CN105090950B - 一种预蒸发自湍流油料燃烧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预蒸发自湍流油料燃烧机，它是在湍流混合火焰筒上安装有练氏喷油嘴和燃气点火器，湍流混合火焰筒通过风管与离心风机连接，进风阀通过风管与离心风机连接，练氏喷油嘴通过不锈钢金属软管与供油阀连接，供油阀通过油管同时与压力表阀、冷油回油阀、三级电子加热控温器连接，二级电子加热控温器同时与三级电子加热控温器、油压调节阀连接。本发明采用了均风均压、离心雾化、燃气点火及除炭稳燃等技术方案，实现了高温低氧浓度的燃烧条件，创建了湍流混合燃烧新工艺，有高效率燃烧、低污染排放的效果，结束了重油粘度大，难燃烧、高污染、限使用的历史，重塑了重油高热质、易燃烧、低污染的战略能源地位。

Description

一种预蒸发自湍流油料燃烧机

技术领域

本发明涉及一种工业炉窑油料燃烧机，尤其涉及一种预蒸发自湍流油料燃烧机。

背景技术

现有的工业炉窑，燃油锅炉一般将重油预热至90℃，以蒸汽作雾化剂喷入炉膛，通入助燃空气进行燃烧，由于重油雾化不好，与助燃空气混合不均，很难燃烧完全，大多数采用鼓入过量的助燃空气的办法使重油燃烧得好一些。在这种高温高氧浓度的燃烧条件下，生成大量的SO₂和NO_X污染环境。高温中的不完全燃烧现象普遍存在。随着我国炼油技术的提高，重油的粘度大、难燃烧、高污染问题更为突出，部分大城市限制重油作能源使用，重油的高热质能源地位受到严重的挑战，一个大型燃油企业年排污费达一、二百万元之多，解决重油不完全燃烧和高污染问题迫在眉睫。

发明内容

本发明根据重油的自身特性，提供一种预蒸发自湍流油料燃烧机，使重油充分雾化并与空气混合均匀，保证重油燃烧充分，达到高效率燃烧、低污染排放的目的。

本发明的技术方案：一种预蒸发自湍流油料燃烧机，由油槽、油泵、进油阀、安全阀、油压调节阀、冷油回油阀、压力表阀、压力表、供油阀、供风阀、离心风机、燃气点火器、湍流混合火焰筒、不锈钢金属软管、一级电子加热控温器、二级电子加热控温器、三级电子加热控温器、练氏喷油嘴及固定装置组成，在湍流混合火焰筒上安装有练氏喷油嘴和燃气点火器，在练氏喷油嘴的输油短管上安装有固定装置，湍流混合火焰筒通过风管与离心风机连接，进风阀通过风管与离心风机连接，练氏喷油嘴通过不锈钢金属软管与供油阀连接，供油阀通过油管同时与压力表阀、冷油回油阀、三级电子加热控温器连接，二级电子加热控温器同时与三级电子加热控温器、油压调节阀连接，油泵通过油管与进油阀、安全阀与二级电子加热控温器连接，进油阀通过油管与油槽连接，压力表阀通过油管与压力表连接，回油总管通过油管同时与冷油回油阀、油压调节阀、超压回油管、油槽连接，一级电子加热控温器安装在油槽上。

前述的湍流混合火焰筒包括外筒、连接在外筒端板上的进风筒以及与进风筒连接的侧风管，进风筒两端分别与外筒端板以及进风端板连接，在外筒内设置有内筒，内筒通过连接块与配风筒连接及外筒连接，配风筒通过连接块与设置在配风筒内的预蒸发筒连接，在预蒸发筒内设置有孔板，在孔板的中央设置有喷嘴座，在喷嘴座的中央设置有练氏喷油嘴，在喷嘴座上围绕练氏喷油嘴的周边设置有一组座上小孔，6组小孔均匀分布在孔板上，除炭稳燃板遮挡在每组小孔上并通过垫块与孔板连接，6组大孔与6组小孔相间配置，6组导风管对应6组大孔与孔板连接，在预蒸发筒内的进风端设置有均风均压板，两组湍流槽交错焊接在内筒的内壁上，固定装置的固定三销钉套焊接在进风端板上，销钉与固定三销钉套连接。

