CN104478196B - 一种用于玻璃窑炉换向燃烧的燃烧器及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于玻璃窑炉换向燃烧的燃烧器，包括一端封闭且具有中空内腔管状的燃烧器本体和在所述燃烧器本体内靠近封闭端处设的涡轮，所述燃烧器本体内的中部设有一内开口；所述燃烧器还包括一通过涡轮控制打开或闭合所述内开口的锥形塞，在涡轮和内开口之间设有燃料进口，燃烧器本体未封闭端形成燃料出口。该燃烧器具有了可启闭功能，通过控制天然气燃烧器的启闭即可实现换向燃烧，可取消生产线上的换向控制室，节约投资、节省空间。

Description

一种用于玻璃窑炉换向燃烧的燃烧器及其加工方法

技术领域

本发明涉及燃烧器领域，特别是涉及一种用于玻璃窑炉换向燃烧的燃烧器。

背景技术

燃料换向蓄热式燃烧技术是由英国Hotwork Development公司和British Gas公司合作开发推出的新式的蓄热式燃烧技术，近几十年以来在玻璃窑炉，特别是浮法玻璃熔窑上广泛应用。该技术采用窑池两侧蓄热室蓄热，蓄热室是用耐火材料做成的格子砖作为蓄热体；回收了85％以上的烟气废热，并用这些热量加热空气、返回炉中助燃，极大减少了燃料消耗。浮法玻璃熔窑属浅池横焰池窑，主要包括：投料端、长形窑池、熔窑煊体、两侧蓄热室、流道等，其结构为：熔窑煊体位于窑池上方、为燃料提供燃烧空间，投料端和流道分别位于窑池两端，蓄热室位于窑池两侧。浮法玻璃熔窑换向燃烧的工作原理如下：窑池两侧分布燃烧器和蓄热室，一侧的助燃空气经蓄热室加热进入熔窑助燃另一侧燃烧器喷射的燃料在熔窑中燃烧，燃烧一定时间后，产生的废烟气携带余热充分加热了一侧的蓄热室，助燃空气和燃料则分别换从另一侧进入，如此以固定的时间为周期、两侧燃烧器轮流交替开启的有规律换向燃烧。

可换向燃烧的玻璃窑炉可以回收烟气余热、节约能源，除应用于玻璃制造，还可广泛应用于水泥制造、冶炼铝等行业的热熔窑炉。天然气作为优质清洁的能源被广泛应用，为了实现天然气的换向燃烧，都会在生产线上靠近热熔窑炉的一端设置换向控制室，通过按照一定时间间隔控制天然气输送管路的启闭使窑炉两侧的燃烧器轮流点火，进而实现换向燃烧。换向控制室是通过室内平铺式施工，用管道、管件把诸如换向阀等各种阀门和设备连接在一起，组成一整套燃烧换向控制系统，这种传统的建设方式，施工周期长，占地面积大，投入人力物力多，经常与其他专业产生交叉施工；其工程繁琐、各支管换向控制操作复杂；不仅会影响工程的总体质量，还会给原有的玻璃生产线燃烧系统造成安全隐患。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，提供一种结构简单的用于玻璃窑炉换向燃烧的燃烧器，包括一端封闭且具有中空内腔管状的燃烧器本体和在所述燃烧器本体内靠近封闭端处设的涡轮，所述燃烧器本体内的中部设有一内开口；所述燃烧器还包括一通过涡轮控制打开或闭合所述内开口的锥形塞，在涡轮和内开口之间设有燃料进口，燃烧器本体未封闭端形成燃料出口。

所述锥形塞由带有外螺纹的连杆和与所述内开口配合的塞头组成。

在所述燃烧器本体位于所述涡轮的位置上、下方分别设有压缩空气出口和压缩空气进口。

所述涡轮由一组气动正旋涡轮和气动反旋涡轮组成，所述气动正旋涡轮和气动反旋涡轮的外表面设有涡纹，且涡纹大小相同、方向相反。

所述气动正旋涡轮和气动反旋涡轮的中心开有一同轴同孔径的带有内螺纹的通孔，所述锥形塞连杆的外螺纹与所述通孔内螺纹相配合。

在所述燃烧器本体上、下方对应在所述气动正旋涡轮位置设有正旋压缩空气出口和正旋压缩空气进口；在所述燃烧器本体上、下方对应在气动反旋涡轮位置设有反旋压缩空气出口和反旋压缩空气进口。

