CN111256108A - 一种新型燃气锅炉用富氧燃烧装置及其加装方法和工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型燃气锅炉用富氧燃烧装置及其加装方法和工艺，包括富氧制取系统及燃烧器，所述富氧制取系统通过富氧传输管路连接至富氧喷嘴装置，所述燃烧器通过固定板固定于所述燃气锅炉上，所述燃烧器的出火口端伸入所述燃气锅炉的内部，所述富氧喷嘴装置环绕于所述出火口端的周围；所述富氧喷嘴装置的后端连接有环状富氧缓冲装置，所述富氧缓冲装置环绕于所述出火口端的周围；所述富氧缓冲装置的后端固定连通多条富氧输送管，所述富氧输送管穿过并可拆卸式固定于所述固定板后连接至所述富氧传输管路。本发明技术方案，通过向锅炉内部直接通入富氧气体，提高了燃烧器火焰的温度，以达到节约燃气的效果。

Description

一种新型燃气锅炉用富氧燃烧装置及其加装方法和工艺
技术领域
本发明涉及燃气锅炉助燃领域，特别涉及一种新型燃气锅炉用富氧燃烧装置及其加装方法和工艺。
背景技术
燃气锅炉具有清洁环保、热效率高、人工及耗水电成本低、锅炉使用寿命长等优点，已在我国大面积普及。燃气锅炉使用的是空气燃烧，其燃烧器热效率已达到99.5％，因此使用空气燃烧已很难降低燃料的消耗。在现有的燃气锅炉富氧燃烧技术中，通常采用燃烧器进风口处与富氧气体混合方式，但是其无法提高天然气燃料的节约效果。
发明内容
为克服现有技术中燃气锅炉富氧燃烧中节能效果不高的缺陷，本发明提出了一种新型燃气锅炉用富氧燃烧装置及其加装方法和工艺。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种新型燃气锅炉用富氧燃烧装置，包括富氧制取系统及燃烧器，所述富氧制取系统通过富氧传输管路连接至富氧喷嘴装置，所述燃烧器通过固定板固定于所述燃气锅炉上，所述燃烧器的出火口端伸入所述燃气锅炉的内部，所述富氧喷嘴装置环绕于所述出火口端的周围；所述富氧喷嘴装置的后端连接有环状富氧缓冲装置，所述富氧缓冲装置环绕于所述出火口端的周围；所述富氧缓冲装置的后端固定连通多条富氧输送管，所述富氧输送管穿过所述固定板并可拆卸式固定于所述固定板上，富氧输送管的末端连接至所述富氧传输管路。
进一步，所述富氧缓冲装置的前端的外侧壁的中部向内凹成锥面，使得所述富氧缓冲装置的前端的外侧壁包括外部的环状平面及中部的内凹锥面；所述富氧喷嘴装置包括多个喷嘴，所述环状平面及内凹锥面上均设置有所述喷嘴。由此，使得喷嘴喷射均匀的富氧气体朝向燃烧器火焰各处，使得燃烧器的天然气的充分燃烧。
进一步，所述环状平面上的喷嘴向所述燃烧器的出火口处的火焰的外焰喷射富氧气体，所述内凹锥面上的喷嘴向所述出火口处火焰的焰心方向喷射富氧气体。从而有效提高燃烧器火焰温度同时达到节约燃气的目的。
进一步，所述富氧缓冲装置的前端的外侧壁上设置有第一通孔，所述喷嘴的后端安装于所述第一通孔内，且所述喷嘴的内部具有气体通道，可拆卸式的喷嘴便于维修更换，降低更换成本。
进一步，所述喷嘴的后端具有中空的螺丝部，所述第一通孔具有匹配所述螺丝部的内丝，所述喷嘴通过螺丝部配合所述内丝而固定于所述富氧缓冲装置的前端的外侧壁上；由此便于喷嘴的加工及安装。
进一步，所述喷嘴的前端呈由前至后直径逐渐增大的中空的圆锥台状，可以有效调节控制富氧气体喷射与火焰的距离，从而达到节约燃气的最佳效果。
进一步，所述固定板上设置有供所述富氧输送管穿过的第二通孔，所述富氧输送管通过对应的所述第二通孔并可拆卸式固定于所述固定板上，所述富氧输送管的末端连接至所述富氧传输管路。由此，在不改变燃气锅炉自身结构的情况下便可直接向燃气锅炉内输入富氧气体，提高了整个装置的稳定性和安全性。
