CN110878940A - 碳电极或阴极焙烧炉用带自动配风、打火及火检的燃烧器 - Google Patents

碳电极或阴极焙烧炉用带自动配风、打火及火检的燃烧器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碳电极或阴极焙烧炉用带自动配风、打火及火检的燃烧器，包括：控制器，自动点火装置，底座(1)，腔体(2)，隔板(3)，第一助燃腔(17)，第二助燃腔(18)，燃烧腔(4)，盖体(10)，供气装置，火焰检测装置，助燃风调节装置。本发明通过设置的隔板将用于提供助燃氧气的腔体分为第一助燃腔和第二助燃腔，实现对燃烧器和焙烧炉的两层供氧，这有效的提高了焙烧炉内燃气的燃烧充分性，还确保了点火器的点火稳定性。同时，燃烧装置的燃气喷嘴应用文丘里原理设计而成，天然气通过主喷孔和若干个的细喷孔喷出，流速得以提高，形成局部负压并汇合炉室负压把助燃空气抽吸进入燃烧器燃烧室，增加燃烧所需助燃氧气。

Description

碳电极或阴极焙烧炉用带自动配风、打火及火检的燃烧器
技术领域
本发明属于炭电极焙烧领域，具体是指一种碳电极或阴极焙烧炉用带自动配风、打火及火检的燃烧器。
背景技术
目前国内外阴极和碳电极焙烧炉燃烧器主要是人工手动，人工点火、人工操作停止供应燃气，意外熄火没有保护和报警，燃气与助燃风的配比也是靠人工手动调整。半自动操作的也只是对一个炉室几个燃烧器集中进行流量调控和总管燃气切断。极个别公司发明的自动点火燃烧器是在每个燃烧器上配套点火电极和电离火检杆，基本实现了自动点火和断火报警的自动控制功能。但是，这种自动点火燃烧器还存在点火稳定性、火检可靠性和空燃比调节性能不稳定的缺陷。
阴极和碳电极焙烧炉温度曲线在220℃—1250℃—820℃之间是一个急速升温、保温和降温的过程，在低温到中温区，需要按1:10的燃气和空气比例进行配风，同时，由于有许多挥发份需要燃烧，还要考虑挥发份燃烧需要的氧气；在900℃以上的中高温区，由于高温炉室内部拉过来的助燃风较多，燃烧器自身需要的外部助燃风较少，燃烧器进风门反而要调小直至关闭。也就是，燃烧时需要合适的助燃风，高温或断续燃烧停火时则不能再从燃烧器进风。
综上所述，如果不能达到点火稳定、火检可靠和燃气与助燃风配比合适，那么，燃气和低温区的挥发份就不能完全燃烧，到高温区后升温也不正常，焙烧系统燃烧效率将无法提高，从而影响炭素焙烧炉能耗指标以及碳电极的出炉周期。
发明内容
本发明的目的在于克服上述问题，提供一种能够根据需求自动完成点火，并通过两层风助燃后实现燃气完全燃烧，同时能对焙烧炉燃烧情况实时监控，可很好的避免火焰熄灭后点火不及时导致的燃气爆炸和焙烧质量问题的碳电极或阴极焙烧炉用带自动配风、打火及火检的燃烧器。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
碳电极或阴极焙烧炉用带自动配风、打火及火检的燃烧器，包括：控制器，自动点火装置，底座，设置在底座上的腔体，设置在腔体内的隔板，且该隔板将腔体分为第一助燃腔和第二助燃腔，一端与隔板连接并贯穿隔板后与第一助燃腔连通、另一端伸出第二助燃腔下端口的燃烧腔，固定在燃烧腔内的燃烧装置，与腔体相配合的盖体，安装在盖体上且一端贯穿盖体后与燃烧装置连接的供气装置，固定在盖体上且贯穿盖体后伸入腔体内的火焰检测装置，以及与腔体连通的助燃风调节装置；所述控制器分别与供气装置、自动点火装置，助燃风调节装置和火焰检测装置连接。
