CN108180475B - 一种轴向和径向稳燃的预混气体多孔介质燃烧器 - Google Patents

一种轴向和径向稳燃的预混气体多孔介质燃烧器 Download PDF

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Abstract

一种轴向和径向稳燃的预混气体多孔介质燃烧器，涉及一种多孔介质燃烧器，本发明燃烧器包括保温层、燃烧区多孔介质、稳燃体、稳燃多孔板、防回火区多孔介质、均流板、预混室、燃气入口、空气入口。燃气入口和空气入口与预混室连接，预混室向上依次布置均流板、防回火区多孔介质、稳燃多孔板和燃烧区多孔介质。稳燃体为锥形体，采用耐高温奥氏体钢材质，置于燃烧器轴心。稳燃多孔板的孔径沿径向方向向外依次减小。稳燃多孔板，采用耐高温奥氏体钢材质，套装在稳燃体上。稳燃体及稳燃多孔板在轴向及径向方向上改善了多孔介质中热负荷分配的均匀性，提高了预混火焰的稳定性，提高了燃烧效率，降低了污染物排放。

Description

一种轴向和径向稳燃的预混气体多孔介质燃烧器
技术领域
本发明涉及一种多孔介质燃烧装置，特别是涉及一种轴向和径向稳燃的预混气体多孔介质燃烧器。
背景技术
能源紧缺和环境污染是制约我国经济发展主要问题，因此提高能源利用率，实现能源的洁净利用是解决以上问题的重要途径。多孔介质燃烧，是一种气体在导热性能好、耐高温的多孔材料内的特殊燃烧方式，与传统自由空间燃烧火焰相比，多孔介质燃烧技术表现出了独特的优势，主要表现在：燃烧速率和燃烧强度高；燃烧区域宽，温度分布均匀；燃烧效率高，污染物排放低；拓宽了贫可燃极限，负荷调节比大；结构紧凑，设备体积小。
目前市场上多孔介质燃烧技术应用很多，公开号为CN103672895B的发明专利“超低热值燃气燃烧器”，其燃烧器设置了预热室用于预混气体的预热，设置了燃烧室用于预混气体燃烧，充分利用多孔介质燃烧及换热特性实现超低热值气体燃烧。公开号为101158469的发明专利“一种分段式多孔陶瓷介质气体燃料燃烧器”， 其燃烧器由下至上依次布置了小孔隙率多孔介质和大孔隙率多孔介质，预混气体可以在两种孔隙率材料交界面附近燃烧，具有稳定火焰锋面的作用。公开号CN2484481Y的发明专利“渐变型多孔介质燃烧器”，其燃烧器沿轴向依次布置不同孔隙率多孔介质材料，可以稳定火焰锋面，提高了燃烧器的燃烧效率，降低了污染物的排放。
以上多孔介质燃烧技术的应用中，均面临几个问题：多孔介质中预混火焰的不稳定问题，既可燃气体在多孔介质燃烧过程中发生倾斜、破裂和熄火等；由于多孔介质特有的结构不均的问题，导致造成燃烧器内部热负荷分配不均，燃烧不稳定，污染物排放增加；燃烧器边壁附近孔隙率高于燃烧器中心区域，导致预混气体更多的消耗在边壁附近，导致散热损失增加。这些不稳定问题严重制约多孔介质燃烧技术的推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轴向和径向稳燃的预混气体多孔介质燃烧器，该燃烧器通过改变燃烧器径向截面上的气流分布，增加燃烧器轴线区域的蓄热及强化轴向上的热传导，改变了燃烧器内部的热负荷分配，提高预混火焰的稳定性，解决了现有技术中多孔介质预混火焰不稳定的问题，提高了多孔介质燃烧器燃烧效率，降低了污染物排放量。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种轴向和径向稳燃的预混气体多孔介质燃烧器，所述燃烧器包括保温层、燃烧区多孔介质、稳燃体、稳燃多孔板、防回火区多孔介质、均流板、预混室、燃气入口、空气入口；燃气入口和空气入口与预混室连接，预混室向上依次设置均流板、防回火区多孔介质、稳燃多孔板和燃烧区多孔介质；稳燃体为锥形体，置于燃烧器轴心；稳燃多孔板套装在稳燃体上；稳燃多孔板孔径沿径向方向向外依次减小。
所述的一种轴向和径向稳燃的预混气体多孔介质燃烧器，所述稳燃多孔板至少为1个。
本发明的优点与效果是：