进一步，所述富氧输送管具有4条，对应的所述固定板上具有4个第二通孔。
进一步，本发明技术方案还提出了前述富氧燃烧装置的加装方法，包括：
(1)将环形富氧缓冲装置及富氧喷嘴装置置于所述燃气锅炉内；
(2)将环形富氧缓冲装置套在燃烧器上，并将富氧缓冲装置后端的富氧输送管自燃气锅炉的内部穿过固定板，同时将所述富氧输送管可拆卸式固定于所述固定板上；
(3)将富氧喷嘴装置的喷嘴逐个安装于所述富氧缓冲装置的前端的外侧壁上，使得所述富氧缓冲装置的前端的外侧壁的外部的环状平面及中部的内凹锥面上均安装有喷嘴；
(4)将穿过所述固定板的富氧输送管的末端连接至富氧制取系统的富氧传输管路上。
更进一步，本发明技术方案还提出了前述富氧燃烧装置的助燃工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)富氧制取系统制取富氧气体并将富氧气体通过富氧传输管路分流至多个富氧输送管内；
(2)富氧输送管将富氧气体输送至富氧缓冲装置内，富氧缓冲装置收集富氧气体，并将富氧气体通过喷嘴喷出；
(3)点燃燃烧器，富氧缓冲装置上的一部分喷嘴平行于出火口的方向喷出富氧气体，另一部分的喷嘴朝向出火口的火焰的焰心方向喷出富氧气体。
使用本发明技术方案，具有以下技术效果：
解决了目前无法有效向锅炉内提供富氧气体的问题，改进了富氧燃烧装置的加装方式以及富氧气体喷嘴结构，由以往的混气加装方式改为在燃烧器出火口外部加装辅助富氧气体喷嘴，将富氧气体直接均匀的喷射在燃烧器火焰中，在燃烧同等量的天然气的情况下提高了燃烧器火焰温度，达到节约燃气的目的。本发明富氧燃烧装置及加装方法是富氧气体外部混气加装方式节气率的1.6倍以上。由于能够均匀的向燃烧器火焰中喷射富氧气体，因此达到最佳节约燃气的效果。节气率可达到10％以上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施例一中富氧燃烧装置结构示意图；
图2为本发明具体实施例一中富氧缓冲装置立体结构示意图；
图3为本发明具体实施例一中喷嘴结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施例一
见附图1和2所示，本发明具体实施例一中，一种新型燃气锅炉20用富氧燃烧装置100，包括富氧制取系统10及燃烧器1，富氧制取系统10通过富氧传输管路2连接至富氧喷嘴装置3，燃烧器1通过固定板4固定于燃气锅炉20上，燃烧器1的出火口端11伸入燃气锅炉20的内部，富氧喷嘴装置3环绕于出火口端11的周围；富氧喷嘴装置3的后端连接有环状富氧缓冲装置5，富氧缓冲装置5环绕于出火口端11的周围；富氧缓冲装置5的后端固定连通多条富氧输送管51，富氧输送管51穿过并固定于燃烧器1的固定板4后连接至富氧传输管路2。由此，解决了无法安全稳定地向燃气锅炉内增加富氧气体的问题，可以在不改变燃气锅炉本身结构的情况下增加富氧气体的输送。图1中为了清楚表现环状富氧缓冲装置5的结构，将环状富氧缓冲装置5以剖视图进行表示。
见图1及2所示，其中，富氧缓冲装置5的前端的外侧壁52的中部向内凹成锥面521，使得富氧缓冲装置5的前端的外侧壁52包括外部的环状平面522及中部的内凹锥面521；其中，富氧喷嘴装置3包括多个喷嘴31，在环状平面522及内凹锥面521上均设置有多个喷嘴31。由此，使得喷嘴31喷射的富氧气体的方向朝向燃烧器1火焰各处，使得燃烧器1的天然气的充分燃烧。