所述自动点火装置包括高压点火包，和与高压点火包电连接的点火电极；所述点火电极安装在盖体上且前端贯穿盖体后伸入燃烧腔内。
所述供气装置包括安装在盖体上且一端贯穿盖体后与燃烧装置连接的燃气管，和与燃气管另一端连通的电磁阀；所述控制器与电磁阀连接。
进一步的，所述隔板上设置有用于连通第一助燃腔和第二助燃腔的过气腔；所述腔体上设有进气孔，且该进气孔具体设置在第一助燃腔上并位于过气腔上方。
再进一步的，所述燃烧装置包括喷嘴，套在喷嘴上的风盘；所述燃气管与喷嘴连通；所述喷嘴前端设有一个主喷气孔，且在主喷气孔外围还均匀的分布了若干个细喷气孔，所述喷嘴外壁上还均匀的分布有多个与喷嘴连通的稳焰燃气喷孔。
更进一步的，所述风盘上分别设置有出风孔、火焰检测孔、点火电极定位孔；所述点火电极的点火端倾斜设置在点火电极定位孔内，且点火电极(8)的点火端的点火针与喷嘴的主喷气孔的孔口相对应。
作为优选，所述火焰检测装置为UV感光探头，所述的UV感光探头的前端设置有烟尘出口；所述UV感光探头的探口与火焰检测孔位于同一轴线上。
作为优选，所述助燃风调节装置为流量调节阀，该流量调节阀通过软管与腔体的进气孔连通；所述控制器与流量调节阀连接。所述的电磁阀的进气端还设置有与控制器连接的流量调节阀。所述的控制器为PLC控制器。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明通过设置的隔板将用于提供助燃氧气的腔体分为第一助燃腔和第二助燃腔，实现对燃烧器和焙烧炉的两层供氧，有效的提高了焙烧炉内燃气的燃烧充分性。
(2)本发明的燃烧装置的燃气喷嘴应用文丘里原理设计而成，天然气通过主喷孔和若干个的细喷孔喷出，流速得以提高，形成局部负压并汇合炉室负压把助燃空气抽吸进入燃烧器燃烧室，增加燃烧所需助燃氧气。
(3)本发明设置有自动点火装置，能够在需要点火或者火焰熄灭时通过控制器再次进行点火操作，很好的克服了人工点火不及时而导致的燃气爆炸以及火道温差过大影响成品质量的问题，同时，本发明的自动点火装置的点火电极的点火端的点火针与燃气喷嘴的主喷气孔的孔口相对应，使点火成功率在98％以上。
(4)本发明设置有与PLC控制器相连接的电磁阀和流量调节阀，能够通过PLC控制器控制电磁阀，从而达到控制燃气进气流量的目的，同时，该流量调节阀可在PLC控制器的控制下，对点火和焙烧炉的助燃氧气进行调控，以确保点火的稳定性和焙烧炉燃烧的充分性。
(5)本发明设置有火焰检测装置采用具有高感应灵敏度的UV感光探头，能够实时对焙烧炉的火焰燃烧进行检测，在火焰熄灭时及时的进行报警提醒并自动切断燃气。同时，在UV感光探头前端设计有返烟尘出口，确保了炉室反火时探头不会被烧坏和镜片被烟尘熏黑，从而有效的提高了对焙烧炉燃烧火焰监测的可靠性。
附图说明
图1为本发明的剖面结构图。
图2为本发明的燃烧装置的结构示意图。
图3为本发明的隔板的结构示意图。
图4为本发明的使用示意图。
附图标记说明：1、底座；2、腔体；3、隔板；4、燃烧腔；5、烟尘出口；6、UV感光探头；7、燃气管；8、点火电极；9、过气腔；10、盖体；11、主喷气孔；12、喷嘴；13、风盘；14、稳焰燃气喷孔；15、火焰检测孔；16、电磁阀；17、第一助燃腔；18、第二助燃腔；19、细喷气孔；20、进气孔；21、出风孔；22、点火电极定位孔；23、流量调节阀。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1～4所示，碳电极或阴极焙烧炉用带自动配风、打火及火检的燃烧器，包括控制器，底座1，腔体2，隔板3，第一助燃腔17，第二助燃腔18，燃烧腔4，盖体10，供气装置，火焰检测装置，助燃风调节装置，点火电极8。所述控制器分别与供气装置、助燃风调节装置、自动点火装置和火焰检测装置连接。所述控制器在本实施例中优先采用了PLC控制器来实现。