前述的湍流槽是一个三面围板围成的槽形结构，其上的进风口朝向配风筒，出风口朝向内筒的中心线。

前述的燃气点火器的燃气进气管与燃气打火开关连接，主喷气嘴、副喷气嘴同时与燃气打火开关连接，燃气导槽安装在副喷气嘴47上，打火针通过瓷环安装在燃气导槽上，打火针通过导电线与燃气打火开关连接，导火管与外筒端板连接，主喷气嘴通过胶管与混合燃气导管连接，混合燃气导管依次穿过外筒端板、均风均压板及孔板后与火炬底板连接，火炬底板与火炬筒连接，在火炬筒内设置有节流板，节流板的中央设置有节流孔。

前述的练氏喷油嘴包括喷嘴外壳，喷嘴外壳一端与空心园锥连接，另一端与大螺栓连接，在空心园锥的端面上设置有一对旋流槽，在空心园锥的圆锥头上设置有喷油孔，实心园锥安装在空心园锥内，密封圈套在大螺栓上，压紧弹簧装在实心园锥和大螺栓之间，输油短管与大螺栓连接，油管活接头与输油短管连接。

前述的实心园锥的锥度α小于空心园锥的锥度β。

前述的固定装置的内档环和压缩弹簧、活动三槽环、外档环套在练氏喷油嘴的输油短管上，并将外档环、内档环焊接在输油短管上，所述的输油短管与练氏喷油嘴上的大螺栓连接。

由于采用了上述技术方案，本发明的优点在于：本发明采用了均风均压、离心雾化、燃气点火、除炭稳燃、预蒸发及自湍流等技术方案，实现了高温低氧浓度的燃烧条件，创建了湍流混合燃烧新工艺，有高效率燃烧、低污染排放的效果，结束了重油粘度大，难燃烧、高污染、限使用的历史，重塑了重油高热质、易燃烧、低污染的战略能源地位。本发明有易点火、易操作、不结焦、不积炭、高效率、低污染等优点，可为燃油企业节省大笔排污费，有巨大的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中湍流混合火焰筒的结构示意图；

图3为图2的C-C剖视图；

图4为本发明中孔板的结构示意图；

图5为图4的剖视图；

图6为本发明中燃气点火器的结构示意图；

图7为本发明中练氏喷油嘴及固定装置的结构示意图；

图8为图7的A-A剖视图；

图9为图7的B-B视图。

附图标记说明：1-油槽，2-一级电子加热控温器，3-油泵，4-安全阀，5-二级电子加热控温器，6-三级电子加热控温器，7-练氏喷油嘴，8-燃气点火器，9-湍流混合火焰筒，10-离心风机，11-燃气导槽，12-回油总管，13-进油阀，14-超压回油管，15-油压调节阀，16-冷油回油阀，17-压力表阀，18-供油阀，19-供风阀，20-压力表，21-不锈钢金属软管，22-导电线，23-孔板，24-喷嘴座，25-大孔，26-导风管，27-小孔，28-垫块，29-除炭稳燃板，30-座上小孔，31-预蒸发筒，32-均风均压板，33-配风筒，34-内筒，35-外筒，36-伸缩弹簧，37-连接块，38-外筒端板，39-进风筒，40-进风端板，41-侧风管，42-湍流槽，43-固定三销钉套，44-燃气打火开关，45-燃气进口接管，46-主喷气嘴，47-副喷气嘴，48-负压吸气孔，49-打火针，50-导火管，51-胶管，52-混合燃气导管，53-火炬底板，54-火炬筒，55-节流板，56-节流孔，57-空心园锥，58-实心园锥，59-喷油孔，60-旋流槽，61-喷嘴外壳，62-压紧弹簧，63-大螺栓，64-密封圈，65-输油短管，66-内档环，67-伸缩弹簧，68-活动三槽环，69-外挡环，70-油管活节头，71-销钉，72-瓷环，73-固定装置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的实施例：预蒸发自湍流油料燃烧机的结构示意图如图1所示，由油槽1、油泵3、进油阀13、安全阀4、油压调节阀15、冷油回油阀16、压力表阀17、压力表20、供油阀18、供风阀19、离心风机10、燃气点火器8、湍流混合火焰筒9、不锈钢金属软管21、一级电子加热控温器2、二级电子加热控温器5、三级电子加热控温器6、练氏喷油嘴7及固定装置73组成，在湍流混合火焰筒9上安装有练氏喷油嘴7和燃气点火器8，在练氏喷油嘴7的输油短管65上安装有固定装置73，湍流混合火焰筒9通过风管与离心风机10连接，进风阀19通过风管与离心风机10连接，练氏喷油嘴7通过不锈钢金属软管21与供油阀18连接，供油阀18通过油管同时与压力表阀17、冷油回油阀16、三级电子加热控温器6连接，二级电子加热控温器5同时与三级电子加热控温器6、油压调节阀15连接，油泵3通过油管与进油阀13、安全阀4与二级电子加热控温器5连接，进油阀13通过油管与油槽1连接，压力表阀17通过油管与压力表20连接，回油总管12通过油管同时与冷油回油阀16、油压调节阀15、超压回油管14、油槽1连接，一级电子加热控温器2安装在油槽1上。

