CN110425523B - 一种多喷嘴醇基燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多喷嘴醇基燃烧器,包括风道外管,在风道外管内部依次同轴设有多级风道管,且位于最中心的风道管为一级风道管,一级风道管外部套设二级风道管;在一级风道管入口处设有点火装置、风道旋流器和环隙风分布器,在风道旋流器内环设有中心喷嘴,中心喷嘴连有中心支管;还包括多级燃料供应单元,燃料供应单元均分别连通多个环隙支管,环隙支管均与多级风道管中心线平行且围绕二级风道管外侧周向排布。本发明采用在一级风道管内形成富燃区、猝熄区、在一级风道管出口处形成贫燃区的分级分区燃烧技术,保证液体雾化与助燃风充分混合,燃烧完全,降低氮氧化物排放;利用多级燃料供应单元实现燃烧器变负荷调节。
Description
技术领域
本发明属于燃烧器技术领域,具体涉及一种多喷嘴醇基燃烧器。
背景技术
目前环保问题迫在眉睫,排放标准日趋严格,NOx排放相继出现新的标准和行规,为满足目前环保要求,传统的燃油、燃煤炉将会被淘汰,清洁能源燃料的需求已经提上日程,然而清洁能源燃料燃烧方式组织已成为重中之重。现有技术以甲醇为燃料,设计甲醇重整器、灶头及气化燃烧器等,提供热源,但是甲醇燃烧装置技术不成熟,雾化不均匀,燃烧不充分,能量利用率低,氮氧化物排放不达标,推广难。
发明内容
针对现有技术中的缺陷和不足,本发明提供了一种多喷嘴醇基燃烧器,克服现有燃烧装置的上述缺陷,解决锅炉尾部烟气氮氧化物排放不达标的问题,同时在燃烧领域推广清洁燃料。
为达到上述目的,本发明采取如下的技术方案:
一种多喷嘴醇基燃烧器,包括风道外管,风道外管一端为燃烧器喷口,另一端为连接端且与连接法兰焊接,以与助燃风管路对接;在风道外管内部依次同轴套设有多级风道管,且位于最中心的风道管为一级风道管,一级风道管外部套设二级风道管;所述二级风道管在靠近一级风道管出口处通过插接连通有同轴的二级风口管,且二级风口管的直径小于二级风道管的直径;
在所述一级风道管入口处设有点火装置、风道旋流器和环隙风分布器,在风道旋流器内环设有中心喷嘴,中心喷嘴连有中心支管;一级风道管、点火装置、风道旋流器和环隙风分布器组成了中心燃烧室,同时作为长明灯,亦作为燃烧器最低负荷运行,中心燃烧室一次配风通过风道旋流器进入,一次配风与中心喷嘴喷出的中心燃料完全混合,经过点火装置点燃中心燃料,二次配风通过环隙风分布器进入,与未完全燃烧的燃料继续反应,形成环隙高速燃烧,中心燃烧室充满火焰,进入下一燃烧区,中心燃烧室经过一次配风与二次配风,保证点火可靠性与稳定性。
在靠近所述连接端处设有多级燃料供应单元,每级燃料供应单元均分别连通有多个环隙支管,所有环隙支管均与多级风道管中心轴线平行且围绕二级风道管外侧周向排布,每个环隙支管的端部延伸至二级风道管端部且环隙支管端部设有环隙喷嘴,环隙喷嘴与多级风道管的中心轴线夹角为15°~30°,环隙喷嘴喷口朝向多级风道的中心轴线且其中轴线与多级风道的中心轴线相交,环隙燃料经过环隙喷嘴雾化与助燃风完全混合,燃烧充分,燃烧器口部无积液。
本发明还包括如下技术特征:
具体的,所述多级燃料供应单元包括相互不连通的多级集液腔,每级集液腔上设有用以连通燃料主路的焊接直通,且在每级集液腔上还连通两个支管,每个支管连通一个所述环隙支管;燃料入口利用焊接直通作为入口接头,燃料出口利用支管焊接,作为二级燃料、三级燃料、四级燃料供应;每级燃料入口的焊接直通与燃料源头金属软管一端螺纹连接。
