CN104748118A - 一种可调旋流的燃气烧嘴 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调旋流的燃气烧嘴，包括一次风调节装置、二次风调节装置和可调型稳焰装置，其中，可调型稳焰装置包括钝体头和调节环；钝体头包括无底圆筒状的外壳、固定于外壳内的框架和若干个动翼板，框架的中心与外壳的轴向中心重合，框架的中心为燃气通道，动翼板均通过转动轴连接于燃气通道和外壳之间的同一平面上，动翼板以转动轴为中心轴可转动，转动轴穿过外壳的端部通过铰链连接调节环，调节环与拉杆连接，拉杆带动调节环上下运动；本发明可以通过一次风调节装置可保证可燃气与助燃气的初步混合，通过动翼板旋转角度调节又可保障混合可燃气与二次风的充分混合，最大程度保证燃烧器稳定燃烧。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃烧器，特别是在耐火砖型气化炉烘炉过程所使用的一种可调旋流的燃气烧嘴。
背景技术
以Texaco为代表的气化技术在国内得到广泛运用，此种气化技术气化炉炉型可称做热壁炉，即点火投料前须将炉内耐火砖预热至1000℃以上，然后利用耐火砖蓄热保证后继点火投运。
然而实际运行过程中，由于整个工艺流程特点，为了保证烘炉过程顺利进行，不但气化炉液位需降到下降管以下，而且需要时刻匹配气化炉真空度与燃气量。降低液位可避免抽气造成的气化炉“气喘”现象，但烘炉过程需时刻关注激冷器及托砖板温度。此外抽气量太大造成燃气燃烧热量被快速带出炉体，使炉温升温速率不达标，如果抽气更大造成燃烧器脱火造成烘炉过程中断，炉温骤降，影响最终燃气使用量；另一方面抽气不足造成燃气在炉内爆燃以及爆鸣等现象，严重影响耐火砖使用寿命。
实际运用过程中各单位采用不同办法探索出行之有效的烘炉方案，但在如何改进燃烧器与此工艺炉型的匹配性方面所做研究甚少，因此急需从工艺原理出发开发出可以稳定运行的燃烧器。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种热壁炉烘炉用的可调旋流的燃气烧嘴，该燃气烧嘴可克服现有预热烧嘴使用过程的弊端，最大程度减少烘炉过程所耗人力物力，能源利用效率高，操作简单可靠。
为了实现上述功能，本发明采用的技术方案是：
一种可调旋流的燃气烧嘴，其特征在于：包括一次风调节装置、二次风调节装置和可调型稳焰装置，一次风调节装置用于调节可燃气与助燃气混合时的一次风吸入量，一次风调节装置安装于烧嘴顶部，二次风调节装置用于调节可燃气与助燃气混合时的二次风吸入量，二次风调节装置安装于一次风调节装置的底部，可调型稳焰装置通过拉杆安装于二次风调节装置的底部；可调型稳焰装置包括钝体头和调节环；钝体头包括无底圆筒状的外壳、固定于外壳内的框架和若干个动翼板，框架的中心与外壳的轴向中心重合，框架的中心为燃气通道，动翼板均通过转动轴连接于燃气通道和外壳之间的同一平面上，动翼板以转动轴为中心轴可转动，转动轴穿过外壳的端部通过铰链连接调节环，调节环与拉杆连接，拉杆带动调节环上下运动。
所述一次风调节装置采用射流原理，通过喷射燃气卷吸部分空气达到可燃气与助燃气的一次混合，一次风调节装置上端设置有可调盖板，通过可调盖板调节一次风吸入量。
所述二次风调节装置包括顶盖、可旋转滚筒与固定风孔，可旋转滚筒与固定风孔套接，顶盖安装于可旋转滚筒与固定风孔的顶部，通过可旋转滚筒和固定风孔之间相对旋转改变可旋转滚筒与固定风孔之间的进风面积，即调节二次风进口面积，实现调节二次风吸入量。
所述框架可以是十字形框架，十字形框架的每个空间内均设置有一片动翼板，这样可设置四片动翼板。
所述燃气通道和外壳上设有用于安装转动轴的一一对应的圆孔，转动轴的两端分别插入燃气通道和外壳上对应圆孔内。
所述动翼板通过销钉连接于转动轴上，通过销钉可限制转动轴的位置。
所述铰链由两段摇臂和销钉连接形成，连接后的摇臂的一端与转动轴连接，另一端与调节环连接。