本发明的工作原理：如图1所示，在关闭供油阀18及冷油回油阀16，开启压力表阀17、油压调节阀15及进油阀13的情况下，起动油泵3、一级电子加热控温器2、二级电子加热控温器5，油槽1的重油在油泵3的驱动下通过进油阀13进入油泵3，然后进入二级电子加热控温器5及油压调节阀15，再经回油总管12回到油槽1，作循环流动。待油槽1的重油温度达到90℃时，起动三级电子加热控温器6，开启冷油回油阀16，保持压力表油压为0.5MPa，使三级电子加热控温器6保持125～135℃时，起动燃气点火器8，在湍流混合火焰筒9内形成点火火炬，等待喷油点火。启动离心风机10，开启进风阀19，保持1/4开度。此时离心风机10向湍流混合火焰筒9供风，火炬筒54的火焰久吹不熄。点火时，关闭冷油回油阀16，开启供油阀18，练氏喷油嘴7喷出的油雾被燃气点火器8的火炬筒54点燃。调节进风阀19与油压调节阀15相匹配，湍流混合火焰筒9即可喷出明亮的中性焰或还原焰。

参见图2，所述的湍流混合火焰筒9包括外筒35、连接在外筒端板38上的进风筒39以及与进风筒39连接的侧风管41，进风筒39两端分别与外筒端板38以及进风端板40连接，在外筒35内设置有内筒34，内筒34通过连接块37与配风筒33连接及外筒35连接，配风筒33通过连接块37与设置在配风筒33内的预蒸发筒31连接，在预蒸发筒31内设置有孔板23，在孔板23的中央设置有喷嘴座24，在喷嘴座24的中央设置有练氏喷油嘴7，在喷嘴座24上围绕练氏喷油嘴7的周边设置有一组座上小孔30，6组小孔27均匀分布在孔板23上，除炭稳燃板29遮挡在每组小孔27上并通过垫块28与孔板23连接，6组大孔25与6组小孔27相间配置，6组导风管26对应6组大孔25与孔板23连接，在预蒸发筒31内的进风端设置有均风均压板32，两组湍流槽42交错焊接在内筒34的内壁上，固定装置73的固定三销钉套43焊接在进风端板40上，销钉71与固定三销钉套43连接。参见图3，所述的湍流槽42是一个三面围板围成的槽形结构，其上的进风口朝向配风筒33，出风口朝向内筒34的中心线。

湍流混合火焰筒9的工作原理：如图2所示，助燃风由侧风管41吹入进风筒39后，自然分成五个部分：其中一部分经过均风均压板32的中心孔后从座上小孔30吹入，将练氏喷油嘴7喷出的油雾吹出喷嘴座24；另一部分风从小孔27吹入，受除炭稳燃板29阻挡改变方向，沿孔板23表面横向吹过，一则除炭，二则在除炭稳燃板29背风面的轴向风速为零，在除炭稳燃板29背风面有稳燃作用，第三部分风从大孔25吹入，经导风管26吹入预蒸发筒31与油雾广泛接触燃烧，燃烧热加热油雾，使100%的油雾受热蒸发变成燃油蒸气，在高温下，燃气的轴向速度急增20余倍，以每秒百米的轴向速度吹向湍流槽42，在湍流槽42的前后形成湍急的紊流，进一步与燃油蒸气充分混合。第五部分风从内筒34与外筒35之间的间隙中吹过，对内筒34进行冷却，最终进入炉膛参与燃烧。在上述配风过程中，由于均风均压板32的存在，避免大量的风直接吹到孔板23表面，使导预蒸发筒31的进风口产生负压，影响风的正常流动，防止预蒸发筒31内混合燃气回流，同时保证吹入配风筒33内的风压均匀。

