CN107327844B - 一种聚能涡热燃烧器 - Google Patents

Abstract

一种聚能涡热燃烧器，包括磁激励聚能模块、涡热旋喷燃烧模块和炉口密封盖模块，所述磁激励聚能模块安装在涡热旋喷燃烧模块上方，所述涡热旋喷燃烧模块安装在炉口密封盖模块上，所述炉口密封盖模块设置在炉膛上安装的炉盖底座上，所述磁激励聚能模块具有空气燃料流动腔，所述涡热旋喷燃烧模块内设有来复线燃气燃烧管道，所述磁激励聚能模块的空气燃料流动腔的入口端与外接的燃气供应管道连通，空气燃料流动腔的出口端与所述来复线燃气燃烧管道的上端连通，所述来复线燃气燃烧管道的下端穿过炉口密封盖模块伸入炉膛内。使得火焰面积旋流范围扩大，充分燃烧，不留死角，温度均匀，热值提升，燃烧效率得到最大。

Description

一种聚能涡热燃烧器

技术领域

本发明涉及一种工业炉窑燃烧系统中使用的聚能涡热燃烧器，尤其涉及一种碳素焙烧炉聚能涡热燃烧器。

背景技术

在工业炉窑的燃烧系统中，烧嘴是燃烧效率的关键设备。以往的烧嘴，尤其是碳素焙烧炉的烧嘴，还在使用着一个直通式的管道作为其烧嘴，过于传统化、老化。烧嘴的喷雾状态处于常规的柱状火焰，炉膛中混合燃烧后扩散热量能力极差，而且炉膛内留太多死角。加之炉口的密封和口径都直接影响着升温和保温，产品介质总是处于不均的温度之下，影响的是产品质量低，温度扩散时间长，导致升温和高温困难。根本不利于空燃比调节、更不能达到燃料的充分燃烧，烧检测的温度数据也经常失真。所以导致目前碳素焙烧炉尾气排放含氧量超高，热损严重，即使该炉应用了电脑控制，由于受到烧嘴的阻限，热效率仍很低下。

在申请人此前申请的专利ZL201520828760.1中公开了一种双重覆辙燃烧磁能降耗装置，包括不锈钢外套、不锈钢内套和多个环柱磁铁，所述环柱磁铁串联安装在不锈钢外套和不锈钢内套之间，所述不锈钢内套的内部为空气燃料流动腔，所述空气燃料流动腔的一端连接空气燃料管道，空气燃料流动腔的另一端连接烧嘴管道，所述环柱磁铁为钕铁硼磁铁。可以使得燃烧节能3-8％，尾气排放减少20％，接在炉窑烧嘴前面，采用高效永磁，将燃料和空气同时磁能处理，并且在使得空气燃料在本装置中覆辙穿行，延长处理时间，以求获得更大的磁能，直接产生增氧、助燃、降耗的效能，开辟了工业炉窑的磁能燃烧增效新领域。

但是由于受到碳素焙烧炉燃气管道即烧嘴软管距离较长的限制（一般在4米以上），焙烧炉烧嘴（燃烧器）接天然气管道，有个很长的管子，双重覆辙燃烧磁能降耗装置（磁聚能加速器）要通过这根管子才能到达烧嘴（燃烧器），因为距离长了，双重覆辙燃烧磁能降耗装置（磁聚能加速器）也受到使用效果的障碍，效果就欠佳，不能很好地发挥其作用。

发明内容

鉴于以上情形，为了解决上述技术存在的问题，本发明提出一种聚能涡热燃烧器，包括磁激励聚能模块、涡热旋喷燃烧模块和炉口密封盖模块，所述磁激励聚能模块安装在涡热旋喷燃烧模块上方，所述涡热旋喷燃烧模块安装在炉口密封盖模块上，所述炉口密封盖模块设置在炉膛上安装的炉盖底座上，所述磁激励聚能模块具有空气燃料流动腔，所述涡热旋喷燃烧模块内设有来复线燃气燃烧管道，所述磁激励聚能模块的空气燃料流动腔的入口端与外接的燃气供应管道连通，空气燃料流动腔的出口端与所述来复线燃气燃烧管道的上端连通，所述来复线燃气燃烧管道的下端穿过炉口密封盖模块伸入炉膛内。