所述调节环的边沿设置有与拉杆直径匹配的安装孔，拉杆穿过安装孔和螺帽固定调节环的位置。
所述拉杆穿过二次风调节装置的顶盖，拉杆的顶部通过调节螺帽固定位置，通过调节螺帽的上下旋动调节拉杆的上下位置。
因此，当拧动调节螺帽调节上下位置时，拉杆随调节螺帽的位置上下移动，调节环也随拉杆上下移动，调节环的上下移动带动铰链的摇臂活动，摇臂拉动转动轴转动，使得动翼板随转动轴在一定空间范围内旋转，动翼板的旋转用于调整可燃气的燃气量。
所述燃气烧嘴的工作原理为：
（1）当燃气量较小时，保持一次风全开，将动翼板面与燃烧器轴向之间的角度即旋流角度调整为45°，二次风保持80%开度；此时，可根据火焰颜色、火焰根部与燃烧器喷口的距离来调节一次风的风量与二次风的风量，正常燃烧的火焰根部距离燃烧器喷口为5～15mm，火焰呈蓝色，火焰的外表及头部略黄，火焰长度适中，且稳定；
（2）随着燃气量的增大，若火焰出现黄色过多则应增大一次风的风量，若火焰出现蓝色过多且火焰根部与燃烧器喷口的距离变大（随着燃气量增大出现距离变大，指比原距离），并开始出现不稳定现象，则适当减小一次风的风量；随着燃气量的增大，若出现黄色火焰过多且火焰根部与燃烧器喷口距离变小，则应适当增加一次风量；
（3）当燃气量增大到一定程度，一次风与燃气的混合气体在燃烧器喷口处速度过快，火焰根部距离燃烧器喷口距离增大，通过调整调节螺帽来改变动翼板的旋转角度，即适当增大动翼板面与燃烧器轴向之间的旋流角度。
在上述燃烧过程中，当火焰直径大于燃烧器喷口直径2倍时，或黄色火焰过多及火焰面长度超过1m时，则表示二次风量不足，需适当增大二次风开度；若火焰直径小于燃烧器喷口直径的1.5倍且火焰出现强烈湍动时，表示二次风过量，则应降低二次风开度。
为确保本发明的稳定智能使用，二次风调节装置的顶盖上设置有火焰检测孔、点火杆孔及视频检测孔，通过火焰检测和视频监控，保证烘炉过程实时监控，插入的点火杆又可保证随时引燃烧嘴，最大程度减少由于熄火造成的炉温下降现象。
本发明相对于现有技术，具有以下优点：
1、通过一次风调节装置、二次风调节装置和稳焰装置的相互配合，可达到可燃气与助燃气较宽比例范围内的稳定燃烧，且为预混型烧嘴，燃烧热值高，不但节约燃气用量，更能最大程度减少烘炉过程的工作量；
2、通过拉杆顶部的调节螺帽的上下运动带动拉杆上下运动，通过铰链和转动轴转变成动翼板的空间角度变换（可轻松实现烘炉过程随燃气量增加动翼板角度的调节，调节方式安全、方便、快捷；
3、此烧嘴特别适用于耐火砖型气化炉，结合该气化炉的烘炉过程，可以实现智能化监控与控制，使用过程更加人性化。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明的可调型稳焰装置的俯视结构示意图；
图4为本发明的可调型稳焰装置的结构示意图；
图5为本发明的可调型稳焰装置的爆炸图；
图6为本发明在使用过程中火焰根部与燃烧器喷口的距离示意图。
其中，附图标记为：1-喷口，2-可调盖板，3-可旋转滚筒，4-一次风进口，5-固定风孔，6-调节螺帽，7-拉杆，8-调节环，9-铰链，10-钝体头，11-动翼板。
具体实施方式
如图1-2所示，一种可调旋流的燃气烧嘴，包括一次风调节装置、二次风调节装置和可调型稳焰装置，一次风调节装置用于调节可燃气与助燃气混合时的一次风吸入量，一次风调节装置安装于烧嘴顶部，二次风调节装置用于调节可燃气与助燃气混合时的二次风吸入量，二次风调节装置安装于一次风调节装置的底部，可调型稳焰装置通过拉杆7安装于二次风调节装置的底部；可调型稳焰装置包括钝体头10和调节环8；钝体头10包括无底圆筒状的外壳、固定于外壳内的框架和若干个动翼板，框架的中心与外壳的轴向中心重合，框架的中心为燃气通道，动翼板均通过转动轴连接于燃气通道和外壳之间的同一平面上，动翼板以转动轴为中心轴可转动，转动轴穿过外壳的端部通过铰链9连接调节环8，调节环8与拉杆7连接，拉杆7带动调节环8上下运动。
