CN104279557B - 电热机械式微油气化燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电热机械式微油气化燃烧器，包括四头螺旋槽气化器、配风筒、稳燃器、点火枪、机械雾化油枪、第一进油管和第二进油管，机械雾化油枪包括枪杆和旋流盘喷嘴组件，枪杆具有进口端和出口端；旋流盘喷嘴组件设置在所述枪杆的出口端；机械雾化油枪还包括基座和加热元件，基座设置在枪杆的进口端；加热元件固定连接基座，并且位于枪杆的内腔中；冷燃料油经由第一进油管依次通过四头螺旋槽气化器、第二进油管，再进入到枪杆的内腔中，经加热元件加热处理，形成热油气，进入旋流盘喷嘴组件内，再次形成热油雾喷出。本发明能在初始点火阶段燃烧效率高，解决了现有的电热机械式微油气化燃烧器在低温冷态初始点火阶段易滴油和冒黑烟的问题。

Description

电热机械式微油气化燃烧器

技术领域

本发明涉及一种煤粉燃烧器，尤其涉及一种电热机械式微油气化燃烧器。

背景技术

目前，小油枪少油点火技术已在锅炉上得到较为广泛的应用，设备投资少，可靠性高，实用性强。微油气化点燃煤粉技术是小油枪点火技术的发展，气化燃油的燃烧温度更高，点火时提高了对煤粉的热解作用，点燃煤粉时更省油。

下文为了叙述方便，下文中所称的“左”、“右”与附图本身的左、右方向一致。

电热微油气化燃烧器多采用油枪进行点燃，常用的有机械雾化油枪。图1显示的是现有技术中微油气化燃烧器的结构示意图；图2显示的是图1的工作原理示意图。从图1、图2可以看出，现有技术中微油气化燃烧器中，冷燃料油O(温度较低的燃烧油)从进油管1’进入四头螺旋槽气化器2’右端盖集油室22’，再由该集油室对应的螺旋槽(图1和图2中均未示出)进入到四头螺旋槽气化器2’左端盖集油室21’，再通过输出油管3’进入到机械雾化油枪4’，进行雾化处理，在稳燃器5’中形成燃油气锥，燃油颗粒经点火枪6’发出点火花点燃，在预燃室中形成高温火焰。

图3显示的是图1中机械雾化油枪的结构示意图；图4显示的是图3的工作原理示意图。如图3、图4所示，机械雾化油枪4’包括具有进口端和出口端的枪杆41’，进口端连通输出油管3’，出口端设置有旋流盘喷嘴组件。具体地，旋流盘喷嘴组件包括压帽42’、分油环43’、旋流盘44’和喷嘴45’，其中，喷嘴45’、旋流盘44’和分油环43’依次放入压帽42’内，压帽42’与出口端相连接。

图3和图4中显示的机械雾化油枪在低温冷态初始点火阶段通常易滴油、冒黑烟，致使燃油的燃烧效率偏低，达不到环保要求。而对于位于市区的锅炉，要求锅炉冷态初始点火阶段时油枪禁止冒烟。

发明内容

本发明的目的是提出一种电热机械式微油气化燃烧器，其在初始点火阶段燃烧效率高，解决了现有的电热机械式微油气化燃烧器在低温冷态初始点火阶段易滴油和冒黑烟的问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种电热机械式微油气化燃烧器，包括四头螺旋槽气化器、配风筒、稳燃器、点火枪、机械雾化油枪、第一进油管和第二进油管，其中：所述机械雾化油枪包括枪杆和旋流盘喷嘴组件，其中：所述枪杆具有进口端和出口端；所述旋流盘喷嘴组件设置在所述枪杆的出口端；所述机械雾化油枪还包括基座和加热元件，其中：所述基座设置在所述枪杆的进口端；所述加热元件固定连接所述基座，并且位于所述枪杆的内腔中；冷燃料油经由所述第一进油管依次通过所述四头螺旋槽气化器、第二进油管，再进入到所述枪杆的内腔中，经所述加热元件加热处理，形成热油气，进入所述旋流盘喷嘴组件内，再次形成热油雾喷出。

