CN109695873A - 一种均流式火片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种均流式火片，包括火片主体，所述火片主体的内部具有燃气通道，火片主体的顶板上设置有火孔，所述的燃气通道内设置有位于所述火孔下方的横向的均流板，所述均流板的中部具有平行于前后方向的长条形的第一扰流孔，均流板的左部和右部分别开设有若干第二扰流孔，这些第二扰流孔沿前后方向分布。本发明中，均流板能够起到扰流、均流和限流的作用，燃气通道内的混合气体经过第一扰流孔和两侧的第二扰流孔时能够产生交叉干扰，这种搅拌作用能够将燃气和空气更充分的混合，使得本火片燃烧更充分且燃尽时间短，在有效降低一氧化碳的同时，也缩短了氮氧化物的生成时间，从而有效降低氮氧化物的排放。
Description
技术领域
本发明涉及火排燃烧器的火片。
背景技术
火排燃烧器通常应用在模块炉、壁挂炉、热水器、蒸汽发生器等供暖、供热水、供蒸汽的装置上，通常包括底座和若干并列设置在底座上的火片，底座上设置与火片对齐的燃气喷嘴，燃气喷嘴向火片的燃气通道内喷射燃气，在此过程，利用喷嘴引射原理，中能够带动周围的空气进入燃气通道与燃气混合，之后混合气体从火片的火孔排出而进行燃烧。
近年来，由于环保问题越来越严峻，北京于2017年4月1日正式施行最严格的锅炉氮氧化物排放标准，要求新建锅炉氮氧化物排放量在基准含氧量为3.5％的折算值＜30mg/m3、同时一氧化碳排放量折算值＜95mg/m3，随后多个城市和地区陆续颁布并实施北京标准。燃烧器作为锅炉的主要供热设备，是锅炉大气污染排放的主要来源，选用更低氮氧化物排放量的燃烧器是降低锅炉大气污染排放的主要手段，最大限度的节约能源也是燃烧器的重要性能指标。
氮氧化物和一氧化碳的排放量主要取决于燃气燃烧的充分与否，燃气充分燃烧则能够有效减少氮氧化物和一氧化碳的排放。传统的单喷嘴火排燃烧器难以保证氧气与燃气的准确混合比例，因此难以控制氮氧化物和一氧化碳的排放量，目前出现了通过高精密电子控制系统控制燃气和空气按全预混比例进行预混的全预混燃烧器，燃烧自然充分，化学不完全燃烧损失较少，热效率高，氮氧化物排放量能做到＜30mg/m3，一氧化碳＜95mg/m3，排放量完全满足要求。尽管全预混燃烧器在节能、环保方面能完全满足新建锅炉的大气污染排放标准，但是为保证全预混燃烧的稳定性，就要同时对燃气和空气进行精准的比例控制，这是难度极高的非线性控制。全预混燃烧器在燃烧过程中，燃气和空气的比例控制不准会发生两种情况：如果预混空气不足，又没有二次空气补给，那就是缺氧燃烧，一氧化碳排放量将会大幅上升，这就是目前大多数全预混锅炉在实际的使用中节能效果不佳的原因之一：如果预混空气过量，那就是过预混，点火时容易爆燃。全预混燃烧的稳焰问题是另一个难题，采用机械方法加工的火孔结构很难稳定火焰，几乎全世界的全预混燃烧器都是采用耐高温的金属纤维编制网包裹火孔表面进行稳焰的，这种微孔稳焰的方法很有效，但是成本很高，且使用寿命短，是昂贵的易损件，为了防止金属纤维编制网堵塞影响燃烧，就必须对燃气严格过滤和空气滤清处理，这不仅增加了锅炉的运行成本，而且会影响到空燃比的稳定性。头部结构比较复杂和笨重以防止发生回火现象，在高压、高负荷时会有较大的噪音都是全预混燃烧器的缺点。
现有的火排燃烧器的火片其混合气体经过燃气通道后通常直接由火孔排出，而由于喷嘴喷射出的燃气速度较快，燃气通道内的气流速度也相应较快，燃气与空气往往难以进行有效的混合，同时也难以保证各火孔混合气体排出的均匀度，由此便容易导致部分燃气出现燃烧不充分以及火焰高度不均等情况，从而会增加一氧化碳和氮氧化物的排放量。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够提高火焰均匀度、降低氮氧化物排放量的均流式火片。
本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：
一种均流式火片，包括火片主体，所述火片主体的内部具有燃气通道，火片主体的顶板上设置有火孔，所述的燃气通道内设置有位于所述火孔下方的横向的均流板，所述均流板的中部具有平行于前后方向的长条形的第一扰流孔，均流板的左部和右部分别开设有若干第二扰流孔，这些第二扰流孔沿前后方向分布。