所述一次风调节装置采用射流原理，通过喷射燃气卷吸部分空气达到可燃气与助燃气的一次混合，一次风调节装置上端设置有可调盖板2，通过可调盖板2调节一次风进口4的大小，从而实现调节一次风吸入量。
所述二次风调节装置包括顶盖、可旋转滚筒3与固定风孔5，可旋转滚筒3与固定风孔5套接，顶盖安装于可旋转滚筒3与固定风孔5的顶部，通过可旋转滚筒3和固定风孔5之间相对旋转改变可旋转滚筒3与固定风孔5之间的进风面积，即调节二次风进口面积，实现调节二次风吸入量。
所述框架可以设置安装至少两片动翼板的结构，可以是十字形框架，十字形框架的每个空间内均设置有一片动翼板，这样可设置四片动翼板。
所述燃气通道和外壳上设有用于安装转动轴的一一对应的圆孔，转动轴的两端分别插入燃气通道和外壳上对应圆孔内。
所述动翼板通过销钉连接于转动轴上，通过销钉可限制转动轴的位置。
所述铰链9由两段摇臂和销钉连接形成，连接后的摇臂的一端与转动轴连接，另一端与调节环8连接。
所述调节环8的边沿设置有与拉杆7直径匹配的安装孔，拉杆7穿过安装孔和螺帽固定调节环8的位置。
所述拉杆7穿过二次风调节装置的顶盖，拉杆7的顶部通过调节螺帽6固定位置，通过调节螺帽6的上下旋动调节拉杆7的上下位置。
因此，当拧动调节螺帽6调节上下位置时，拉杆7随调节螺帽6的位置上下移动，调节环8也随拉杆7上下移动，调节环8的上下移动带动铰链9的摇臂活动，摇臂拉动转动轴转动，使得动翼板随转动轴在一定空间范围内旋转，动翼板的旋转用于调整可燃气的燃气量。
燃烧时，通过一次风调节装置可保证可燃气与助燃气的初步混合，通过动翼板旋转角度调节又可保障混合可燃气与二次风的充分混合，最大程度保证燃烧器稳定燃烧。
所述燃气烧嘴的工作原理为：
（1）当燃气量较小时，保持一次风全开，将动翼板面与燃烧器轴向之间的角度即旋流角度调整为45°，二次风保持80%开度；此时，可根据火焰颜色、火焰根部与燃烧器喷口1的距离来调节一次风的风量与二次风的风量；如图6所示，正常燃烧的火焰根部距离燃烧器喷口1为5～15mm，火焰呈蓝色，火焰的外表及头部略黄，火焰长度适中，且稳定；
（2）随着燃气量的增大，若火焰出现黄色过多则应增大一次风的风量，若火焰出现蓝色过多且火焰根部与燃烧器喷口1的距离变大（随着燃气量增大出现距离变大，指比原距离），并开始出现不稳定现象，则适当减小一次风的风量；随着燃气量的增大，若出现黄色火焰过多且火焰根部与燃烧器喷口1距离变小，则应适当增加一次风量；
（3）当燃气量增大到一定程度，一次风与燃气的混合气体在燃烧器喷口1处速度过快，火焰根部距离燃烧器喷口1距离增大，通过调整调节螺帽6来改变动翼板的旋转角度，即适当增大动翼板面与燃烧器轴向之间的旋流角度。
在上述燃烧过程中，当火焰直径大于燃烧器喷口1直径2倍时，或黄色火焰过多及火焰面长度超过1m时，则表示二次风量不足，需适当增大二次风开度；若火焰直径小于燃烧器喷口1直径的1.5倍且火焰出现强烈湍动时，表示二次风过量，则应降低二次风开度。
为确保本发明的稳定智能使用，二次风调节装置的顶盖上设置有火焰检测孔、点火杆孔及视频检测孔，通过火焰检测和视频监控，保证烘炉过程实时监控，插入的点火杆又可保证随时引燃烧嘴，最大程度减少由于熄火造成的炉温下降现象。
Claims (11)
1.一种可调旋流的燃气烧嘴，其特征在于：包括一次风调节装置、二次风调节装置和可调型稳焰装置，一次风调节装置用于调节可燃气与助燃气混合时的一次风吸入量，一次风调节装置安装于烧嘴顶部，二次风调节装置用于调节可燃气与助燃气混合时的二次风吸入量，二次风调节装置安装于一次风调节装置的底部，可调型稳焰装置通过拉杆（7）安装于二次风调节装置的底部；可调型稳焰装置包括钝体头（10）和调节环（8）；钝体头（10）包括无底圆筒状的外壳、固定于外壳内的框架和若干个动翼板（11），框架的中心与外壳的轴向中心重合，框架的中心为燃气通道，动翼板（11）均通过转动轴连接于燃气通道和外壳之间的同一平面上，动翼板（11）以转动轴为中心轴可转动，转动轴穿过外壳的端部通过铰链（9）连接调节环（8），调节环（8）与拉杆（7）连接，拉杆（7）带动调节环（8）上下运动。