参见图5，所述的燃气点火器8的燃气进气管45与燃气打火开关44连接，主喷气嘴46、副喷气嘴47同时与燃气打火开关44连接，燃气导槽11安装在副喷气嘴47上，打火针49通过瓷环72安装在燃气导槽11上，打火针49通过导电线22与燃气打火开关44连接，导火管50与外筒端板38连接，主喷气嘴46通过胶管51与混合燃气导管52连接，混合燃气导管52依次穿过外筒端板38、均风均压板32及孔板23后与火炬底板53连接，火炬底板53与火炬筒54连接，在火炬筒54内设置有节流板55，节流板55的中央设置有节流孔56。

燃气点火器8的工作原理：在燃气进气管45上接入液化石油气或乙炔气后，用力按压燃气打火开关44，主喷气嘴46、副喷气嘴47同时喷出燃气，并吸入周边部分空气，成为混合燃气，即主喷气嘴46喷出燃气后从吸气孔48吸入部分空气，成为混合燃气，经混合燃气导管52从节流孔56喷出；副喷气嘴47喷出的燃气，经燃气导槽11以及导火管50导入配风筒33，将燃气打火开关44反时针转动60°角时，打火针49在燃气导槽11之间打火，将燃气导槽11的混合燃气点燃，形成连续火焰，导火管50将火焰导入配风筒33，将节流孔56喷出的混合燃气点燃，形成稳定的点火火炬。当停止对燃气打火开关施压时，副喷气嘴47停气熄火，主喷气嘴46继续喷气，火炬筒54处于继续工作状态。将燃气打火开关44顺时针转动60°角时，主喷气嘴46停气，节流孔56熄火。

参见图6～8，练氏喷油嘴7包括喷嘴外壳61，喷嘴外壳61一端与空心园锥57连接，另一端与大螺栓63连接，在空心园锥57的端面上设置有一对旋流槽60，在空心园锥57的圆锥头上设置有喷油孔59，实心园锥58安装在空心园锥57内，且实心园锥58的锥度α小于空心园锥57的锥度β；密封圈64套在大螺栓63上，压紧弹簧62装在实心园锥58和大螺栓63之间，输油短管65与大螺栓63连接，油管活接头70与输油短管65连接。

练氏喷油嘴7的工作原理：高温带压重油从油管活接头70进入输油短管65后，重油通过大螺栓63上的内孔进入喷油嘴外壳61，再从空心园锥57上的一对旋流槽60进入空心园锥57内，重油在旋流槽60一对力偶的作用下，围绕实心园锥58高速旋转，空心园锥57的内壁给予重油一个向心力的同时，重油本身也产生了一个和向心力大小相等、方向相反的离心力，当重油从喷油孔59喷出时，重油因离心力被雾化。

参见图2及图6，所述的固定装置73的内档环66和压缩弹簧67、活动三槽环68、外档环69套在练氏喷油嘴7的输油短管65上，并将外档环69、内档环66焊接在输油短管65上，所述的输油短管65与练氏喷油嘴7上的大螺栓63连接。

固定装置73的工作原理：如图2所示，将固定装置73插入固定三销钉套43内，一直到使喷嘴外壳61安装在喷嘴座24上，用活动三槽环68的三槽对准固定三销钉套43的三销钉，用力压缩伸缩弹簧36，使三销钉压入三槽后转动60°角，练氏喷油嘴7就安装好了，再次将活动三槽环68转动60°角，即可拆下练氏喷油嘴7。

Claims (5)