优选地，如图1所示，环状平面上的喷嘴31向燃烧器1的出火口处的火焰的外焰喷射富氧气体，内凹锥面上的喷嘴31向出火口处火焰的焰心方向喷射富氧气体。从而有效提高燃烧器1火焰温度同时达到节约燃气的目的。
本发明具体实施例一中，为了便于喷嘴31可拆卸及维修，降低更换成本，可以将喷嘴31设计为可拆卸式；其中，富氧缓冲装置5的前端的外侧壁52上设置有第一通孔523，喷嘴31的后端311安装于第一通孔523内，且喷嘴31的内部具有气体通道。
优选地，可以将喷嘴31的后端311设计为具有中空的螺丝部311，第一通孔523具有匹配螺丝部311的内丝，喷嘴31通过螺丝部311配合内丝而固定于富氧缓冲装置5的前端的外侧壁52上，由此便于喷嘴31的加工及安装。
优选地，喷嘴31的前端312呈由前至后直径逐渐增大的中空的圆锥台状，可以有效调节控制富氧气体喷射与火焰的距离，从而达到节约燃气的最佳效果。
如图1所示，在燃烧器1固定板4上设置有供富氧输送管51穿过的第二通孔(在此不进行示出)，富氧输送管51通过对应的第二通孔并固定于燃烧器1固定板上，富氧输送管51的末端连接至富氧传输管路2。由此，在不改变燃气锅炉20自身结构的情况下便可直接向燃气锅炉20内输入富氧气体，提高了整个装置的稳定性和安全性。
优选如1所示，富氧输送管51具有4条，对应的燃烧器1固定板4上具有4个第二通孔。4条富氧输送管51分别穿过各自对应的第二通孔，并可拆卸式固定于固定板4上。
本发明具体实施例一中，可以在固定板4的第二通孔的内外两侧均设置法兰41，富氧输送管51穿过第二通孔及内外两侧法兰41后，再通过螺母将内外两侧法兰固定，以固定富氧输送管51。显然也可以通过其他可拆卸式方式进行固定，在此不赘述。
本发明具体实施例一中，富氧燃烧装置可以将富氧气体直接喷射在燃烧器的火焰中，在燃烧同等量的天然气的情况下提高燃烧器火焰温度，达到节约燃气的目的，并且相比在锅炉外部的富氧气体混气加装方式节气率提高1.6倍以上；且可均匀的向燃烧器火焰中喷射富氧气体，达到最佳节约燃气的效果，节气率可达到10％以上。
具体实施例二
如图1所示，本发明具体实施例二是本发明具体实施例一中的富氧燃烧装置的加装方法，包括：
(1)在燃烧器1的固定板4上切割多个第二通孔，优选通过燃气锅炉20的维修口进入锅炉20内部后，将环形富氧缓冲装置5及富氧喷嘴装置3置于燃气锅炉20内；
(2)为了避免对锅炉20造成破坏或者减少对锅炉20结构的改造，将环形富氧缓冲装置5套在燃烧器1上，并将富氧缓冲装置5后端的多条富氧输送管51自燃气锅炉20的内部分别穿过燃烧器1的固定板4上对应的第二通孔及第二通孔内外两侧的法兰，通过螺栓将第二通孔内外两侧的法兰进行夹紧固定，从而将富氧输送管51固定于固定板4上；由此富氧缓冲装置5也就稳定地环绕在燃烧器1的外周；(3)将富氧喷嘴装置3的喷嘴31逐个安装于富氧缓冲装置5的前端的外侧壁52上，使得富氧缓冲装置5的前端的外侧壁52的外部的环状平面522及中部的内凹锥面521上均安装有喷嘴31；由于内凹锥面521的倾斜面面对燃烧器1的火焰的焰心处，因此，使得内凹锥面521上的喷嘴31可以向火焰的焰心方向喷射富氧气体；而环状平面522上的喷嘴31朝向燃烧器1出火口水平的方向，因此可以向火焰的外焰处喷射富氧气体；
(4)将穿过固定板4的多条富氧输送管51的末端均连接至富氧制取系统10的富氧传输管路2上，从而实现了富氧气体的分流及合流，安全稳定的输送至锅炉20内。
本发明具体实施例二中，采用多路形式富氧气体的输送，富氧喷嘴装置3为套管式，加装于燃烧器1出火口的外部。富氧气体喷嘴31安装于燃烧器1的出火口的外部，富氧输送管51穿过燃烧器1固定板4后通到锅炉外部，再由多路富氧输送管51的末端均连接于富氧传输管路2，解决了无法向锅炉内富氧气体的问题。