在根据本发明实施例的聚能涡热燃烧器中，优选地，所述来复线燃气燃烧管道内设有螺旋状沟槽。

在根据本发明实施例的聚能涡热燃烧器中，优选地，所述涡热旋喷燃烧模块还包括加热框，所述加热框上设有向下伸出的涡流预热板，所述涡流预热板内侧设有与所述来复线燃气燃烧管道内设置的螺旋状沟槽反向的螺旋状沟槽，所述加热框位于涡流预热板所在位置以外的部分构成支撑法兰，所述支撑法兰安装于炉膛上安装的炉盖底座上。

在根据本发明实施例的聚能涡热燃烧器中，优选地，所述加热框中部设有穿孔，所述来复线燃气燃烧管道穿过所述穿孔伸入炉膛内，所述加热框的上下分别设有上锁紧环和下锁紧环，所述上锁紧环和下锁紧环将所述来复线燃气燃烧管道锁紧固定在加热框上。

在根据本发明实施例的聚能涡热燃烧器中，优选地，所述涡流预热板的底部设有回热网板。

在根据本发明实施例的聚能涡热燃烧器中，优选地，所述加热框中部设有穿孔，所述回热网板的中部也设有与之对应的穿孔，所述来复线燃气燃烧管道穿过所述穿孔伸入炉膛内，所述加热框的上方设有上锁紧环，所述回热网板的下方设有下锁紧环，所述上锁紧环和下锁紧环将所述来复线燃气燃烧管道锁紧固定在加热框和回热网板上。

在根据本发明实施例的聚能涡热燃烧器中，优选地，所述炉口密封盖模块包括烧嘴护盖和变径炉盖，所述烧嘴护盖和变径炉盖依次设置在炉盖底座和所述支撑法兰之间。

在根据本发明实施例的聚能涡热燃烧器中，优选地，所述来复线燃气燃烧管道包括从上往下连贯设置的旋流输送段、旋流放大段和旋流燃烧段。

在根据本发明实施例的聚能涡热燃烧器中，优选地，所述磁激励聚能模块的空气燃料流动腔的出口端与所述来复线燃气燃烧管道的上端对接连通，在所述对接处以及磁激励聚能模块的本体外侧设有不锈钢保护套。

在根据本发明实施例的聚能涡热燃烧器中，优选地，所述来复线燃气燃烧管道上设有上下移动限位器。

在采取本发明提出的技术后，根据本发明实施例的聚能涡热燃烧器，被磁激励聚能模块磁激励的燃气经过来复线燃气燃烧管道内的螺旋通道，形成燃气旋流，喷射燃烧火焰，达到最佳燃烧，而且均匀快速充满炉膛，使得炉膛温度维稳或升温时间最佳。同时燃烧开始后，膛内有了温度的气体，会自动通过燃烧气周边的回热网板，进入加热框和涡流预热板的内部空间构成的负涡旋预热区的入口，一旦进入负涡旋预热区遇到涡流预热板内侧设置的反向螺旋，受到负螺旋动力，即回流旋转，来复线燃气燃烧管道自然被此气流预热。来复线燃气燃烧管道的通道外壁被负涡旋预热区内的反向涡回的热气加热后，旋喷进炉膛燃烧，使得火焰面积旋流范围扩大，充分与空气混合，充分燃烧，炉膛内不留死角，膛内的温度均匀，激励的燃气与空气充分混合的燃烧，其热值提升，燃烧效率得到最大。

附图说明

图1示出了本发明的聚能涡热燃烧器示意图

图2示出了本发明的聚能涡热燃烧器来复线燃气燃烧管道示意图

图3示出了本发明的聚能涡热燃烧器中的涡热示意图

图4示出了本发明的聚能涡热燃烧器磁激励聚能模块与涡热旋喷燃烧模块组合示意图

图5示出了本发明的聚能涡热燃烧器使用状态示意图

图6示出了本发明聚能涡热燃烧器与传统的烧嘴燃烧火焰分布对比图

附图标记说明

磁激励聚能模块1

不锈钢保护套10

涡热旋喷燃烧模块2

来复线燃气燃烧管道20

旋流输送段201

旋流放大段202

旋流燃烧段203

加热框21

支撑法兰210

涡流预热板22

上锁紧环23

下锁紧环24

回热网板25

上下移动限位器26

炉口密封盖模块3

烧嘴护盖31

变径炉盖32

炉膛40

炉盖底座41

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的各个优选的实施方式进行描述。提供以下参照附图的描述，以帮助对由权利要求及其等价物所限定的本发明的示例实施方式的理解。其包括帮助理解的各种具体细节，但它们只能被看作是示例性的。因此，本领域技术人员将认识到，可对这里描述的实施方式进行各种改变和修改，而不脱离本发明的范围和精神。而且，为了使说明书更加清楚简洁，将省略对本领域熟知功能和构造的详细描述。