进一步地，所述机械雾化油枪还包括温控元件，所述温控元件固定连接所述基座，并且所述温控元件的测温部分位于所述枪杆的内腔中。

进一步地，所述温控元件包括热电偶，

所述热电偶穿过所述基座插入所述枪杆的内腔中。

进一步地，所述基座气密焊接在所述枪杆的进口端。

进一步地，所述加热元件包括U形加热管。

进一步地，所述稳燃器包括稳燃罩，电热油枪导管，点火枪导管以及带油管密封座和火检探头座的法兰盘，其中：所述电热油枪导管和点火枪导管均焊接在所述法兰盘上；所述电热油枪导管套设在所述机械雾化油枪外；所述点火枪导管套设在所述点火枪外；所述第二油管穿过所述油管密封座后，一端与所述机械雾化油枪的枪杆相连通，另一端与所述四头螺旋槽气化器相连通；所述电热油枪导管为加长台阶套管状。

进一步地，所述点火枪导管与法兰盘的轴心线成1度夹角。

进一步地，所述枪杆的出口端设置有依次连接成一体的端盖、油管和管接头；所述旋流盘喷嘴组件包括压帽、分油环、旋流盘和喷嘴，其中：所述喷嘴、旋流盘和分油环依次放入所述压帽内，所述压帽螺纹连接在所述管接头的外侧壁上。

基于上述技术方案中的任一技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：

本发明在现有的微油气化燃烧器的原有结构基础上，在机械雾化油枪新增了加热元件，具体是将加热元件位于机械雾化油枪中枪杆的内腔中，因此，冷燃料油从第一进油管进入四头螺旋槽气化器后，通过第二进油管进入机械雾化油枪的内腔中，当冷态大出力初始点火时，先通电，将机械雾化油枪枪杆内积满的燃油加热至合适的温度，这样，就可以做到大出力冷态初始点火时立刻进入热气化高效燃烧工况，既不污染环境，又可完全避免了原来使用普通常规未加热机械雾化油枪大出力冷态初始点火时出现的短时间内滴油、煤油和泥，造成煤粉燃烧器结焦的现象发生；在上述过程中，着火一段时间后，微油气化燃烧器已经处于热态高效运行状态后即可及时解除机械雾化油枪电加热功能，此时四螺旋槽气化器已经被油枪火焰加热到很高温度，已经能够将流经其内的燃油热气化了；也就是说，本发明具备了将冷燃料油O两次加热气化的功能，因此，着火后的本发明将会很快地进入高效的燃烧工况，其在初始点火阶段燃烧效率高，解决了现有的机械式微油气化燃烧器在低温冷态初始点火阶段易滴油和冒黑烟的问题。

本发明主要用于电力行业各火力发电厂各种形式锅炉的内燃式煤粉燃烧器上作为点火装置直接点燃烟煤粉，还能够点燃煤质较差的贫煤和无烟煤，也可用于工业锅炉、水泥窑炉、垃圾炉、秸秆炉，可以节省大量燃油。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中微油气化燃烧器的结构示意图；

图2为图1的工作原理示意图；

图3为图1中机械雾化油枪的结构示意图；

图4为图3的工作原理示意图；

图5为本发明中微油气化燃烧器一实施例的结构示意图；

图6为图5的工作原理示意图；

图7为图5中机械雾化油枪的结构示意图；

图8为图7的全剖示意图

图9为图8的工作原理示意图；

图10为图8中枪杆结构示意图；

图11为图8中基座、加热元件和测温元件的结构示意图；

图12为图8中加热元件一实施例的结构示意图；

图13为图8中测温元件一实施例的结构示意图；

图14为图5中四头螺旋槽气化器的结构示意图；

图15为图5中燃烧器的结构示意图；

图16为图15的左视图；

图17为图16的A-A剖视图；

图18为现有技术中燃烧器一实施例的结构示意图；

图19为图18的左视图；

图20为图19的A-A剖视图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图5显示的是本发明中微油气化燃烧器的结构示意图；图6显示的是图5的工作原理示意图。如图5、图6、图14所示，本发明所提供的微油气化燃烧器与现有技术中的微油气化燃烧器相同的结构部分包括四头螺旋槽气化器1、配风筒2、稳燃器3、点火枪4、机械雾化油枪5、第一进油管6和第二进油管7，其中：