具体的,所述多级集液腔包括位于中心的圆柱状的二级集液腔、套在二级集液腔中部外侧一周的圆筒状的三级集液腔以及套在三级集液腔中部外侧一周的圆筒状的四级集液腔;每级集液腔之间通过两端挡板焊接密封;该集液腔集成度高,空间小,各个支路阻力均匀,可推广性强;该集液腔为长圆柱形,减少助燃风供应阻力,集液腔将环隙燃料分为若干级供应,一般根据环隙燃料流量大小来确定分级数,从而实现环隙燃料分级燃烧,保证燃烧器满足炉膛负荷调节需求;
每个所述支管均沿所在集液腔的径向布设,支管与所述环隙支管之间通过90°弯头和连接接头密封连通;所述环隙支管与环隙喷嘴之间通过连接弯头密封连通;连接弯头一端与环隙支管焊接,另一端与环隙喷嘴螺纹连接,保证环隙喷嘴可拆卸,随时调整流量,调节燃烧器负荷;连接弯头弯曲角度在15°~30°之间,两端为密封螺纹接口,保证喷嘴可拆卸,零件易更换,可根据实际需要调整燃烧器口部火焰长度;
所述支管连通的六个环隙支管沿周向均布。
具体的,所述中心支管的一端焊接有球头螺帽,中心支管的另一端加工有锥度螺纹,以与中心喷嘴螺纹接口密封连接;
所述风道旋流器包括内筒、套在内筒外的外筒以及连接在内筒和外筒之间的旋流片;所述环隙风分布器包括圆环以及均布在圆环外侧且沿圆环径向分布的均布条,可直接铣加工完成;一级助燃风经过风道旋流器改变方向,加强与中心燃料掺混,剩余一级助燃风经过环隙风分布器形成钝体区与强掺混区域,保证中心燃烧室可点火,可混合,可稳火,可长期运行;中心燃烧室通过风道旋流器与环隙风分布器的合理组合,助燃风流量与中心喷嘴流量匹配,可单独作为小型燃烧器运行,亦可作为长明灯。在小型锅炉、加热炉、熔炉等领域可广泛应用。环隙风分布器结构由圆环切割成若干扇形而成,该结构均布一级风道的二级风供应。经过多次试验,风道旋流器加强中心燃料与助燃风掺混,形成富燃区满足点火条件,经过环隙风分布器在中心燃烧室补燃,中心燃料完全燃烧,同时中心燃烧室二次风供应保证中心燃料燃烧完全,中心燃烧室不发生积液现象,燃烧器安全运行。
中心喷嘴通过风道旋流器内筒的端面限位环固定,保证中心喷嘴不发生轴向移动;
所述风道旋流器的外筒的端面与环隙风分布器的圆环端面焊接,所述环隙风分布器的均布条的端部与一级风道管内壁一周焊接。
具体的,在所述风道旋流器的外筒端面连接有一级风入口管,且一级风入口管与环隙风分布器分别位于风道旋流器的两端;
所述中心支管外壁设有固定在一级风入口管内壁的中心管夹套,以将中心支管在一级风入口管内进行定位;中心管夹套一端固定中心支管,另一端点焊在一级风入口管路内侧,使得中心支管不发生径向与轴向移动;
在一级风入口管外套接有支管夹紧装置,所述支管夹紧装置包括紧固在一级风入口管外壁一周的紧固环以及设在紧固环外侧一周的多个夹持臂,每个夹持臂均沿紧固环的径向分布;夹持臂的端部设有能通过螺栓调节开口的一对半圆形固定片,依靠两端螺栓固定环隙支管,固定方式灵活,可拆卸,更换方便,减少燃烧器运行时内部零件共振现象的发生;支管夹紧装置作用为固定环隙支管,保证环隙支管均匀分布在同一圆周,同时各个环隙支管局部流动阻力相同,使得环隙喷嘴同时工作时流量相等,燃烧器喷口燃烧流场更加均匀。
具体的,所述多级风道管还包括套在二级风道管外侧的三级风道管,在三级风道管与风道外管之间设有环隙旋流器,环隙旋流器用以增强助燃风旋流,并能防止燃料堆积;
所述一级风道管、二级风道管和三级风道管在靠近风道旋流器的一侧端面均平齐,在风道旋流器的外壁固定有多个均沿径向分布的档条,且每级风道管的端部均与档条固定连接;
所述二级风道管在靠近一级风道管出口处通过插接连通有同轴的二级风口管,且二级风口管的直径小于二级风道管的直径。
