CN104613472A - 一种二维温度测量多孔介质燃烧器 - Google Patents

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林柏泉
代华明
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/12—Radiant burners
    • F23D14/14—Radiant burners using screens or perforated plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
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Abstract

一种二维温度测量多孔介质燃烧器，包括燃烧器和温度测量系统，燃烧器主要有进气管和与进气管相连的渐变型筒，渐变型筒的上端与内筒相连，内筒的外层包裹着保温层，内筒的内层下部区域填充有防回火穿孔板，位于穿孔板的上方设有多孔介质，所述温度测量系统包括穿过保温层和内筒后，插入多孔介质不同深度的热电偶，热电偶经数据线与数据采集卡入口端相连，数据采集卡出口端经数据线与计算机相连。该燃烧器燃烧效率高，操作方便，安全性好，并能测量温度二维分布情况，对理论研究和工程实际具有指导意义。

Description

一种二维温度测量多孔介质燃烧器
技术领域
本发明涉及一种二维温度测量多孔介质燃烧器，尤其适用于煤矿低浓度瓦斯、低浓度天然气、高炉煤气等低热值气体的燃烧，并能测量温度的二维分布情况。
背景技术
多孔介质燃烧技术具有燃烧效率高，贫燃极限宽，火焰稳定性好，以及污染物排放低的特点，相比传统的自由火焰燃烧技术，非常适合于煤矿低浓度瓦斯、低浓度天然气、高炉煤气等低热值气体的燃烧。
目前，多孔介质燃烧器常用的温度测量方式主要是在多孔介质中以相同的插入深度来布置热电偶，比如将所有的热电偶沿着燃烧器的轴向布置在壁面处，或者多孔介质的中心位置处。这样的测量方式只能获得一维的温度值，而不能反应燃烧器中不同位置处的温度值，不利于工程实际中对温度进行全面监测，也为实验室研究带来困扰。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服已有多孔介质燃烧器温度测量数据单一的问题，提供一种带有二维温度测量系统的多孔介质燃烧器。
技术方案：本发明的二维温度测量多孔介质燃烧器，包括燃烧器和温度测量系统，所述的燃烧器包括进气管、与进气管相连的渐变型筒，渐变型筒的上端连接有内筒，内筒的外层包裹有保温层，内筒的内层下部区域填充有防回火穿孔板，位于穿孔板的上方设有多孔介质；所述温度测量系统包括穿过保温层和内筒插入多孔介质内不同深度的多个热电偶，各热电偶经数据线与数据采集卡入口端相连，数据采集卡出口端经数据线与计算机相连。
所述的内筒为圆柱体或方形体。
所述的多孔介质为3～13mm的小球堆积而成的，材质为氧化铝、碳化硅、堇青石、或莫来石。
所述的保温层的厚度为3～10cm。
所述的内筒为耐高温金属型内筒或陶瓷型内筒。
所述多个热电偶插入多孔介质的最长深度不超过内筒中心位置。
所述的热电偶的数量根据多孔介质的高度而定，最少为4根。
有益效果：本发明与现有技术相比具有如下优点：
1.在燃烧器中植入多孔介质之后，增大了比表面积，加强了气固之间的热交换，有助于气体的预热，并实现低热值气体的稳定燃烧；
2.二维温度测量系统有助于准确反应多孔介质中不同位置处的温度分布情况，为理论研究提供更加详细的事实依据，也有利于工程实际中对燃烧器的温度实施全面监测，防止局部高温区对燃烧器造成的损害。
附图说明
图1是本发明二维温度测量多孔介质燃烧器的结构示意图；
图中：1-计算机，2-数据采集卡，3-数据线，4-热电偶，5-保温层，6-渐变型筒，7-内筒，8-多孔介质，9-穿孔板，10-进气管。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
如图1所示，本发明的二维温度测量多孔介质燃烧器，主要由燃烧器和温度测量系统构成，包括计算机1、数据采集卡2、数据线3、热电偶4、保温层5、渐变型筒6、内筒7、多孔介质8、穿孔板9、进气管10。所述的燃烧器包括进气管10、与进气管10相连的渐变型筒6，渐变型筒6的上端与内筒7相连，内筒7的外层包裹着保温层5，内筒7的内层下部区域填充有防回火穿孔板9，位于穿孔板9的上方设有多孔介质8，所述温度测量系统包括穿过保温层5和内筒7后，插入多孔介质8不同深度的热电偶4，热电偶4经数据线3与数据采集卡2入口端相连，数据采集卡2出口端经数据线3与计算机1相连，所述的内筒7结构可为圆柱体型结构或立方体型结构，所述的多孔介质4为3～13mm的小球堆积而成的，材质为氧化铝、碳化硅、堇青石、或莫来石等，所述的保温层5的厚度为3～10cm，所述的内筒7为耐高温金属型内筒或陶瓷型内筒7，所述的热电偶插入多孔介质的深度为从内筒内壁面到燃烧器的中心位置处变化，所述的热电偶的数量根据多孔介质的高度而定，最少为4根，图1中实例为9根。
工作原理：煤矿低浓度瓦斯、低浓度天然气、高炉煤气等低热值气体由进气管进入，在渐变型筒的变径作用下流入穿孔板9，当气体穿过穿孔板9之后，进入多孔介质结构的燃烧室中，然后在内筒7的导流作用下流出燃烧器，在燃烧器的出口通过点火器对低热值气体进行点火，气体开始燃烧，燃烧产生的火焰向下传播进入燃烧室内，并在其中实现稳定燃烧，在燃烧时，燃烧器中各个测点的温度通过热电偶实时测量，并由数据采集卡将测量的温度数据通过数据线传入电脑中，经过电脑软件的处理便可以将不同深度热电偶的温度值转化为整个燃烧器中的温度二维分布图。

Claims (7)

1.一种二维温度测量多孔介质燃烧器，其特征在于：包括燃烧器和温度测量系统，所述的燃烧器包括进气管（10）、与进气管（10）相连的渐变型筒（6），渐变型筒（6）的上端连接有内筒（7），内筒（7）的外层包裹有保温层（5），内筒（7）的内层下部区域填充有防回火穿孔板（9），位于穿孔板（9）的上方设有多孔介质（8）；所述温度测量系统包括穿过保温层（5）和内筒（7）插入多孔介质（8）内不同深度的多个热电偶（4），各热电偶（4）经数据线（3）与数据采集卡（2）入口端相连，数据采集卡（2）出口端经数据线（3）与计算机（1）相连。
2.根据权利要求1所述的二维温度测量多孔介质燃烧器，其特征在于：所述的内筒（7）为圆柱体或方形体。
3.根据权利要求1所述的二维温度测量多孔介质燃烧器，其特征在于：所述的多孔介质（8）为3～13mm的小球堆积而成的，材质为氧化铝、碳化硅、堇青石、或莫来石。
4.根据权利要求1所述的二维温度测量多孔介质燃烧器，其特征在于：所述的保温层（5）的厚度为3～10cm。
5.根据权利要求1所述的二维温度测量多孔介质燃烧器，其特征在于：所述的内筒（7）为耐高温金属型内筒或陶瓷型内筒。
6.根据权利要求1所述的二维温度测量多孔介质燃烧器，其特征在于：所述多个热电偶（4）插入多孔介质（8）的最长深度不超过内筒中心位置。
7.根据权利要求1所述的二维温度测量多孔介质燃烧器，其特征在于：所述的热电偶的数量根据多孔介质（8）的高度而定，最少为4根。
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