CN109708142B - 一种引火管式分体前置高效点火结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型引火管式分体前置高效点火结构，点火管的一端连接位于主燃气管末端的燃烧器出口，另一端连接电子点火器；点火管与主燃气管之间依次连接若干平行设置的引气管；主燃气管中的可燃混合气体通过引气管进入点火管。本发明的点火结构通过电火花放电引燃点火管里面的混合气，混合气通过爆燃波的形式迅速传播到点火管顶部，进而引燃燃烧器出口处的可燃气体，点火过程快捷高效。本发明在点火管上部的防回火结构可以有效防止火焰回传，从而保证电子点火器不与火源接触，点燃过程与主燃烧器运行过程中点火管与引气管均处于常温状态，避免了高温对电子点火器的侵蚀和破坏，有效保护点火电极，从而极大地延长了电子点火器的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型引火管式分体前置高效点火结构，属于点火结构技术领域。
背景技术
由于蓄热器、火炬、伴烧器、煤气炉等燃烧器在化工企业的广泛应用以及石化行业对于可燃性气体排放标准的严格把控，安全燃烧成为了化工安全的重中之重。在燃气燃烧的过程中，确保点火装置正常工作以及安全、便捷、快速地点燃是保证燃烧平稳的前提。
为了达到安全燃烧的目的，近年来对燃烧系统的保护成为了技术热点之一，专利CN101316676A采用在可燃气与空气混合气出口处的内部管壁施加防蚀覆盖层的方法，保护了与火焰接触位置的准直器内壁。专利CN204087937U发明了一种工业火炬专用绝缘子，采用DMC工业材料制作，特点是机械强度大，理化性能稳定，绝缘程度高。专利CN205897202U设计了一种新型点火器，通过将点火装置设置在燃料通管的出口位置，通过设置正负极导电杆与导线延长点火线路，达到远程点火的目的。CN104534937A发明了一种电子远程点火装置，通过逐段引燃的方式达到远距离点火的目的。
总结现有的燃烧工业技术，涉及的点燃方式有电子点火器、新型点火器以及自动点火装置等，工作原理大都为通过放电产生的电火花引燃可燃气与空气的混合气，达到燃烧的目的。但这些点燃方式均存在点火器与火源接触的缺点，这极易导致电子点火器在高温火源灼烧下被烧蚀进而影响电子点火器的使用寿命，成为安全隐患。因此采用某种方式拉长点火器与火源的距离，使得二者在燃烧过程中隔绝是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型引火管式分体前置高效点火结构，可以在点火器远离火源的情况下引燃可燃气体，点燃过程与主燃烧器运行过程中点火管与引气管均处于常温状态，可以达到保护电子点火器的目的。
本发明目的通过如下技术方案予以实现：
提供一种引火管式分体前置高效点火结构，包括点火管、若干引气管和电子点火器；
点火管的一端连接位于主燃气管末端的燃烧器出口，另一端连接电子点火器；点火管与主燃气管之间依次连接若干平行设置的引气管；主燃气管中的可燃混合气体通过引气管进入点火管；
点火时，电子点火器生成电弧，产生爆燃波经燃烧器出口进入主燃烧器内引燃可燃混合气体。
优选的，点火管上部设置防回火结构。
优选的，点火管直径为引气管直径的2～5倍。
优选的，引气管与主燃气管的夹角θ2为10°～90°。
优选的，引气管与主燃气管的夹角θ2为50°～70°。
优选的，点火管包括与主燃气管平行的平行段和倾斜段，平行段连接引起管，倾斜段与燃烧器出口夹角θ1为15°～70°。
优选的，倾斜段与燃烧器出口夹角θ1为25°～40°。
优选的，主燃气管的内混合气体的流动速度V满足在主燃气管的内提供的动压P能够抵消引气管对主燃气管爆燃波的压头。
优选的，主燃气管的内提供的动压P＝kV2cosθ2，k为比例系数，通过标定获得。
优选的，点火管直径在DN15-DN50之间，材质为S31008，引气管直径在DN10-DN25之间，材质为S31008。
优选的，电子点火器点火能量＞0.6J。
优选的，电子点火器通过螺纹连接、焊接或法兰连接到点火管的一端。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明的提供一种全新的点火结构，可燃混合气充满点火管与主燃气管后，开启电子点火器，通过电火花放电引燃点火管里面的混合气，混合气通过爆燃波的形式迅速传播到点火管顶部(<0.1s)，进而引燃燃烧器出口处的可燃气体，点火过程快捷高效。
(2)本发明在点火管上部的防回火结构可以有效防止火焰回传，从而保证电子点火器不与火源接触，点燃过程与主燃烧器运行过程中点火管与引气管均处于常温状态，避免了高温对电子点火器的侵蚀和破坏，有效保护点火电极，从而极大地延长了电子点火器的使用寿命。
(3)本发明无需额外的控制阀设计，点火结构简单易加工。
(4)本发明通过提高混合气体的速度避免了爆燃波进入主燃气管，无需设置辅助结构，相比于设置止回阀、阻火器、或者自动切断装置等其他外置设备，本发明的结构更简单可靠，便于使用在条件更苛刻的位置。
(5)本发明优选了引气管与主燃气管的夹角角度，调整从主燃气管引气量。