具体的,所述点火装置为双电极点火装置,双电极点火装置通过固定夹对称分布在中心喷嘴两侧,保证点火可靠性,双电极同时工作,增加点火能量,提高点火成功率至99.9%。
具体的,所述环隙旋流器布置在距离风道外管1~1.5D处,D为风道外管直径,距离口部大径一端利用手工氩弧焊将其与风道外管点焊固定;距离口部小径与三级风道管间隙配合;
环隙旋流器旋流强度在0.4~0.7之间,旋流强度大小可改变燃烧器火焰长度,为保证炉膛壁面不受到火焰直接冲刷,根据炉膛长度确定旋流强度大小,保证系统正常运行;
二级风口管直段规格为长度L与直径D相等,锥段为30°~45°缩颈,保证火焰中心燃烧室火焰经过锥段猝熄,形成高速火焰区,引燃环隙燃料。
所述环隙喷嘴的喷射方向与多级风道管的中心轴线夹角为15°~30°。
本发明与现有技术相比,有益的技术效果是:
(Ⅰ)本发明多喷嘴醇基燃烧器采用特殊分级技术,在一级风道管内形成富燃区、猝熄区、在一级风道管出口处形成贫燃区的分级分区燃烧技术,保证液体雾化与助燃风充分混合,燃烧完全,降低氮氧化物排放。
(Ⅱ)具体的,将醇基燃料与助燃风分别通过各自入口进入,在燃烧器出口经过特殊分级,形成中心燃烧室引燃环隙燃料的高速分级燃烧装置,若干环隙喷嘴以一定角度喷入,可通过控制喷嘴工作数量控制燃烧器负荷大小,同时调整风量,可实现多喷嘴醇基燃烧器比例调节功能。采用分级+RQL耦合技术,形成新型低压RQL燃烧室,富燃-猝熄-贫燃燃烧组织结构,加上分级技术,燃料燃烧偏离化学反应当量比,从而降低氮氧化物;本多喷嘴燃烧器组织方式新颖,锅炉上氮氧化物排放最低达到46mg/Nm3,目前市面上醇基燃烧器NOx排放在150mg/Nm3左右。采用多喷嘴机械雾化喷嘴,利用多喷嘴组合方式,满足燃烧需求,同时实现燃烧器变负荷调节;利用低压风实现燃料高速燃烧,满足炉膛燃烧火焰特殊需求。
(Ⅲ)本发明低压助燃风通过多次分级,经过试验验证合适分配比例,保证低压风在RQL燃烧室与燃料三级反应完全进行,低压助燃风经过三次分级,与燃料在偏离化学当量比的环境下进行反应,多次抑制氮氧化物生成;一次助燃风通过旋流器和均布环隙,进入中心燃烧室,经过旋流器加速的助燃风与中心喷嘴喷出燃料充分混合,满足点火需求,完成一级燃烧,形成富燃区进入猝熄区;二次助燃风通过中心燃烧室外壁若干冷却小孔和缩径段带角度大孔径,进行燃烧室冷却与猝熄区反应;三次风通过口部锥段圆周均布若干孔,进行补燃反应,形成贫燃区,在燃烧器口部稳火,同时抑制氮氧化物大量生成。
(Ⅳ)本发明将醇基燃料与助燃风分别通过各自入口进入,在燃烧器出口经过特殊分级,形成中心燃烧室引燃环隙燃料的高速分级燃烧装置。多喷嘴醇基燃烧器采用特殊分级技术,在一级风道管内形成富燃区、猝熄区、在一级风道管出口处形成贫燃区的分级分区燃烧技术,保证液体雾化与助燃风充分混合,燃烧完全,降低氮氧化物排放。新型分级分区燃烧方式,在燃烧器燃烧室形成富燃、补燃、猝熄、贫燃区,既保证燃烧稳定,同时抑制氮氧化物生成;多喷嘴醇基燃烧器可用于醇基等多种清洁能源燃料;多喷嘴醇基燃烧器NOx排放在50mg/Nm3以内。
(Ⅴ)本发明的应用范围包括:1)多喷嘴醇基燃烧器用于工业锅炉、气化炉点火烘炉阶段,充分利用化工厂自产精甲醇、粗醇及废醇(甲醇含量>85%或者热值在4000kcal/kg以上)产品,节省运行成本,同时满足环保需求。2)醇基燃烧器可作为大型电厂、化工厂风道加热器,节能减排。3)多喷嘴醇基燃烧器可满足中小型锅炉运行需求,在天然气紧缺的情况下,属于经济型燃料燃烧的工业燃烧器的最佳选择。