优选的，所述均流板左部和右部的第二扰流孔均沿前后方向均匀分布。
优选的，所述的第一扰流孔的前后方向长度大于或等于顶板最前端的火孔和最后端的火孔之间的前后距离；均流板上最前端的第二扰流孔和最后端的第二扰流孔之间的距离大于或等于顶板最前端的火孔和最后端的火孔之间的前后距离。
优选的，所述的顶板的中部具有与所述的第一扰流孔上下对齐的阻挡部，所述的火孔位于所述阻挡部的两侧。
优选的，所述的火孔分为若干火孔组，各火孔组包含有沿前后方向均匀分布的若干火孔，且各火孔组沿前后方向均匀分布。
优选的，所述的顶板上设置有位于各两相邻火孔组之间的稳焰孔。
优选的，所述的顶板相对于其平行于前后方向的竖向中心面左右对称。
优选的，所述顶板的竖向截面呈“V”字形而左右对称。
优选的，所述的火片主体包括基体和设置在基体上的火孔件，所述的火孔和均流板均设置在火孔件上，且火孔位于火孔件的顶部。
优选的，所述基体的侧壁上具有下凹的隔热槽，所述隔热槽的下内壁位于火孔件的上壁之下一距离。
本发明的有益效果是：本发明中，由于在燃气通道内增设了均流板，能够对燃气通道内的气流起到扰流、均流和限流的作用，均流作用能够使得本火片燃烧时的火焰更为均匀等高，限流作用能够稳定火焰和调节火焰的高低，燃气通道内的混合气体经过第一扰流孔和两侧的第二扰流孔时能够产生交叉干扰，这种搅拌作用能够将燃气和空气更充分的混合，使得本火片燃烧更充分且燃尽时间短，在有效降低一氧化碳的同时，也缩短了氮氧化物的生成时间，从而有效降低氮氧化物的排放，本火片结构简单，成本较低，便于推广使用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的结构图；
图2是本发明的局部剖视图；
图3是图2中A部分的局部放大图；
图4是本发明上部的工作状态图。
具体实施方式
参照图1至图4，一种均流式火片，包括火片主体，火片主体的内部具有燃气通道11，火片主体的顶板上设置有火孔12，燃气通道11内设置有位于火孔12下方的横向的均流板13，均流板13的中部具有平行于前后方向的长条形的第一扰流孔14，均流板13的左部和右部分别开设有若干第二扰流孔15，这些第二扰流孔15沿前后方向分布。本发明中，由于在燃气通道11内增设了均流板13，能够对燃气通道11内的气流起到扰流、均流和限流的作用，均流作用能够使得本火片燃烧时的火焰更为均匀等高，限流作用能够稳定火焰和调节火焰的高低，燃气通道11内的混合气体经过第一扰流孔14和两侧的第二扰流孔15时能够产生交叉干扰，这种搅拌作用能够将燃气和空气更充分的混合，使得本火片燃烧更充分且燃尽时间短，在有效降低一氧化碳的同时，也缩短了氮氧化物的生成时间，从而有效降低氮氧化物的排放，本火片结构简单，成本较低，便于推广使用。
均流板13左部和右部的第二扰流孔15均沿前后方向均匀分布，能够进一步提高燃气通道11内混合气体的均匀度。本实施例中，两侧的第二扰流孔15分别位于均流板13左部的中心位置和右部的中心位置，且其宽度为均流板13左部或右部宽度的三分之一至二分之一，使得均流板13能够充分起到对气流的阻挡减速作用，由不会对混合气体的通过造成过大的影响。
本实施例中，第一扰流孔14的前后方向长度大于或等于顶板最前端的火孔12和最后端的火孔12之间的前后距离；均流板13上最前端的第二扰流孔15和最后端的第二扰流孔15之间的距离大于或等于顶板最前端的火孔12和最后端的火孔12之间的前后距离。这样使得第一扰流孔14和第二扰流孔15能够充分的对燃气和空气进行混合以使各火孔12排出的混合气体都能够更为均匀，从而能够有效保证火焰的稳定性和各处火焰的等高，降低氮氧化物的排放量。
顶板的中部具有与第一扰流孔14上下对齐的阻挡部16，火孔12位于阻挡部16的两侧，阻挡部16能够对自第一扰流孔14直接向上流动的气流产生阻挡效果，有效降低气流的速度，并使得这部分气流能够侧向流动而与其他气流产生进一步的干扰，提高燃气与空气混合的均匀度。
火孔12分为若干火孔组，各火孔组包含有沿前后方向均匀分布的若干火孔12，且各火孔组沿前后方向均匀分布，能够进一步保证火焰的均匀等高，降低氮氧化物的排放量。