所述正旋压缩空气出口与所述反旋压缩空气进口相连通。

所述反旋压缩空气出口连有延伸至燃料出口的压缩空气导管。

所述塞头为锥形或圆台形。

本发明还有一目的在于，提供上述燃烧器的加工方法，具体步骤为：

(1)、采用分段机械加工分上、下两部分加工燃烧器本体；

(2)、采用机械加工的方法，加工锥形塞、气动正旋涡轮、气动反旋涡轮；

(3)、组装燃烧器本体、锥形塞、气动正旋涡轮、气动反旋涡轮、压缩空气导管，即得到用于玻璃窑炉换向燃烧的燃烧器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)使玻璃窑炉的天然气燃烧器具有了可启闭功能，通过控制天然气燃烧器的启闭即可实现换向燃烧；2)可取消生产线上的换向控制室，节约投资、节省空间；3)把推动气动反旋涡轮的压缩空气引至燃料出口附近作为冷却风，能够冷却燃烧器喷嘴，延长燃烧器和喷嘴砖的使用寿命。

附图说明

图1所示为本发明燃烧器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，更具体地说明本发明的内容，并对本发明作进一步阐述，但这些实施例绝非对本发明有任何限制。本领域技术人员在本说明书的启示下对本发明实施例中所作的任何变动都将属于本发明权利要求书的范围内。

本发明提供一种用于玻璃窑炉换向燃烧的燃烧器，包括：燃烧器本体1、锥形塞2、气动正旋涡轮3、气动反旋涡轮4、燃料进口5、正旋压缩空气进口6、正旋压缩空气出口7、反旋压缩空气进口8、反旋压缩空气出口9、压缩空气导管10、内开口11、燃料出口12。

燃烧器本体1是一中空的圆管，一端封闭，一端设有燃料出口12，在燃烧器本体1中空的内腔中部设有内开口11，内腔中靠近封闭端处设有两个相邻的空间分别容纳气动正旋涡轮3和气动反旋涡轮4，气动正旋涡轮3和气动反旋涡轮4的外表面均有涡纹，且涡纹大小相同、方向相反，这两个涡轮中心开有同轴同样孔径的通孔，通孔内有内螺纹。内腔中还设有一锥形塞2，锥形塞由连杆和塞头组成，连杆为圆柱形，外表面有外螺纹，设在气动正旋涡轮3和气动反旋涡轮4中心的通孔内，其外螺纹与通孔的内螺纹相配合；连杆的末端固设一塞头，塞头的形状与内开口11契合；塞头可以为锥形、圆台等形状，相应内开口11的形状也为锥形或圆台等形状，以使塞头可以开启或闭合内开口11。在容纳涡轮的空间与内开口11之间设有燃料进口5，该燃料进口5位于燃烧器本体1的下端。

燃烧器本体1的下端对应于气动正旋涡轮3和气动反旋涡轮4的位置处，还分别设有正旋压缩空气进口6和反旋压缩空气进口8；对应地，燃烧器本体1的上端对应于气动正旋涡轮3和气动反旋涡轮4的位置处，还分别设有正旋压缩空气出口7和反旋压缩空气出口9。反旋压缩空气出口9连有压缩空气导管10，该压缩空气导管10延伸至燃料出口12附近。