(Ⅵ)本发明的燃烧器包括以下特点:1)排放达标,以富燃——猝熄——贫燃作为技术路线,通过结构实现燃料与空气多次分级,形成燃烧富燃区,燃料与氧快速结合,减少NOx生成,后通过贫燃区进行燃料二次补燃,降低燃烧高温区温度,减少NOx排放。2)中心区一级燃烧区采用RQL燃料理念,降低NOx,二级燃料、三级、四级通过分级燃烧,实现低NOx排放。3)燃烧器变负荷运行可靠,燃料流量调节通过管路供应压力与燃料喷嘴数量来综合调节,简单稳定,不会发生随负荷变化出现雾化颗粒大幅增加的风险。
附图说明
图1为本发明的整体结构剖面图。
图2为图1的A向视图。
图3为图1的B向视图。
图4为本发明集液腔正视图。
图5为本发明集液腔侧视图。
图6为本发明环隙风分布器结构示意图。
图7为本发明支管夹紧装置结构示意图。
图中各标号表示为:1-一级风道管,2-二级风道管,3-三级风道管,4-风道外管,5-风道旋流器,6-环隙风分布器,7-中心喷嘴,8-中心支管,9-环隙支管,10-环隙喷嘴,11-焊接直通,12-支管,13-二级集液腔,14-三级集液腔,15-四级集液腔,16-90°弯头,17-连接弯头,18-一级风入口管,19-中心管夹套,20-支管夹紧装置,21-环隙旋流器,22-二级风口管,23-档条;
61-圆环,62-均布条;
201-紧固环,202-夹持臂,203-螺栓,204-半圆形固定片。
具体实施方式
多喷嘴醇基燃烧器采用特殊分级技术,实现助燃风与燃料的多次分级,保证中心燃烧室点火可靠,燃烧稳定,可做长明火使用,亦可作为系统运行最低负荷运行,同时助燃风与燃料分级燃烧形成富燃区,猝熄区,补燃区,降低系统烟道出口氮氧化物排放量;若干环隙小喷嘴以一定角度喷入,可通过控制喷嘴工作数量控制燃烧器负荷大小,同时风量进行比例调节,完成多喷嘴醇基燃烧器比例调节,满足系统连续运行条件。
以下结合说明书附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
实施例1:
如图1至图7所示,本实施例提供了一种多喷嘴醇基燃烧器,包括风道外管4,风道外管4一端为燃烧器喷口,另一端为连接端且与连接法兰焊接,以与助燃风管路对接;在风道外管4内部依次同轴设有多级风道管,且位于最中心的风道管为一级风道管1,一级风道管1外部套设二级风道管2;在一级风道管1入口处设有点火装置、风道旋流器5和环隙风分布器6,在风道旋流器5内环设有中心喷嘴7,中心喷嘴7连有中心支管8;一级风道管、点火装置、风道旋流器和环隙风分布器组成了中心燃烧室,同时作为长明灯,亦作为燃烧器最低负荷运行,中心燃烧室一次配风通过风道旋流器进入,一次配风与中心喷嘴喷出的中心燃料完全混合,经过点火装置点燃中心燃料,二次配风通过环隙风分布器进入,与未完全燃烧的燃料继续反应,形成环隙高速燃烧,中心燃烧室充满火焰,进入下一燃烧区,中心燃烧室经过一次配风与二次配风,保证点火可靠性与稳定性。
在靠近连接端处设有多级燃料供应单元,每级燃料供应单元均分别连通有多个环隙支管9,所有环隙支管9均与多级风道管中心轴线平行且围绕二级风道管2外侧周向排布,每个环隙支管9的端部延伸至二级风道管端部且环隙支管端部设有环隙喷嘴10,环隙喷嘴10与多级风道管的中心轴线夹角为15°~30°,环隙喷嘴10喷口朝向多级风道的中心轴线且其中轴线与多级风道的中心轴线相交,环隙燃料经过环隙喷嘴雾化与助燃风完全混合,燃烧充分,燃烧器口部无积液;
多级燃料供应单元包括相互不连通的多级集液腔,每级集液腔上设有用以连通燃料主路的焊接直通11,且在每级集液腔上还连通两个支管12,每个支管12连通一个环隙支管9;燃料入口利用焊接直通作为入口接头,燃料出口利用支管焊接,作为二级燃料、三级燃料、四级燃料供应;每级燃料入口的焊接直通与燃料源头金属软管一端螺纹连接。