2.根据权利要求1所述的一种可调旋流的燃气烧嘴，其特征在于：所述一次风调节装置采用射流原理，通过喷射燃气卷吸部分空气达到可燃气与助燃气的一次混合，一次风调节装置上端设置有可调盖板（2），通过可调盖板（2）调节一次风吸入量。
3.根据权利要求1所述的一种可调旋流的燃气烧嘴，其特征在于：所述二次风调节装置包括顶盖、可旋转滚筒（3）与固定风孔（5），可旋转滚筒（3）与固定风孔（5）套接，顶盖安装于可旋转滚筒（3）与固定风孔（5）的顶部，通过可旋转滚筒（3）和固定风孔（5）之间相对旋转改变可旋转滚筒（3）与固定风孔（5）之间的进风面积，即调节二次风进口面积，实现调节二次风吸入量。
4.根据权利要求1所述的一种可调旋流的燃气烧嘴，其特征在于：所述框架为十字形框架，十字形框架的每个空间内均设置一片动翼板（11），即设置有四片动翼板（11）。
5.根据权利要求1所述的一种可调旋流的燃气烧嘴，其特征在于：所述燃气通道和外壳上设有用于安装转动轴的一一对应的圆孔，转动轴的两端分别插入燃气通道和外壳上对应圆孔内。
6.根据权利要求1所述的一种可调旋流的燃气烧嘴，其特征在于：所述动翼板（11）通过销钉连接于转动轴上，通过销钉可限制转动轴的位置。
7.根据权利要求1所述的一种可调旋流的燃气烧嘴，其特征在于：所述铰链（9）由两段摇臂和销钉连接形成，连接后的摇臂的一端与转动轴连接，另一端与调节环（8）连接。
8.根据权利要求1所述的一种可调旋流的燃气烧嘴，其特征在于：所述调节环（8）的边沿设置有与拉杆（7）直径匹配的安装孔，拉杆（7）穿过安装孔和螺帽固定调节环（8）的位置；所述拉杆（7）穿过二次风调节装置的顶盖，拉杆（7）的顶部通过调节螺帽（6）固定位置，通过调节螺帽（6）的上下旋动调节拉杆（7）的上下位置；当拧动调节螺帽（6）调节上下位置时，拉杆（7）随调节螺帽（6）的位置上下移动，调节环（8）也随拉杆（7）上下移动，调节环（8）的上下移动带动铰链（9）的摇臂活动，摇臂拉动转动轴转动，使得动翼板（11）随转动轴在一定空间范围内旋转，动翼板（11）的旋转用于调整可燃气的燃气量。
9.根据权利要求1所述的一种可调旋流的燃气烧嘴，其特征在于：所述燃气烧嘴安装于燃烧器使用时的工作原理如下：
（1）当燃气量较小时，保持一次风全开，将动翼板（11）面与燃烧器轴向之间的角度即旋流角度调整为45°，二次风保持80%开度；
（2）随着燃气量的增大，若火焰出现黄色过多则应增大一次风的风量，若火焰出现蓝色过多且火焰根部与燃烧器喷口的距离变大，并开始出现不稳定现象，则适当减小一次风的风量；随着燃气量的增大，若出现黄色火焰过多且火焰根部与燃烧器喷口距离变小，则应适当增加一次风量；
（3）当燃气量增大到一定程度，一次风与燃气的混合气体在燃烧器喷口处速度过快，火焰根部距离燃烧器喷口距离增大，通过调整调节螺帽（6）来改变动翼板（11）的旋转角度，即适当增大动翼板（11）面与燃烧器轴向之间的旋流角度。
10.根据权利要求9所述的一种可调旋流的燃气烧嘴，其特征在于：在所述燃烧过程中，当火焰直径大于燃烧器喷口直径2倍时，或黄色火焰过多及火焰面长度超过1m时，则表示二次风量不足，需适当增大二次风开度；若火焰直径小于燃烧器喷口直径的1.5倍且火焰出现强烈湍动时，表示二次风过量，则应降低二次风开度。
11.根据权利要求1所述的一种可调旋流的燃气烧嘴，其特征在于：所述二次风调节装置的顶盖上设置有用于实时监控的火焰检测孔、视频检测孔和用于插入点火杆的点火杆孔。
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