1.一种预蒸发自湍流油料燃烧机，由油槽（1）、油泵（3）、进油阀（13）、安全阀（4）、油压调节阀（15）、冷油回油阀（16）、压力表阀（17）、压力表（20）、供油阀（18）、供风阀（19）、离心风机（10）、燃气点火器（8）、湍流混合火焰筒（9）、不锈钢金属软管（21）、一级电子加热控温器（2）、二级电子加热控温器（5）、三级电子加热控温器（6）、练氏喷油嘴（7）及固定装置（73）组成，其特征在于：在湍流混合火焰筒（9）上安装有练氏喷油嘴（7）和燃气点火器（8），在练氏喷油嘴（7）的输油短管（65）上安装有固定装置（73），湍流混合火焰筒（9）通过风管与离心风机（10）连接，进风阀（19）通过风管与离心风机（10）连接，练氏喷油嘴（7）通过不锈钢金属软管（21）与供油阀（18）连接，供油阀（18）通过油管同时与压力表阀（17）、冷油回油阀（16）、三级电子加热控温器（6）连接，二级电子加热控温器（5）同时与三级电子加热控温器（6）、油压调节阀（15）连接，油泵（3）通过油管与进油阀（13）、安全阀（4）与二级电子加热控温器（5）连接，进油阀（13）通过油管与油槽（1）连接，压力表阀（17）通过油管与压力表（20）连接，回油总管（12）通过油管同时与冷油回油阀（16）、油压调节阀（15）、超压回油管（14）、油槽（1）连接，一级电子加热控温器（2）安装在油槽（1）上；所述的湍流混合火焰筒（9）包括外筒（35）、连接在外筒端板（38）上的进风筒（39）以及与进风筒（39）连接的侧风管（41），进风筒（39）两端分别与外筒端板（38）以及进风端板（40）连接，在外筒（35）内设置有内筒（34），内筒（34）通过连接块（37）与配风筒（33）连接及外筒（35）连接，配风筒（33）通过连接块（37）与设置在配风筒（33）内的预蒸发筒（31）连接，在预蒸发筒（31）内设置有孔板（23），在孔板（23）的中央设置有喷嘴座（24），在喷嘴座（24）的中央设置有练氏喷油嘴（7），在喷嘴座（24）上围绕练氏喷油嘴（7）的周边设置有一组座上小孔（30），6组小孔（27）均匀分布在孔板（23）上，除炭稳燃板（29）遮挡在每组小孔（27）上并通过垫块（28）与孔板（23）连接，6组大孔（25）与6组小孔（27）相间配置，6组导风管（26）对应6组大孔（25）与孔板（23）连接，在预蒸发筒（31）内的进风端设置有均风均压板（32），两组湍流槽（42）交错焊接在内筒（34）的内壁上，固定装置（73）的固定三销钉套（43）焊接在进风端板（40）上，销钉（71）与固定三销钉套（43）连接。

2.根据权利要求1所述的预蒸发自湍流油料燃烧机，其特征在于：所述的湍流槽（42）是一个三面围板围成的槽形结构，其上的进风口朝向配风筒（33），出风口朝向内筒（34）的中心线。

3.根据权利要求1所述的预蒸发自湍流油料燃烧机，其特征在于：所述的燃气点火器（8）的燃气进气管（45）与燃气打火开关（44）连接，主喷气嘴（46）、副喷气嘴（47）同时与燃气打火开关（44）连接，燃气导槽（11）安装在副喷气嘴47上，打火针（49）通过瓷环（72）安装在燃气导槽（11）上，打火针（49）通过导电线（22）与燃气打火开关（44）连接，导火管（50）与外筒端板（38）连接，主喷气嘴（46）通过胶管（51）与混合燃气导管（52）连接，混合燃气导管（52）依次穿过外筒端板（38）、均风均压板（32）及孔板（23）后与火炬底板（53）连接，火炬底板（53）与火炬筒（54）连接，在火炬筒（54）内设置有节流板（55），节流板（55）的中央设置有节流孔（56）。

4.根据权利要求1所述的预蒸发自湍流油料燃烧机，其特征在于：所述的练氏喷油嘴（7）包括喷嘴外壳（61），喷嘴外壳（61）一端与空心圆锥（57）连接，另一端与大螺栓（63）连接，在空心圆锥（57）的端面上设置有一对旋流槽（60），在空心圆锥（57）的圆锥头上设置有喷油孔（59），实心圆锥（58）安装在空心圆锥（57）内，密封圈（64）套在大螺栓（63）上，压紧弹簧（62）装在实心圆锥（58）和大螺栓（63）之间，输油短管（65）与大螺栓（63）连接，油管活接头（70）与输油短管（65）连接；所述的实心圆锥（58）的锥度α小于空心圆锥（57）的锥度β。

5.根据权利要求1所述的预蒸发自湍流油料燃烧机，其特征在于：所述的固定装置（73）的内档环（66）和压缩弹簧（67）、活动三槽环（68）、外档环（69）套在练氏喷油嘴（7）的输油短管（65）上，并将外档环（69）、内档环（66）焊接在输油短管（65）上，所述的输油短管（65）与练氏喷油嘴（7）上的大螺栓（63）连接。