实施时，底座1固定在阴极或碳电极焙烧炉的火井口，并通过耐高温密封材料对底座1与焙烧炉的火井口的连接处进行密封。
腔体2设置在底座1上。隔板3设置在腔体2内，且该隔板3将腔体2分为第一助燃腔17和第二助燃腔18。隔板3上设置有用于连通第一助燃腔17和第二助燃腔18的过气腔9。同时在腔体2上设有进气孔20，且该进气孔20设置在第一助燃腔17上并位于过气腔9上方。使本燃烧器的可通过第一助燃腔17和第二助燃腔18实现对燃烧器和焙烧炉的两层供氧，这不仅提高了焙烧炉内的燃气的燃烧充分性，还确保了点火器的点火稳定性。燃烧腔4的一端与隔板3连接并贯穿隔板3后与第一助燃腔17连通，另一端伸出第二助燃腔18下端口。燃烧装置固定在燃烧腔4内。
同时，盖体10与腔体2相配合使用。供气装置安装在盖体10上且一端贯穿盖体10后与燃烧装置连接。火焰检测装置固定在盖体10上且贯穿盖体10后伸入腔体2内。该火焰检测装置的感应光线穿透腔体2后能感应到焙烧炉中火焰所产生的紫外线光。助燃风调节装置与腔体2连通。所述自动点火装置包括高压点火包，和与高压点火包电连接的点火电极8；所述点火电极8安装在盖体10上且前端贯穿盖体10后伸入燃烧腔4内。高压点火包与控制器电连接，本实施例中的高压点火包优先采用了可产生8KVA高压的100％功率高压点火包来实现。
进一步地，如图1所示，所述供气装置安装包括安装在盖体10上且一端贯穿盖体10后与燃烧装置连接的燃气管7，和与燃气管7另一端连通的电磁阀16；所述控制器与电磁阀16连接。该电磁阀16用于对燃烧器功率的调节，该电磁阀16在控制器的控制下可实现对进气量进行调整，以及对本燃烧器的进气的通道的启闭进行控制。具体的，通过控制器调整燃气进口的电磁阀16，来增加、减小和切断燃气流量，增加燃气流量时，燃烧器功率增大，反之，功率降低；电磁阀16切断，则燃烧器停火。
其中，所述燃烧装置如图1和图2所示，其包括喷嘴12和风盘13。燃气管7与喷嘴12连通。为提高喷嘴12的燃气流速，形成局部负压并汇合炉室负压把助燃空气抽吸进入燃烧器燃烧室，增加燃烧所需助燃氧气，本实施例中的喷嘴12前端设了一个主喷气孔11，而在主喷气孔11外围均匀的分布了若干个细喷气孔19，在喷嘴12外壁上还均匀的分布有多个与喷嘴12连通的稳焰燃气喷孔14。本实施例中优先将主喷气孔11的孔直径设为6mm，细喷气孔19的孔直径设计为3mm，稳焰燃气喷孔14的直径为2.5mm，该细喷气孔19的孔直径确定时可在2mm-4mm的范围中根据设计计算选定。其稳焰燃气喷孔14和细喷气孔19的数量是根据燃烧器功率大小设计计算确定。具体的，按照燃气和风的比例约1:10标方来对细喷气孔19和稳焰燃气喷孔14的孔直径和数量进行设置。燃烧器功率越大，稳焰燃气喷孔14和细喷气孔19的数量就多、稳焰燃气喷孔14和细喷气孔19的孔直径就越大，反之，燃烧器功率越小，稳焰燃气喷孔14和细喷气孔19的数量就少、稳焰燃气喷孔14和细喷气孔19的孔直径就越小。