多级集液腔包括位于中心的圆柱状的二级集液腔13、套在二级集液腔13中部外侧一周的圆筒状的三级集液腔14以及套在三级集液腔14中部外侧一周的圆筒状的四级集液腔15;每级集液腔之间通过两端挡板焊接密封;该集液腔集成度高,空间小,各个支路阻力均匀,可推广性强;该集液腔为长圆柱形,减少助燃风供应阻力,集液腔将环隙燃料分为若干级供应,一般根据环隙燃料流量大小来确定分级数,从而实现环隙燃料分级燃烧,保证燃烧器满足炉膛负荷调节需求;每个支管12均沿所在集液腔的径向布设,支管12与环隙支管9之间通过90°弯头16密封连通;环隙支管9与环隙喷嘴10之间通过连接弯头17密封连通;连接弯头一端与环隙支管焊接,另一端与环隙喷嘴螺纹连接,保证环隙喷嘴可拆卸,随时调整流量,调节燃烧器负荷;连接弯头弯曲角度在15°~30°之间,两端为密封螺纹接口,保证喷嘴可拆卸,零件易更换,可根据实际需要调整燃烧器口部火焰长度;支管12连通的六个环隙支管9沿周向均布。
中心支管8的一端焊接有球头螺帽,中心支管8的另一端加工有锥度螺纹,以与中心喷嘴7螺纹接口密封连接;风道旋流器5包括内筒、套在内筒外的外筒以及连接在内筒和外筒之间的旋流片;环隙风分布器6包括圆环以及均布在圆环61外侧且沿圆环径向分布的均布条62,可直接铣加工完成;一级助燃风经过风道旋流器改变方向,加强与中心燃料掺混,剩余一级助燃风经过环隙风分布器形成钝体区与强掺混区域,保证中心燃烧室可点火,可混合,可稳火,可长期运行;中心燃烧室通过风道旋流器与环隙风分布器的合理组合,助燃风流量与中心喷嘴流量匹配,可单独作为小型燃烧器运行,亦可作为长明灯。在小型锅炉、加热炉、熔炉等领域可广泛应用。环隙风分布器结构由圆环切割成若干扇形而成,该结构均布一级风道的二级风供应。经过多次试验,风道旋流器加强中心燃料与助燃风掺混,形成富燃区满足点火条件,经过环隙风分布器在中心燃烧室补燃,中心燃料完全燃烧,同时中心燃烧室二次风供应保证中心燃料燃烧完全,中心燃烧室不发生积液现象,燃烧器安全运行。中心喷嘴7通过风道旋流器5内筒的端面限位环固定,保证中心喷嘴7不发生轴向移动;风道旋流器5的外筒的端面与环隙风分布器6的圆环端面焊接,环隙风分布器6的均布条的端部与一级风道管1内壁一周焊接。
在风道旋流器的外筒端面连接有一级风入口管18,且一级风入口管18与环隙风分布器6分别位于风道旋流器的两端;中心支管8外壁设有固定在一级风入口管18内壁的中心管夹套19,以将中心支管8在一级风入口管18内进行定位;中心管夹套一端固定中心支管,另一端点焊在一级风入口管路内侧,使得中心支管不发生径向与轴向移动;
在一级风入口管18外套接有支管夹紧装置20,支管夹紧装置20包括紧固在一级风入口管18外壁一周的紧固环201以及设在紧固环201外侧一周的多个夹持臂202,每个夹持臂202均沿紧固环201的径向分布;夹持臂202的端部设有能通过螺栓203调节开口的一对半圆形固定片204,依靠两端螺栓203固定环隙支管9,固定方式灵活,可拆卸,更换方便,减少燃烧器运行时内部零件共振现象的发生;支管夹紧装置作用为固定环隙支管,保证环隙支管均匀分布在同一圆周,同时各个环隙支管局部流动阻力相同,使得环隙喷嘴同时工作时流量相等,燃烧器喷口燃烧流场更加均匀。
