，经小孔流出的气体混合物在孔前方被点燃，流入的二次空气补充天然气完全燃烧所需的空气。二次混合腔与外管之间留有间隔并通往三次空气，一次空气量、二次空气量及三次空气的量会根据不同空气进气量下，不同位置的背压实现自我调节变化，从而扩展燃烧器安全工作的工况范围。
本发明的半预混式天然气管式燃烧器，具有初次空燃比可调，保证天然气小流量工况下的燃烧稳定性，混合气体温度场较均匀的特点。
附图说明
图1是本发明半预混式天然气管式燃烧器的整体结构示意图；
图2是图1的A-A剖视结构示意图；
图3是图1的B-B剖视结构示意图。
具体实施方式
参见图1，配合参见图2、图3，本发明的半预混式天然气管式燃烧器，包括外管1、二次混合腔2、一次混合腔3、空气进气孔板4、燃气进气管5和燃烧孔盘6。其中的二次混合腔2同轴设置在外管1内并与外管之间设有间隔，一次混合腔3同轴设置在二次混合腔2内并与二次混合腔之间设有间隔，空气进气孔板4连接在外管、二次混合腔和一次混合腔的左端，燃气进气管5同轴连接在空气进气孔板4上并伸入一次混合腔3内，燃烧孔盘6连接在一次混合腔3的右端。
本发明中的空气进气孔板4上设有一次空气进口41、二次空气进口42和三次空气进口43；一次空气进口41连通一次混合腔3，二次空气进口42连通二次混合腔2，三次空气进口43连通二次混合腔与外管之间的间隔。
本发明中的燃气进气管5的头部51呈渐缩的锥形，在锥形面上设有多个燃气出口52。
本发明的工作原理结合图1、图2、图3说明如下：
空气分三部分进入燃烧器中，其中一次空气通过一次空气进口41沿燃气进气管5周围的环形通道进入到一次混合腔3中，二次空气通过二次空气进口42进入二次混合腔2，三次空气通过三次空气进口43沿二次混合腔与外管之间的空隙进入到燃烧室的前方与热烟气混合。三股空气的质量分配由各部分系统背压的大小自我调节，其中二次混合腔与外管之间的空隙大小要经过计算流体力学数值计算得到优化结果值，以保证一次空气占总空气的质量分数达到最优值。燃气通过燃气管道进入到一次混合腔中，通过管道端部的斜槽流出，形成与空气交叉式混合，提高燃气与空气的混合效果。一次混合后的燃气混合物在燃烧孔盘6的出口处被点燃，二次空气继续补充燃气完全燃烧所需的空气，三次空气与燃烧产物混合从而形成所需要的温度及质量流量的热气体。
Claims (2)
1.一种半预混式天然气管式燃烧器，其特征在于包括：
外管；
二次混合腔，同轴设置在外管内并与外管之间设有间隔；
一次混合腔，同轴设置在二次混合腔内并与二次混合腔之间设有间隔；
空气进气孔板，连接在外管、二次混合腔和一次混合腔的左端；
燃气进气管，同轴连接在空气进气孔板上并伸入一次混合腔内；
燃烧孔盘，连接在一次混合腔的右端；
所述的空气进气孔板上设有一次空气进口、二次空气进口和三次空气进口；一次空气进口连通一次混合腔，二次空气进口连通二次混合腔，三次空气进口连通二次混合腔与外管之间的间隔，并且其中，一次空气通过一次空气进口沿燃气进气管周围的环形通道进入到一次混合腔中；二次空气通过二次空气进口进入二次混合腔，继续补充燃气完全燃烧所需的空气；三次空气通过三次空气进口沿二次混合腔与外管之间的间隔进入而与燃烧产物混合，从而形成所需要的温度及质量流量的热气体。
2.根据权利要求1所述的半预混式天然气管式燃烧器，其特征在于：所述的燃气进气管的头部呈渐缩的锥形，在锥形面上设有多个燃气出口。
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