配风筒2的右端部与四头螺旋槽气化器1的左端部适配对接，点火枪4和机械雾化油枪5均装配在稳燃器3中，点火枪4的点火端位于稳燃器3中。另外，稳燃器3装配在配风筒2中。并且，第一进油管6连通四头螺旋槽气化器1右端盖的集油室13，四头螺旋槽气化器1左端盖的集油室11通过第二进油管7与机械雾化油枪5的进口端相连通。

冷燃料油O从第一进油管6进入四头螺旋槽气化器1，进入四头螺旋槽气化器1右端盖的集油室13，再由该集油室对应的螺旋槽12进入到四头螺旋槽气化器1左端盖的集油室11，再通过第二进油管7进入到机械雾化油枪5，进行雾化处理，在稳燃器3中形成燃油气锥，燃油颗粒经点火枪4发出点火花点燃，在预燃室2中形成高温火焰。当微油气化燃烧器着火一段时间后，微油气化燃烧器已经处于热态高效运行状态后即可及时解除机械雾化油枪5电加热功能，四螺旋槽气化器1已经被油枪火焰加热到很高温度，能够对流经其内的燃油热进行气化作用。

但是，由于现有的微油气化燃烧器中机械雾化油枪在低温冷态初始点火阶段易滴油和冒黑烟的问题，本发明在现有机械雾化油枪的结构的基础上，在盛装燃料油的枪杆的内腔中增设加热元件，目的在于将枪杆内的燃料油直接加热，使燃料油的温度升高，黏度降低，并使其中一部分燃料油气化，以提高燃料油的燃烧效率，从而达到环保要求。下面对本发明所提供的微油气化燃烧器中机械雾化油枪5一个实施例的具体结构进行详细介绍。

如图7-13所示，当然，机械雾化油枪5与现有技术中的机械雾化油枪相同的结构部分包括枪杆51和旋流盘喷嘴组件，其中：枪杆51具有进口端和出口端，进口端与第二进油管7相连通，出口端设置有端盖52、油管53和管接头54，三者焊成一体，构成燃油输出通路。旋流盘喷嘴组件设置在枪杆51的出口端，并且，与管接头54相连接。具体地，旋流盘喷嘴组件包括压帽、分油环、旋流盘和喷嘴，其中，喷嘴、旋流盘和分油环依次放入压帽内，压帽上的内螺纹与管接头54上侧壁的外螺纹相连接。

不同的结构部分具体体现在：本发明所提供的机械雾化油枪5还包括基座56和加热元件57，其中：基座56设置在枪杆51的进口端，具体地，第二进油管7设置在基座56上。基座56与枪杆51的进口端气密性焊接成一体。通常情况下，基座56焊接完后需要做气密试验，保证枪杆51在4MPa压力下无泄漏。加热元件57固定连接在基座56，并且加热部分位于枪杆51的内腔中。由于枪杆51的内腔中填充满了燃料油，这样的话，加热元件57的加热部分便可以对枪杆51内腔中的燃料油进行直接加热，使燃料油的温度升高，黏度降低，并使其中一部分燃料油气化，以提高燃料油的燃烧效率，从而达到环保要求。

但是，枪杆51内腔中燃料油的加热也需要有温度上限，因此，本发明所提供的机械雾化油枪还包括温控元件58，温控元件58也固定连接在基座56上，并且，温控元件58的测温部分位于枪杆51的内腔中，以便对枪杆51中燃料油的温度进行实时测量。一般情况下，燃料油的温度上限设置在200摄氏度左右，在该温度下，燃料油的温度会上升，并且，部分燃料油将会发生气化，形成热油气，油气的颗粒尺寸远小于现有的机械雾化油枪的油雾颗粒尺寸，因此，对提高燃料油的燃烧效率极为有利。