多级风道管还包括套在二级风道管2外侧的三级风道管3,在三级风道管3与风道外管4之间设有环隙旋流器21,环隙旋流器21用以增强助燃风旋流,并能防止燃料堆积;一级风道管1、二级风道管2和三级风道管3在靠近风道旋流器5的一侧端面均平齐,在风道旋流器5的外壁固定有多个均沿径向分布的档条23,且每级风道管的端部均与档条23固定连接;二级风道管2在靠近一级风道管1出口处通过插接连通有同轴的二级风口管22,且二级风口管22的直径小于二级风道管2的直径。
点火装置为双电极点火装置,双电极点火装置通过固定夹对称分布在中心喷嘴两侧,保证点火可靠性,双电极同时工作,增加点火能量,提高点火成功率至99.9%。
环隙旋流器21布置在距离风道外管41~1.5D处,D为风道外管4直径,距离口部大径一端利用手工氩弧焊将其与风道外管点焊固定;距离口部小径与三级风道管3间隙配合;环隙旋流器21旋流强度在0.4~0.7之间,旋流强度大小可改变燃烧器火焰长度,为保证炉膛壁面不受到火焰直接冲刷,根据炉膛长度确定旋流强度大小,保证系统正常运行;二级风口管22直段规格为长度与直径相等,锥段为30°~45°缩颈,保证火焰中心燃烧室火焰经过锥段猝熄,形成高速火焰区,引燃环隙燃料。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (7)
1.一种多喷嘴醇基燃烧器,包括风道外管(4),风道外管(4)一端为燃烧器喷口,另一端为连接端;其特征在于,在风道外管(4)内部依次同轴套设有多级风道管,且位于最中心的风道管为一级风道管(1),一级风道管(1)外部套设二级风道管(2),所述二级风道管(2)在靠近一级风道管(1)出口处通过插接连通有同轴的二级风口管(22),且二级风口管(22)的直径小于二级风道管(2)的直径;
在所述一级风道管(1)入口处设有点火装置、风道旋流器(5)和环隙风分布器(6),在风道旋流器(5)内环设有中心喷嘴(7),中心喷嘴(7)连有中心支管(8);
在靠近所述连接端处设有多级燃料供应单元,每级燃料供应单元均分别连通有多个环隙支管(9),所有环隙支管(9)均与多级风道管中心轴线平行且围绕二级风道管(2)外侧周向排布,每个环隙支管(9)的端部延伸至二级风口管(22)端部且环隙支管端部设有环隙喷嘴(10),环隙喷嘴(10)喷口朝向多级风道的中心轴线且其中轴线与多级风道的中心轴线相交;
所述多级燃料供应单元包括相互不连通的多级集液腔,每级集液腔上设有用以连通燃料主路的焊接直通(11),且在每级集液腔上还连通两个支管(12),每个支管(12)连通一个所述环隙支管(9);
所述多级风道管还包括套在二级风道管(2)外侧的三级风道管(3),在三级风道管(3)与风道外管(4)之间设有环隙旋流器(21),环隙旋流器(21)用以增强助燃风旋流,并能防止燃料堆积;
所述一级风道管(1)、二级风道管(2)和三级风道管(3)在靠近风道旋流器(5)的一侧端面均平齐,在风道旋流器(5)的外壁固定有多个均沿径向分布的档条(23),且每级风道管的端部均与档条(23)固定连接。
2.如权利要求1所述的多喷嘴醇基燃烧器,其特征在于,所述多级集液腔包括位于中心的圆柱状的二级集液腔(13)、套在二级集液腔(13)中部外侧一周的圆筒状的三级集液腔(14)以及套在三级集液腔(14)中部外侧一周的圆筒状的四级集液腔(15);每级集液腔之间通过两端挡板焊接密封;
每个所述支管(12)均沿所在集液腔的径向布设,支管(12)与所述环隙支管(9)之间通过90°弯头(16)和连接接头密封连通;所述环隙支管(9)与环隙喷嘴(10)之间通过连接弯头(17)密封连通;
所述支管(12)连通的六个环隙支管(9)沿周向均布。
3.如权利要求1所述的多喷嘴醇基燃烧器,其特征在于,所述中心支管(8)的一端焊接有球头螺帽,中心支管(8)的另一端加工有锥度螺纹,以与中心喷嘴(7)螺纹接口密封连接;