同时，风盘13套在喷嘴12上，本实施例中将风盘13与喷嘴12设计为一体，在实际的使用中也可采用其它方式将稳焰风盘13与喷嘴12整合为一体。该风盘13上分别设置有出风孔21，火焰检测孔15，点火电极定位孔22。所述点火电极8的点火端倾斜设置在点火电极定位孔22内，且点火电极8的点火端的点火针与喷嘴12的主喷气孔11的孔口相对应，该设置方式可使点火成功率在98％以上。本实施例中将出风孔21的孔直径优先设定为14mm，在设定风孔21的孔直径时可在12mm-16mm的范围中进行选择，也可根据需要进行调整。将点火电极定位孔22优先设置为斜孔，以实现点火电极8的点火端倾斜设置在点火电极定位孔22内，使点火电极8的点火端能更好的与喷嘴12上的主喷气孔11相对应，有效的确保点火的稳定性。该出风孔21的数量根据燃烧器的功率大小进行设计确定，具体的，按照燃气和风的比例约1:10标方来对出风孔21的数量的孔直径和数量进行设置。
运行时，自动点火装置通过100％功率高压点火包产生8KVA高压，点火电极8的点火针电离空气放电，点燃从主喷气孔11和细喷孔气19喷出的天然气燃烧。100％功率高压点火包通过PLC控制器的控制可以长时间连续点火放电，保证点火放电的稳定性。同时，点火电极8设计安装成点火针尖与主喷气孔11和细喷孔气19相对应，主喷气孔11和细喷孔气19喷出的燃气与点火电极8的点火针产生的电火花始终能接触到并形成轻微爆燃，无论燃气流量大小，可较好的保证点火成功率在98％以上。
作为优选的，本实施例将所述的火焰检测装置设置为UV感光探头6。该UV感光探头6能准确地把检测到的紫外线信号传递到控制器，控制器发出信号控制电磁阀16的连续开启，当火焰意外熄火时，UV感光探头感应不到紫外线信号，控制器发出指令信号关闭电磁阀16。为了确保UV感光探头不会被烧坏和镜片被烟尘熏黑，进一步提高对焙烧炉燃烧火焰监测的可靠性，在UV感光探头6的前端设置了烟尘出口5，该UV感光探头6的探口与火焰检测孔15位于同一轴线上。
作为优选的，所述助燃风调节装置为流量调节阀23，该流量调节阀23通过软管与腔体2的进气孔20连通，且控制器与流量调节阀23连接。该流量调节阀23用于对燃烧器的助燃进气量进行调整。具体的，助燃风调节装置通过控制器控制电动流量阀23的开关和进风量大小，助燃风通过流量调节阀23和软管流入第一助燃腔17内对燃烧装置提供助燃风，同时，助燃风还通过隔板3上设置的过气腔9进入第二助燃腔18内，通过第二助燃腔18后的助燃风进入到焙烧炉中，使焙烧炉的燃气得到充分的燃烧，从而有效的提高焙烧炉的燃气燃烧效率。
更进一步地，为了实现对燃烧器的功率的调节，如图4所示，在供气装置的电磁阀16的进气端也设置有流量调节阀23。具体的，该流量调节阀23使用是通过燃气开关连接在电磁阀16的进气端。该流量调节阀23则用于对燃气流量的大小进行调整，即增加燃气流量时，燃烧器的功率增大，反之，燃烧器的功率降低。该流量调节阀23也是与控制器连接，其在控制器的控制下完成对燃气的调整，以实现该燃烧器可满足不同的焙烧炉的工作需要。
如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (10)

1.碳电极或阴极焙烧炉用带自动配风、打火及火检的燃烧器，其特征在于：包括控制器，自动点火装置，底座(1)，设置在底座(1)上的腔体(2)，设置在腔体(2)内的隔板(3)，且该隔板(3)将腔体(2)分为第一助燃腔(17)和第二助燃腔(18)，一端与隔板(3)连接并贯穿隔板(3)后与第一助燃腔(17)连通、另一端伸出第二助燃腔(18)下端口的燃烧腔(4)，固定在燃烧腔(4)内的燃烧装置，与腔体(2)相配合的盖体(10)，安装在盖体(10)上且一端贯穿盖体(10)后与燃烧装置连接的供气装置，固定在盖体(10)上且贯穿盖体(10)后伸入腔体(2)内的火焰检测装置，以及与腔体(2)连通的助燃风调节装置；所述控制器分别与供气装置、自动点火装置、助燃风调节装置和火焰检测装置连接。