冷燃料油O由第二进油管7进入到枪杆51的内腔中，被加热元件57加热到200℃，此时部分燃料油开始气化，热油气进入旋流盘喷嘴组件内，高速旋转，动量剧增，然后从喷嘴小孔喷出，形成热油雾，热油雾中还掺混少许热油气，因油气温度很高接近0号柴油的自然温度，而且，含有部分油气，所以与空气混合非常充分，燃尽率很高，不会冒烟。特别是大出力，低温冷态初始点火阶段不滴油，不冒烟，保持高效燃烧状态。当环境温度升到比较高，足以使油枪进入高效燃烧的工况后，即可解除电热功能，恢复机械雾化油枪常态运行状态。

从上述本发明所提供的机械雾化油枪的结构来看，整体结构较为简单，工作原理也相对较为简单，但是，其所带来的燃烧效率高且不冒烟的效果非常显著。本发明所提供的机械雾化油枪主要用于各种结构形式的油燃烧器上，而油燃烧器则主要用于电力行业各火力发电厂蒸汽锅炉，也可以广泛应用于工业锅炉、秸秆炉、垃圾炉、水泥窑炉及石化系统小型燃料油锅炉。

上述实施例中，加热元件57采用的是U形加热管，U形加热管可以从市面上直接购置。温控元件58包括热电偶和控制部分，其中的热电偶作为本发明的测温部分，穿过基座56插入枪杆51的内腔中，对枪杆51内腔中的燃料油进行实时温度测量。U形加热管和热电偶均与基座56牢固地焊成一体。

工作时，通常是先设定燃料油的加热温度，当燃料油的加热温度达到设定温度的时候，温控元件58中的控制部分将加热元件57的电源切断，停止加热，即，解除电热功能，恢复机械雾化油枪常态运行状态。

上述各施例中，第二进油管7设置在基座56上，与枪杆51的内腔相连通，冷的燃料油便可以通过第二进油管7进入到枪杆51的内腔中。

上述各施例中，本发明还包括一个线罩59，其罩设在基座56上，用于对加热元件57裸露在基座56外的部分进行保护。

本发明所提供的机械雾化油枪工作时，首先，在温控元件58上设定加热温度；然后，使冷燃料油O从第二进油管7进入到枪杆51的内腔中，加热元件57通电，燃料油的温度逐渐上升，当加热到一定的温度，部分燃料油开始气化，热油气进入旋流盘喷嘴组件内，高速旋转，动量剧增，然后从喷嘴小孔喷出，形成热油雾，热油雾中还掺混少许热油气；当燃料油的温度上升到设定温度的时候，加热元件57断电，恢复机械雾化油枪常态运行状态。

为了与本发明中的机械雾化油枪5的结构相匹配，如图15-17所示，本发明对现有的稳燃器3(如图18-20所示)的结构做了些改进，稳燃器3包括稳燃罩31、电热油枪导管32、点火枪导管33以及带油管密封座34和火检探头座35的法兰盘36，其中：电热油枪导管32和点火枪导管33均焊接在法兰盘36上。电热油枪导管32套设在机械雾化油枪5外，点火枪导管33套设在点火枪4外。第二进油管7穿过油管密封座34后，一端与机械雾化油枪5的枪杆51相连通，另一端与四头螺旋槽气化器1左端盖的集油室11相连通。法兰盘36上还具有一个观火孔座37。

但是，现有技术中(如图18-20所示)的电热油枪导管32呈直圆筒状，点火枪导管33与法兰盘36的轴心线相垂直。本发明(如图15-17所示)中的电热油枪导管32改成加长台阶套管状，目的是不影响助燃风通过稳然罩31左端盖诸多小孔的风量，保持稳燃器3的良好稳燃弹性能。

另外，与现有技术相比，各件在法兰盘36上分布的直径增大了，比如：电热油枪导管32加粗的管径在本发明中加粗。但是，一旦电热油枪导管32加粗，将会引起点火枪导管33向稳燃器3中心外移，如果点火枪导管33与法兰盘36的轴心线之间不倾斜一个角度，点火枪导管33必然会高出稳然罩31，稳然罩31也应响相应高出一部分。因此，为了保持稳然罩31的结构尺寸不变，本发明将点火枪导管33与法兰盘36的轴心线成1度夹角。