(6)本发明优选了点火管尾端倾斜段与燃烧器出口夹角，便于爆燃波向燃烧器出口的传输。
附图说明
图1为本发明点火结构示意图；
图2为防回火结构局部示意图；
图3为引气管与点火管交界处结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种新型引火管式分体前置点火结构，由一根点火管、若干引气管和电子点火器连接口构成，引气管与点火管焊接连接，电子点火器连接口位于点火管底部。
电子点火器可以通过螺纹连接、焊接或法兰连接到点火管底部，点火管的顶部以一定角度θ1与燃烧器出口焊接，引气管的入口以一定角度θ2与主燃气管连接。
一般仅有将电子点火器直接放置于火焰区域才能实现瞬间引燃主燃烧器，本发明利用爆燃波传播速度快的优点，电子点火器不直接接触火焰，但点火速度快，电子点火器发出电弧后可实现瞬间引燃主燃烧器(<0.1s)。
电子点火器固定后其顶部处于最下方一个引气管与点火管连接处的上部位置。
点火过程以及主燃烧器运行过程中点火管和引气管一直处于常温状态。
点火管上部设置防回火结构。例如为阻火器，如图2所示交界处为搭接。点火管尾端倾斜段与燃烧器出口夹角θ1为15～70°，优选25°～40°，θ1过大会影响爆燃波向燃烧器出口的传输。点火管总长度为1～2米。
点火管直径在DN15-DN50之间，引气管直径在DN10-DN25之间，点火管直径大于引气管直径，材质均可选择钢材S31008。优选的，点火管直径为引气管2～5倍。引气管与主燃气管的夹角θ2，10°～90°，优选50°～70°，角度越大从主燃气管引气量越小。引气管与点火管交界处结构示意图如图3所示，引气管一端焊接至点火管，另一端焊接至主燃气管。该连接方式不应理解为对本发明的限制，只要保证密封连接即可。
主燃气管中流动的为可燃燃气和空气混合的混合气体，主燃气管的混合气体通过引气管通入到点火管中，利用点火管底部的电子点火器引燃气体，封闭空间内点火形成爆燃波，火焰以爆燃波的形式传递到燃烧器顶部引燃主燃烧器。电子点火器发弧时长为1～2s，电弧引燃混合气体产生爆燃波，点火管内没有火焰，温度较低，避免电子点火器直接接触火焰。燃烧后的气体经燃烧器出口向外排出。
为了防止爆燃波返回主燃气管，点火管尺寸要大于引起管的尺寸，通过调整引起管内混合气体速度抵抗爆燃波。主燃气管的内混合气体的流动速度V越大，提供的动压P也越大二者成正比关系。通过提高混合气体的流动速度，使得引气管对主燃气管爆燃波的压头能够抵消。主燃气管的内提供的动压P＝kV2cosθ2，k为比例系数，通过标定获得。
实施例
在本实施例中，结合图1，引气管与主燃气管的夹角θ2为60°，点火管尾端倾斜后连接到燃烧器出口角度θ1为30°。点火管竖直部分长度为1m，点火管直径为DN20，引气管为4个依次平行设置，间隔为30cm。电子点火系统通电时长为2s，电子点火器发出电弧两次。控制混合气体的流动速度，使得提供的动压大于3kPa。
经点火试验验证，主燃气管未进入爆燃波，爆燃波的传播到点火管顶部<0.1s，点火管内温度未超过70℃。
以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
Claims (9)
1.一种引火管式分体前置高效点火结构，其特征在于：包括点火管、若干引气管和电子点火器；
点火管的一端连接位于主燃气管末端的燃烧器出口，另一端连接电子点火器；点火管与主燃气管之间依次连接若干平行设置的引气管；主燃气管中的可燃混合气体通过引气管进入点火管；
点火时，电子点火器生成电弧，产生爆燃波经燃烧器出口进入主燃烧器内引燃可燃混合气体；
点火管直径大于引气管直径；
引气管与主燃气管的夹角θ2为10°～90°；
点火管包括与主燃气管平行的平行段和倾斜段，平行段连接引起管，倾斜段与燃烧器出口夹角θ1为15°～70°；
点火管直径在DN15-DN50之间，材质为S31008，引气管直径在DN10-DN25之间，材质为S31008。
2.如权利要求1所述的引火管式分体前置高效点火结构，其特征在于：点火管上部设置防回火结构。
3.如权利要求1或2所述的引火管式分体前置高效点火结构，其特征在于：点火管直径为引气管直径的2～5倍。
4.如权利要求1或2所述的引火管式分体前置高效点火结构，其特征在于：引气管与主燃气管的夹角θ2为50°～70°。
5.如权利要求1或2所述的引火管式分体前置高效点火结构，其特征在于：倾斜段与燃烧器出口夹角θ1为25°～40°。
6.如权利要求1或2所述的引火管式分体前置高效点火结构，其特征在于：主燃气管的内混合气体的流动速度V满足在主燃气管的内提供的动压P能够抵消引气管对主燃气管爆燃波的压头。
7.如权利要求1或2所述的引火管式分体前置高效点火结构，其特征在于：主燃气管的内提供的动压P＝kV2cosθ2，k为比例系数，通过标定获得。
8.如权利要求1或2所述的引火管式分体前置高效点火结构，其特征在于：电子点火器点火能量＞0.6J。
9.如权利要求1或2所述的引火管式分体前置高效点火结构，其特征在于：电子点火器通过螺纹连接、焊接或法兰连接到点火管的一端。
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