如图1至图5所示，一种聚能涡热燃烧器，包括磁激励聚能模块1、涡热旋喷燃烧模块2和炉口密封盖模块3，所述磁激励聚能模块1安装在涡热旋喷燃烧模块2上方，所述涡热旋喷燃烧模块2安装在炉口密封盖模块3上，所述炉口密封盖模块3设置在炉膛40上安装的炉盖底座41上，所述磁激励聚能模块1具有空气燃料流动腔，所述涡热旋喷燃烧模块2内设有来复线燃气燃烧管道20，所述磁激励聚能模块1的空气燃料流动腔的入口端与外接的燃气供应管道连通，空气燃料流动腔的出口端与所述来复线燃气燃烧管道20的上端连通，所述来复线燃气燃烧管道20的下端穿过炉口密封盖模块3伸入炉膛40内。

所述来复线燃气燃烧管道20内设有螺旋状沟槽。来复线燃气燃烧管道20内的空间构成聚能正旋区。

所述涡热旋喷燃烧模块2还包括加热框21，所述加热框21上设有向下伸出的涡流预热板22，所述涡流预热板22内侧设有与所述来复线燃气燃烧管道20内设置的螺旋状沟槽反向的螺旋状沟槽，所述加热框21位于涡流预热板22所在位置以外的部分构成支撑法兰210，所述支撑法兰210安装于炉膛40上安装的炉盖底座41上。所述加热框21和涡流预热板22的内部空间构成负涡旋预热区。

所述涡流预热板22的底部设有回热网板25。

所述加热框21中部设有穿孔，所述回热网板25的中部也设有与之对应的穿孔，所述来复线燃气燃烧管道20穿过所述穿孔伸入炉膛40内，所述加热框21的上方设有上锁紧环23，所述回热网板25的下方设有下锁紧环24，所述上锁紧环23和下锁紧环24将所述来复线燃气燃烧管道20锁紧固定在加热框21和回热网板25上。

所述回热网板25可以采用各种可行的方式设置在涡流预热板22的底部，例如焊接，或者在涡流预热板22的底部设置止退台阶，在上锁紧环23和下锁紧环24将来复线燃气燃烧管道20锁紧固定在加热框21和回热网板25上之后，回热网板25也就被压紧在所述止退台阶上。

作为另一种可能，所述来复线燃气燃烧管道20也可以直接锁紧固定在加热框21上。所述加热框21中部设有穿孔，所述来复线燃气燃烧管道20穿过所述穿孔伸入炉膛40内，所述加热框21的上下分别设有上锁紧环23和下锁紧环24，所述上锁紧环23和下锁紧环24将所述来复线燃气燃烧管道20锁紧固定在加热框21上。

所述上锁紧环23和下锁紧环24将所述来复线燃气燃烧管道20锁紧固定在加热框21上，可以有多种可行的方式，例如在所述来复线燃气燃烧管道20的外壁设置螺纹，上锁紧环23和下锁紧环24内侧也设置对应的螺纹，通过在加热框21的上下两侧螺纹锁紧的方式将来复线燃气燃烧管道20锁紧固定在加热框21上。再例如可以通过过盈配合的方式，安装时确定来复线燃气燃烧管道20的安装高度后，将上锁紧环23和下锁紧环24安装至对应的高度位置，即可通过两者之间的过盈连接锁紧固定位置。

所述炉口密封盖模块3包括烧嘴护盖31和变径炉盖32，所述烧嘴护盖31和变径炉盖32依次设置在炉盖底座41和所述支撑法兰210之间。

所述来复线燃气燃烧管道20包括从上往下连贯设置的旋流输送段201、旋流放大段202和旋流燃烧段203。所述旋流输送段201承接从磁激励聚能模块1的空气燃料流动腔输送而来的经过磁激励聚能的燃气并在输送过程中通过来复线结构促使燃气气流旋转构成旋流，所述旋流放大段202的管道直径逐步放大，扩大旋流面积以进一步促进燃气与空气混合，所述旋流燃烧段203伸入炉膛40内，将燃气旋流喷入炉膛40中燃烧。