2.根据权利要求1所述的碳电极或阴极焙烧炉用带自动配风、打火及火检的燃烧器，其特征在于：所述自动点火装置包括高压点火包，和与高压点火包电连接的点火电极(8)；所述点火电极(8)安装在盖体(10)上且前端贯穿盖体(10)后伸入燃烧腔(4)内。
3.根据权利要求2所述的碳电极或阴极焙烧炉用带自动配风、打火及火检的燃烧器，其特征在于：所述供气装置包括安装在盖体(10)上且一端贯穿盖体(10)后与燃烧装置连接的燃气管(7)，和与燃气管(7)另一端连通的电磁阀(16)；所述控制器与电磁阀(16)连接。
4.根据权利要求3所述的碳电极或阴极焙烧炉用带自动配风、打火及火检的燃烧器，其特征在于：所述隔板(3)上设置有用于连通第一助燃腔(17)和第二助燃腔(18)的过气腔(9)；所述腔体(2)上设有进气孔(20)，且该进气孔(20)设置在第一助燃腔(17)上并位于过气腔(9)上方。
5.根据权利要求4所述的碳电极或阴极焙烧炉用带自动配风、打火及火检的燃烧器，其特征在于：所述燃烧装置包括喷嘴(12)，套在喷嘴(12)上的风盘(13)；所述燃气管(7)与喷嘴(12)连通；所述喷嘴(12)前端设有一个主喷气孔(11)，且在主喷气孔(11)外围还均匀的分布了若干个细喷气孔(19)，所述喷嘴(12)外壁上还均匀的分布有多个与喷嘴(12)连通的稳焰燃气喷孔(14)。
6.根据权利要求5所述的碳电极或阴极焙烧炉用带自动配风、打火及火检的燃烧器，其特征在于：所述稳焰风盘(13)上分别设置有出风孔(21)、火焰检测孔(15)、点火电极定位孔(22)；所述点火电极(8)的点火端倾斜设置在点火电极定位孔(22)内，且点火电极(8)的点火端的点火针与喷嘴(12)的主喷气孔(11)的孔口位于同一水平线上。
7.根据权利要求6所述的碳电极或阴极焙烧炉用带自动配风、打火及火检的燃烧器，其特征在于：所述火焰检测装置为UV感光探头(6)，所述的UV感光探头(6)的前端设置有烟尘出口(5)；所述UV感光探头(6)的探口与火焰检测孔(15)位于同一轴线上。
8.根据权利要求7所述的碳电极或阴极焙烧炉用带自动配风、打火及火检的燃烧器，其特征在于：所述助燃风调节装置为流量调节阀(23)，该流量调节阀(23)通过软管与腔体(2)的进气孔(20)连通；所述控制器与流量调节阀(23)连接。
9.根据权利要求1～8任一项所述的碳电极或阴极焙烧炉用带自动配风、打火及火检的燃烧器，其特征在于：所述的电磁阀(16)的进气端还设置有与控制器连接的流量调节阀(23)。
10.根据权利要求9所述的碳电极或阴极焙烧炉用带自动配风、打火及火检的燃烧器，其特征在于：所述的控制器为PLC控制器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111503647A (zh) * 2020-04-10 2020-08-07 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 一种负压点火与燃烧系统及使用该系统负压点火与稳定燃烧的方法

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