所述风道旋流器(5)包括内筒、套在内筒外的外筒以及连接在内筒和外筒之间的旋流片;所述环隙风分布器(6)包括圆环以及均布在圆环(61)外侧且沿圆环径向分布的均布条(62);
中心喷嘴(7)通过风道旋流器(5)内筒的端面限位环固定,保证中心喷嘴(7)不发生轴向移动;
所述风道旋流器(5)的外筒的端面与环隙风分布器(6)的圆环端面焊接,所述环隙风分布器(6)的均布条的端部与一级风道管(1)内壁一周焊接。
4.如权利要求3所述的多喷嘴醇基燃烧器,其特征在于,在所述风道旋流器的外筒端面连接有一级风入口管(18),且一级风入口管(18)与环隙风分布器(6)分别位于风道旋流器的两端;
所述中心支管(8)外壁设有固定在一级风入口管(18)内壁的中心管夹套(19),以将中心支管(8)在一级风入口管(18)内进行定位;
在一级风入口管(18)外套接有支管夹紧装置(20),所述支管夹紧装置(20)包括紧固在一级风入口管(18)外壁一周的紧固环(201)以及设在紧固环(201)外侧一周的多个夹持臂(202),每个夹持臂(202)均沿紧固环(201)的径向分布;夹持臂(202)的端部设有能通过螺栓(203)调节开口的一对半圆形固定片(204),依靠两端螺栓(203)固定环隙支管(9)。
5.如权利要求1所述的多喷嘴醇基燃烧器,其特征在于,所述点火装置为双电极点火装置。
6.如权利要求1所述的多喷嘴醇基燃烧器,其特征在于,所述环隙旋流器(21)布置在距离风道外管(4)1~1.5D处,D为风道外管(4)直径,距离口部大径一端利用手工氩弧焊将其与风道外管点焊固定;距离口部小径与三级风道管(3)间隙配合;
环隙旋流器(21)旋流强度在0.4~0.7之间;
二级风口管(22)直段规格为长度与直径相等,锥段为30°~45°缩颈,保证火焰中心燃烧室火焰经过锥段猝熄,形成高速火焰区,引燃环隙燃料。
7.如权利要求1所述的多喷嘴醇基燃烧器,其特征在于,所述环隙喷嘴(10)的喷射方向与多级风道管的中心轴线夹角为15°~30°。
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5240410A (en) * | 1991-12-30 | 1993-08-31 | Industrial Technology Research Institute | Dual fuel low nox burner |
EP0875716A2 (de) * | 1997-05-03 | 1998-11-04 | Kromschröder Prozesswärme GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur mehrstufigen Verbrennung von Brennstoff |
JP2000055321A (ja) * | 1998-08-11 | 2000-02-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | マルチノズルバーナー |
KR100481431B1 (ko) * | 2003-10-27 | 2005-04-07 | 한국생산기술연구원 | 배기가스 연료 혼합형 3단 연소 저질소 산화물 버너를이용한 연소 시스템 |