1、本发明在燃烧器轴心布置了稳燃体，用来蓄积预混气体在燃烧区多孔介质中施放的热量，提高燃烧器内部热负荷分配的均匀性；
2、本发明设置的稳燃体为锥形体，下部蓄积热量多，同时材质采用耐高温奥氏体钢，稳燃体可以向来流方向传递热量，加热并引燃预混气体，提高多孔介质预混火焰的稳定性，拓宽燃烧器负荷调节范围；
3、本发明设置了稳燃多孔板，孔径沿径向方向向外依次减小，可以增加燃烧器中心的热负荷，提高预混火焰稳定性；
本发明设置的稳燃多孔板套装在稳燃体上，材质采用耐高温奥氏体钢，可以将附近多孔介质及气流热量传递给稳燃体，强化稳燃体的多孔介质预混火焰稳燃作用。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图。
其中：1、保温层，2、燃烧区多孔介质，3、稳燃体，4、稳燃多孔板，5、防回火区多孔介质，6、均流板，7、预混室，8、燃气入口，9、空气入口。
具体实施方式
下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。
本发明一种轴向和径向稳燃的预混气体多孔介质燃烧器，包括保温层、燃烧区多孔介质、稳燃体、稳燃多孔板、防回火区多孔介质、均流板、预混室、燃气入口、空气入口。所述的燃气入口和空气入口与预混室连接，预混室向上依次布置均流板、防回火区多孔介质、稳燃多孔板和燃烧区多孔介质；所述的稳燃体为锥形体，置于燃烧器轴心；所述的稳燃多孔板的孔径沿径向方向向外依次减小。稳燃多孔板至少为1个。稳燃多孔板套装在稳燃体上。稳燃体的材质为耐高温奥氏体钢。稳燃多孔板的材质为耐高温奥氏体钢。
实施例
根据图1详细说明本发明的具体结构。本发明采用燃气和空气预混燃烧的方式，包括保温层、燃烧区多孔介质、稳燃体、稳燃多孔板、防回火区多孔介质、均流板、预混室、燃气入口、空气入口。燃气入口和空气入口与预混室连接，预混室向上依次布置均流板、防回火区多孔介质、稳燃多孔板和燃烧区多孔介质。稳燃体为锥形体，采用耐高温奥氏体钢材质，置于燃烧器轴心。稳燃多孔板的孔径沿径向方向向外依次减小。稳燃多孔板，采用耐高温奥氏体钢材质，套装在稳燃体上。燃气和空气在预混室中混合后通过防回火区多孔介质，进入燃烧区多孔介质进行预混燃烧。防回火区多孔介质采用小孔隙率多孔介质，通过提高多孔介质中气流速度，防止回火。燃烧器轴心布置了稳燃体，用来蓄积预混气体在燃烧区多孔介质中施放的热量，增加燃烧器轴心附近热负荷，提高燃烧器内部热负荷均匀性，减少多孔介质预混气体火焰不稳定现象。稳燃体为锥形体，下部蓄积热量多，同时材质采用耐高温奥氏体钢，稳燃体可以向来流方向传递热量，加热并引燃预混气体，提高多孔介质预混火焰的稳定性，拓宽燃烧器负荷调节范围。燃烧器设置的稳燃多孔板，其孔径沿径向方向向外依次减小，可以增加燃烧器中心附近气流流量，减小燃烧器壁面附近的气流流量，从而增加燃烧器中心的热负荷，提高预混火焰稳定性。稳燃多孔板套装在稳燃体上，材质采用耐高温奥氏体钢，可以将稳燃多孔板附近的多孔介质及气流热量传递给稳燃体，从而强化了稳燃体的预混气体火焰稳燃作用。燃烧器保温层可以有效降低散热损失，提高热效率。

Claims (1)

1.一种轴向和径向稳燃的预混气体多孔介质燃烧器，其特征在于，所述燃烧器包括保温层（1）、燃烧区多孔介质（2）、稳燃体（3）、稳燃多孔板（4）、防回火区多孔介质（5）、均流板（6）、预混室（7）、燃气入口（8）、空气入口（9）；燃气入口（8）和空气入口（9）与预混室（7）连接，预混室（7）向上依次设置均流板（6）、防回火区多孔介质（5）、稳燃多孔板（4）和燃烧区多孔介质（2）；稳燃体（3）为锥形体，置于燃烧器轴心；稳燃多孔板（4）套装在稳燃体（3）上；稳燃多孔板（4）的孔径沿径向方向向外依次减小；
所述稳燃多孔板（4）至少为1个；
所述稳燃体的材质为耐高温奥氏体钢；稳燃多孔板的材质为耐高温奥氏体钢。
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