所述磁激励聚能模块1的空气燃料流动腔的出口端与所述来复线燃气燃烧管道20的上端对接连通，在所述对接处以及磁激励聚能模块1的本体外侧设有不锈钢保护套10。可以理解，所述磁激励聚能模块1的空气燃料流动腔的出口端与所述来复线燃气燃烧管道20的上端对接可以采取合适的密封措施，例如密封圈或密封垫，以防止气体泄漏。对接的方式可以采取各种管道对接的方式，例如直接对接，或者螺纹连接，或者其中一个管道伸入另一个管道内对接，只要能实现本发明所要求的对接，能够使燃气从磁激励聚能模块1的空气燃料流动腔输送至来复线燃气燃烧管道20内即可。相应地，所述磁激励聚能模块1的空气燃料流动腔的入口端与外接的燃气供应管道连通，也可以采用类似的例如螺纹连接等管道对接方式或密封措施。

所述来复线燃气燃烧管道20上设有上下移动限位器26。

作为根据本发明实施例的聚能涡热燃烧器，所述磁激励聚能模块1采用专利ZL201520828760.1所披露的双重覆辙燃烧磁能降耗装置，双重覆辙燃烧磁能降耗装置的空气燃料流动腔连接空气燃料管道的一端在本发明中还是连接所述的空气燃料管道也就是外接的燃气供应管道，空气燃料流动腔连接烧嘴管道的另一端在本发明中连接涡热旋喷燃烧模块2内设置的来复线燃气燃烧管道20。

作为根据本发明实施例的聚能涡热燃烧器，燃烧器（烧嘴）和磁激励聚能模块（磁聚能加速器）能够一体化集成设置，做成一个设备，磁激励聚能模块（磁聚能加速器）距离燃点的距离可以控制在800毫米之内，位于其使用效果的最佳点。

作为根据本发明实施例的聚能涡热燃烧器，所述来复线燃气燃烧管道20内设有类似枪膛来复线的螺旋状沟槽用以引导从磁激励聚能模块1输送而来的燃气气流旋转。

所述涡热旋喷燃烧模块2，是燃气直接燃烧部件，被磁激励聚能模块1磁激励的燃气经过来复线燃气燃烧管道20内的螺旋通道，形成燃气旋流，同时来复线燃气燃烧管道20的通道外壁被负涡旋预热区内的反向涡回的热气加热后，旋喷进炉膛40燃烧，使得火焰面积旋流范围扩大，充分与空气混合，充分燃烧，炉膛40内不留死角，膛内的温度均匀，激励的燃气与空气充分混合的燃烧，其热值提升，燃烧效率得到最大。

所述炉口密封盖模块3，作用是保温性能提高，也可以通用于热电偶插入口的密封。

根据上述本发明实施例的聚能涡热燃烧器，经过磁激励聚能的燃气，经过来复线燃气燃烧管道20内聚能正旋区的正螺旋装置，喷射燃烧火焰，达到最佳燃烧，而且均匀快速充满炉膛40，使得炉膛40温度维稳或升温时间最佳。

燃烧开始后，膛内有了温度的气体，会自动通过燃烧气周边的回热网板25，进入加热框21和涡流预热板22的内部空间构成的负涡旋预热区的入口，一旦进入负涡旋预热区遇到涡流预热板22内侧设置的反向螺旋，受到负螺旋动力，即回流旋转，来复线燃气燃烧管道20自然被此气流预热。

该燃烧途径焙烧炉与该烧嘴配套的的密封口，便进入正常工作状态。

根据上述本发明实施例的聚能涡热燃烧器，已将磁聚能的燃气涡旋燃烧了。炉膛40内的火焰均匀，混合空气及时并均匀，温度上升随即平衡，燃烧更加充分，单位燃料燃烧的消耗相应降低。

图6示出了本发明聚能涡热燃烧器与传统的烧嘴燃烧火焰分布对比图，其中上半部分为传统的烧嘴燃烧火焰分布图，下半部分为本发明的聚能涡热燃烧器燃烧火焰分布图，对比可见本发明的聚能涡热燃烧器燃烧火焰面积旋流范围扩大，燃烧火焰分布更均匀，燃烧效果更好。

根据上述本发明实施例的聚能涡热燃烧器，解决了工业炉窑烧嘴主要的技术问题。包括炉口和测温孔保温密实封堵，减少热损；自动涡热（通过负涡旋预热区加热）天燃气（或其他燃料），辅助低温燃料燃烧；该平燃为漩涡燃烧；烧嘴燃料通道为可调节长度型，适合深度不同的炉子；磁处理激励，热值提升，减少燃料消耗便捷一体化设备，安装和移动方面，不改变原有的操作工艺。