本发明在现有的微油气化燃烧器的原有结构基础上，在机械雾化油枪新增了加热元件，具体是将加热元件位于机械雾化油枪中枪杆的内腔中，因此，冷燃料油O从进油管进入四头螺旋槽气化器后，通过出油管进入机械雾化油枪的内腔中，当冷态大出力初始点火时，先通电，将机械雾化油枪枪杆内积满的燃油加热至合适的温度，这样，就可以做到大出力冷态初始点火时立刻进入热气化高效燃烧工况，既不污染环境，又可完全避免了原来使用普通常规未加热机械雾化油枪大出力冷态初始点火时出现的短时间内滴油、煤油和泥，造成煤粉燃烧器结焦的现象发生；在上述过程中，通常，着火3～6分钟后，微油气化燃烧器已经处于热态高效运行状态后即可及时解除机械雾化油枪电加热功能，此时四螺旋槽气化器已经被油枪火焰加热到很高温度，已经能够将流经其内的燃油热气化了，机械雾化油枪正常投运后，其出力越大，燃油被加热的温度就越低，所以机械雾化油枪最大出力应以预燃室室内温度场最低温度≥300℃时所对应的出力定为机械雾化燃烧器的额定出力比较合适，该温度已经高于0号柴油气化和自然温度。也就是说，本发明具备了将冷燃料油O两次加热气化的功能，因此，着火后的本发明将会很快地进入高效的燃烧工况，其在初始点火阶段燃烧效率高，解决了现有的机械式微油气化燃烧器在低温冷态初始点火阶段易滴油和冒黑烟的问题。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (8)

1.一种电热机械式微油气化燃烧器，

包括四头螺旋槽气化器、配风筒、稳燃器、点火枪、机械雾化油枪、第一进油管和第二进油管，其中：

所述机械雾化油枪包括枪杆和旋流盘喷嘴组件，其中：

所述枪杆具有进口端和出口端；

所述旋流盘喷嘴组件设置在所述枪杆的出口端；

其特征在于：

所述机械雾化油枪还包括基座和加热元件，其中：

所述基座设置在所述枪杆的进口端；

所述加热元件固定连接所述基座，并且位于所述枪杆的内腔中；

冷燃料油经由所述第一进油管依次通过所述四头螺旋槽气化器、第二进油管，再进入到所述枪杆的内腔中，经所述加热元件加热处理，形成热油气，进入所述旋流盘喷嘴组件内，再次形成热油雾喷出。

2.如权利要求1所述的电热机械式微油气化燃烧器，其特征在于：

所述机械雾化油枪还包括温控元件，

所述温控元件固定连接所述基座，并且所述温控元件的测温部分位于所述枪杆的内腔中。

3.如权利要求2所述的电热机械式微油气化燃烧器，

其特征在于：

所述温控元件包括热电偶，

所述热电偶穿过所述基座插入所述枪杆的内腔中。

4.如权利要求1所述的电热机械式微油气化燃烧器，

其特征在于：

所述基座气密焊接在所述枪杆的进口端。

5.如权利要求1所述的电热机械式微油气化燃烧器，

其特征在于：

所述加热元件包括U形加热管。

6.如权利要求1所述的电热机械式微油气化燃烧器，

其特征在于：

所述稳燃器包括稳燃罩，电热油枪导管，点火枪导管以及带油管密封座和火检探头座的法兰盘，其中：

所述电热油枪导管和点火枪导管均焊接在所述法兰盘上；

所述电热油枪导管套设在所述机械雾化油枪外；

所述点火枪导管套设在所述点火枪外；

所述第二油管穿过所述油管密封座后，一端与所述机械雾化油枪的枪杆相连通，另一端与所述四头螺旋槽气化器相连通；

所述电热油枪导管为加长台阶套管状。

7.如权利要求6所述的电热机械式微油气化燃烧器，

其特征在于：

所述点火枪导管与法兰盘的轴心线成1度夹角。

8.如权利要求1所述的电热机械式微油气化燃烧器，

其特征在于：

所述枪杆的出口端设置有依次连接成一体的端盖、油管和管接头；

所述旋流盘喷嘴组件包括压帽、分油环、旋流盘和喷嘴，其中：

所述喷嘴、旋流盘和分油环依次放入所述压帽内，所述压帽螺纹连接在所述管接头的外侧壁上。