该燃烧器是按照下述方法加工的：

(1)、采用分段机械加工分上、下两部分加工燃烧器本体1，即燃烧器本体中心线以上为本体上部、中心线以下为本体下部；

(2)、采用机械加工的方法，加工锥形塞2、气动正旋涡轮3、气动反旋涡轮4；

(3)、组装燃烧器本体1、锥形塞2、气动正旋涡轮3、气动反旋涡轮4、压缩空气导管10，即得到用于玻璃窑炉换向燃烧的燃烧器。

本发明提供的用于玻璃窑炉换向燃烧的燃烧器通过压缩空气驱动气动正旋涡轮3或气动反旋涡轮4旋转，由于正旋和反旋涡轮表面的涡瓣大小相同、角度相反，所以可以在气流的冲击下分别产生正旋和反旋的效果，当涡轮旋转时，通过气动正旋涡轮3或气动反旋涡轮4中心的内螺纹咬合锥形塞2连杆表面的外螺纹，使连杆产生轴向位移，带动锥形塞2沿着燃烧器本体1的中心线轴向移动、使塞头与燃烧器本体内开口11闭合或分离，达到控制燃烧器内天然气通道开启或关闭的作用，从而使燃烧器具有启闭功能。实际应用中该燃烧器在玻璃窑炉两侧成对使用，为了提高压缩空气的利用率，将玻璃窑炉一侧燃烧器的正旋压缩空气出口7通过管道与另一侧燃烧器的反旋压缩空气进口8连接，当压缩空气推动一侧燃烧器的气动正旋涡轮旋转带动连杆使锥形塞2与燃烧器本体内开口11闭合时，同时会通过管道到另一侧推动另一侧燃烧器的气动反旋涡轮反向旋转，使锥形塞2与燃烧器本体内开口11分离，由此实现联动，压缩空气导管10与反旋压缩空气出口9连接，延伸至燃料出口12附近，可以实现对不燃烧一侧燃烧器的燃料出口12的冷却，可延长燃烧器的使用寿命。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于玻璃窑炉换向燃烧的燃烧器，其特征在于，包括一端封闭且具有中空内腔管状的燃烧器本体和在所述燃烧器本体内靠近封闭端处设的涡轮，所述燃烧器本体内的中部设有一内开口；所述燃烧器还包括一通过涡轮控制打开或闭合所述内开口的锥形塞，在涡轮和内开口之间设有燃料进口，燃烧器本体未封闭端形成燃料出口；所述锥形塞由带有外螺纹的连杆和与所述内开口配合的塞头组成；所述涡轮由一组气动正旋涡轮和气动反旋涡轮组成，所述气动正旋涡轮和气动反旋涡轮的外表面设有涡纹，且涡纹大小相同、方向相反；

所述燃烧器通过压缩空气驱动气动正旋涡轮或气动反旋涡轮旋转，由于正旋和反旋涡轮表面的涡瓣大小相同、角度相反，所以可以在气流的冲击下分别产生正旋和反旋的效果，当涡轮旋转时，通过气动正旋涡轮或气动反旋涡轮中心的内螺纹咬合锥形塞连杆表面的外螺纹，使连杆产生轴向位移，带动锥形塞沿着燃烧器本体的中心线轴向移动、使塞头与燃烧器本体内开口闭合或分离，达到控制燃烧器内天然气通道开启或关闭的作用，从而使燃烧器具有启闭功能。

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，在所述燃烧器本体位于所述涡轮的位置上、下方分别设有压缩空气出口和压缩空气进口。

3.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，所述气动正旋涡轮和气动反旋涡轮的中心开有一同轴同孔径的带有内螺纹的通孔，所述锥形塞连杆的外螺纹与所述通孔内螺纹相配合。

4.根据权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，在所述燃烧器本体上、下方对应在所述气动正旋涡轮位置设有正旋压缩空气出口和正旋压缩空气进口；在所述燃烧器本体上、下方对应在气动反旋涡轮位置设有反旋压缩空气出口和反旋压缩空气进口。

5.根据权利要求4所述的燃烧器，其特征在于，所述正旋压缩空气出口与所述反旋压缩空气进口相连通。

6.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于，所述反旋压缩空气出口连有延伸至燃料出口的压缩空气导管。

7.根据权利要求1-6任一所述的燃烧器，其特征在于，所述塞头为锥形或圆台形。

8.权利要求6或7所述燃烧器的加工方法，其特征在于，具体步骤为：

(1)、采用分段机械加工分上、下两部分加工燃烧器本体；

(2)、采用机械加工的方法，加工锥形塞、气动正旋涡轮、气动反旋涡轮；

(3)、组装燃烧器本体、锥形塞、气动正旋涡轮、气动反旋涡轮、压缩空气导管，即得到用于玻璃窑炉换向燃烧的燃烧器。