根据上述本发明实施例的聚能涡热燃烧器，是模块化的机械结构，是流体力学、磁力学和热力学的进一步深入的结合。能够吻合碳素焙烧炉结构，通过磁旋涡流式的、预热的天然气以及涡流燃烧等方式，使燃烧过程易受控，并能够达到广泛节约能源的目的。本发明提出的碳素焙烧炉聚能涡热燃烧器可以推广到任何形式的工业炉窑的烧嘴（燃烧器）中，燃烧效率可提高达10-30%，是工业炉窑燃烧领域中，节能降耗、降低污染的又一个飞跃。

以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可实施。当然，以上所列的情况仅为示例，本发明并不仅限于此。本领域的技术人员应该理解，根据本发明技术方案的其他变形或简化，都可以适当地应用于本发明，并且应该包括在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种聚能涡热燃烧器，其特征在于，包括磁激励聚能模块(1)、涡热旋喷燃烧模块(2)和炉口密封盖模块(3)，所述磁激励聚能模块(1)安装在涡热旋喷燃烧模块(2)上方，所述涡热旋喷燃烧模块(2)安装在炉口密封盖模块(3)上，所述炉口密封盖模块(3)设置在炉膛(40)上安装的炉盖底座(41)上，所述磁激励聚能模块(1)具有空气燃料流动腔，所述涡热旋喷燃烧模块(2)内设有来复线燃气燃烧管道(20)，所述磁激励聚能模块(1)的空气燃料流动腔的入口端与外接的燃气供应管道连通，空气燃料流动腔的出口端与所述来复线燃气燃烧管道(20)的上端连通，所述来复线燃气燃烧管道(20)的下端穿过炉口密封盖模块(3)伸入炉膛(40)内；所述来复线燃气燃烧管道(20)内设有螺旋状沟槽；所述涡热旋喷燃烧模块(2)还包括加热框(21)，所述加热框(21)上设有向下伸出的涡流预热板(22)，所述涡流预热板(22)内侧设有与所述来复线燃气燃烧管道(20)内设置的螺旋状沟槽反向的螺旋状沟槽，所述加热框(21)位于涡流预热板(22)所在位置以外的部分构成支撑法兰(210)，所述支撑法兰(210)安装于炉膛(40)上安装的炉盖底座(41)上；所述加热框(21)中部设有穿孔，所述来复线燃气燃烧管道(20)穿过所述穿孔伸入炉膛(40)内，所述加热框(21)的上下分别设有上锁紧环(23)和下锁紧环(24)，所述上锁紧环(23)和下锁紧环(24)将所述来复线燃气燃烧管道(20)锁紧固定在加热框(21)上。

2.根据权利要求1所述的一种聚能涡热燃烧器，其特征在于，所述涡流预热板(22)的底部设有回热网板(25)。

3.根据权利要求2所述的一种聚能涡热燃烧器，其特征在于，所述加热框(21)中部设有穿孔，所述回热网板(25)的中部也设有与之对应的穿孔，所述来复线燃气燃烧管道(20)穿过所述穿孔伸入炉膛(40)内，所述加热框(21)的上方设有上锁紧环(23)，所述回热网板(25)的下方设有下锁紧环(24)，所述上锁紧环(23)和下锁紧环(24)将所述来复线燃气燃烧管道(20)锁紧固定在加热框(21)和回热网板(25)上。

4.根据权利要求1所述的一种聚能涡热燃烧器，其特征在于，所述炉口密封盖模块(3)包括烧嘴护盖(31)和变径炉盖(32)，所述烧嘴护盖(31)和变径炉盖(32)依次设置在炉盖底座(41)和所述支撑法兰(210)之间。

5.根据权利要求1所述的一种聚能涡热燃烧器，其特征在于，所述来复线燃气燃烧管道(20)包括从上往下连贯设置的旋流输送段(201)、旋流放大段(202)和旋流燃烧段(203)。

6.根据权利要求1所述的一种聚能涡热燃烧器，其特征在于，所述磁激励聚能模块(1)的空气燃料流动腔的出口端与所述来复线燃气燃烧管道(20)的上端对接连通，在所述对接处以及磁激励聚能模块(1)的本体外侧设有不锈钢保护套(10)。

7.根据权利要求1所述的一种聚能涡热燃烧器，其特征在于，所述来复线燃气燃烧管道(20)上设有上下移动限位器(26)。