顶板上设置有位于各两相邻火孔组之间的稳焰孔17，稳焰孔17和均流板13的限流作用共同起到火焰的稳定作用，避免发生脱火，保证本火排燃烧器的正常工作，本实施例中，稳焰孔17分成若干组，各组均包括在导引部上沿左右方向均匀设置的若干圆孔状的稳焰孔17，当然，实际应用中，稳焰孔17也可采用其他常用的形状和分布方式，并不局限于此。
顶板相对于其平行于前后方向的竖向中心面左右对称，能够进一步保证火焰的均匀。本实施例中，顶板的竖向截面呈“V”字形而左右对称，能够对燃气通道11内的气流起到进一步的导引作用，使得部分气流沿顶板的下端面斜向流动，从而能够进一步提高燃气与空气混合的均匀度。
火片主体包括基体21和设置在基体21上的火孔件22，火孔12和均流板13均设置在火孔件22上，且火孔12位于火孔件22的顶部，如此能够方便基体21和火孔件22的加工成型，也能够起到减缓热传递的作用，有助于降低基体21的温度。本实施例中，火孔件22由板材弯折而成并卡紧固定在基体21的上端，方便加工和装配。实际应用中，火孔12也可直接开设在火片主体上，均流板13也可与火片主体成一体式结构，并不局限于此。
基体21的侧壁上具有下凹的隔热槽23，隔热槽23的下内壁位于火孔件22的上壁之下一距离，这样能够有效减缓火孔12处火焰热量向基体21传递的速度，由此能够有效降低基体21的温度，避免基体21过热而影响使用，使得基体21可采用耐高温性能较低的材料制作，能够有效降低本发明的成本。本实施例中，隔热槽23下内壁与火孔件22顶面的上下间距为2mm，已能够达到优良的隔热效果，当然，实际应用中，该间距可根据需要灵活调整，另外，本实施例中，隔热槽23的前后宽度大致等于火孔件22上最左端火孔12和最右端火孔12之间的间距，由此能够充分的进行隔热，当然，实际应用中，隔热槽23的前后宽度可根据需要灵活调整。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种均流式火片，包括火片主体，所述火片主体的内部具有燃气通道(11)，火片主体的顶板上设置有火孔(12)，其特征在于：所述的燃气通道(11)内设置有位于所述火孔(12)下方的横向的均流板(13)，所述均流板(13)的中部具有平行于前后方向的长条形的第一扰流孔(14)，均流板(13)的左部和右部分别开设有若干第二扰流孔(15)，这些第二扰流孔(15)沿前后方向分布。
2.根据权利要求1所述的一种均流式火片，其特征在于：所述均流板(13)左部和右部的第二扰流孔(15)均沿前后方向均匀分布。
3.根据权利要求1所述的一种均流式火片，其特征在于：所述的第一扰流孔(14)的前后方向长度大于或等于顶板最前端的火孔(12)和最后端的火孔(12)之间的前后距离；均流板(13)上最前端的第二扰流孔(15)和最后端的第二扰流孔(15)之间的距离大于或等于顶板最前端的火孔(12)和最后端的火孔(12)之间的前后距离。
4.根据权利要求1所述的一种均流式火片，其特征在于：所述顶板的中部具有与所述的第一扰流孔(14)上下对齐的阻挡部(16)，所述的火孔(12)位于所述阻挡部(16)的两侧。
5.根据权利要求1所述的一种均流式火片，其特征在于：所述的火孔(12)分为若干火孔组，各火孔组包含有沿前后方向均匀分布的若干火孔(12)，且各火孔组沿前后方向均匀分布。
6.根据权利要求5所述的一种均流式火片，其特征在于：所述的顶板上设置有位于各两相邻火孔组之间的稳焰孔(17)。
7.根据权利要求1所述的一种均流式火片，其特征在于：所述的顶板相对于其平行于前后方向的竖向中心面左右对称。
8.根据权利要求7所述的一种均流式火片，其特征在于：所述顶板的竖向截面呈“V”字形而左右对称。
9.根据权利要求1所述的一种均流式火片，其特征在于：所述的火片主体包括基体(21)和设置在基体(21)上的火孔件(22)，所述的火孔(12)和均流板(13)均设置在火孔件(22)上，且火孔(12)位于火孔件(22)的顶部。
10.根据权利要求9所述的一种均流式火片，其特征在于：所述基体(21)的侧壁上具有下凹的隔热槽(23)，所述隔热槽(23)的下内壁位于火孔件(22)的上壁之下一距离。
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