RU61010U1 (ru) * | 2006-06-30 | 2007-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-техническая фирма "ЭНЕРГОМАШ-инжиниринг" | Горелка для сжигания жидкого и газообразного топлива и система подачи топлива и воздуха |
WO2012072003A1 (zh) * | 2010-12-02 | 2012-06-07 | 烟台龙源电力技术股份有限公司 | 气化油燃烧器和包括气化油燃烧器的内燃式燃烧器 |
CN105805746A (zh) * | 2016-05-12 | 2016-07-27 | 徐州科融环境资源股份有限公司 | 一种分级燃烧燃气低氮燃烧器 |
CN109973994A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-07-05 | 西安航天源动力工程有限公司 | 一种低氮燃烧器 |
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5240410A (en) * | 1991-12-30 | 1993-08-31 | Industrial Technology Research Institute | Dual fuel low nox burner |
EP0875716A2 (de) * | 1997-05-03 | 1998-11-04 | Kromschröder Prozesswärme GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur mehrstufigen Verbrennung von Brennstoff |
JP2000055321A (ja) * | 1998-08-11 | 2000-02-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | マルチノズルバーナー |
KR100481431B1 (ko) * | 2003-10-27 | 2005-04-07 | 한국생산기술연구원 | 배기가스 연료 혼합형 3단 연소 저질소 산화물 버너를이용한 연소 시스템 |
RU61010U1 (ru) * | 2006-06-30 | 2007-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-техническая фирма "ЭНЕРГОМАШ-инжиниринг" | Горелка для сжигания жидкого и газообразного топлива и система подачи топлива и воздуха |
WO2012072003A1 (zh) * | 2010-12-02 | 2012-06-07 | 烟台龙源电力技术股份有限公司 | 气化油燃烧器和包括气化油燃烧器的内燃式燃烧器 |
CN105805746A (zh) * | 2016-05-12 | 2016-07-27 | 徐州科融环境资源股份有限公司 | 一种分级燃烧燃气低氮燃烧器 |
CN109973994A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-07-05 | 西安航天源动力工程有限公司 | 一种低氮燃烧器 |
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