具体实施例三
更进一步，本发明具体实施例三中，提出了一种前述具体实施例一中的富氧燃烧装置100的助燃工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)富氧制取系统10制取富氧气体并将富氧气体通过富氧传输管路2分流至多个富氧输送管51内；
(2)富氧输送管51将富氧气体输送至富氧缓冲装置5内，富氧缓冲装置5收集富氧气体，并将富氧气体通过喷嘴31喷出；
(3)点燃燃烧器1，富氧缓冲装置5上的一部分喷嘴31平行于出火口的方向喷出富氧气体，另一部分的喷嘴31朝向出火口的火焰的焰心方向喷出富氧气体。
由此，通过改善燃烧器1的富氧燃烧方式，在天然气燃烧过程中添加富氧气体，提高燃气锅炉20在启停运行期间未燃尽的天然气以及燃气锅炉在恒温运行的状态下燃气锅炉的燃烧效率，提高火焰温度，大幅度的节约天然气能源。
使用本发明技术方案，具有以下技术效果：
解决了目前无法有效向锅炉内提供富氧气体的问题，改进了富氧燃烧装置的加装方式以及富氧气体喷嘴31结构，由以往的混气加装方式改为在燃烧器1喷嘴31外部加装辅助富氧气体喷嘴31，将富氧气体直接喷射在燃烧器1火焰中，在燃烧同等量的天然气的情况下提高了燃烧器1火焰温度，达到节约燃气的目的。本发明富氧燃烧装置及加装方法是富氧气体外部混气加装方式节气率的1.6倍以上。由于能够均匀的向燃烧器1火焰中喷射富氧气体，因此达到最佳节约燃气的效果，节气率可达到10％以上。

Claims (10)

1.一种新型燃气锅炉用富氧燃烧装置，包括富氧制取系统及燃烧器，所述富氧制取系统通过富氧传输管路连接至富氧喷嘴装置，所述燃烧器通过固定板固定于所述燃气锅炉上，所述燃烧器的出火口端伸入所述燃气锅炉的内部，所述富氧喷嘴装置环绕于所述出火口端的周围；其特征在于：
所述富氧喷嘴装置的后端连接有环状富氧缓冲装置，所述富氧缓冲装置环绕于所述出火口端的周围；所述富氧缓冲装置的后端固定连通多条富氧输送管，所述富氧输送管穿过所述固定板并可拆卸式固定于所述固定板上，富氧输送管的末端连接至所述富氧传输管路。
2.根据权利要求1所述的新型燃气锅炉用富氧燃烧装置，其特征在于：所述富氧缓冲装置的前端的外侧壁的中部向内凹成锥面，使得所述富氧缓冲装置的前端的外侧壁包括外部的环状平面及中部的内凹锥面；所述富氧喷嘴装置包括多个喷嘴，所述环状平面及内凹锥面上均设置有所述喷嘴。
3.根据权利要求2所述的新型燃气锅炉用富氧燃烧装置，其特征在于：所述环状平面上的喷嘴向所述燃烧器的出火口处的火焰的外焰喷射富氧气体，所述内凹锥面上的喷嘴向所述出火口处火焰的焰心方向喷射富氧气体。
4.根据权利要求3所述的新型燃气锅炉用富氧燃烧装置，其特征在于：所述富氧缓冲装置的前端的外侧壁上设置有第一通孔，所述喷嘴的后端安装于所述第一通孔内，且所述喷嘴的内部具有气体通道。
5.根据权利要求4所述的新型燃气锅炉用富氧燃烧装置，其特征在于：所述喷嘴的后端具有中空的螺丝部，所述第一通孔具有匹配所述螺丝部的内丝，所述喷嘴通过螺丝部配合所述内丝而固定于所述富氧缓冲装置的前端的外侧壁上。
6.根据权利要求2～5任意一项所述的新型燃气锅炉用富氧燃烧装置，其特征在于：所述喷嘴的前端呈由前至后直径逐渐增大的中空的圆锥台状。
7.根据权利要求6所述的新型燃气锅炉用富氧燃烧装置，其特征在于：所述固定板上设置有供所述富氧输送管穿过的第二通孔，所述富氧输送管通过对应的所述第二通孔，并可拆卸式固定于所述固定板上，所述富氧输送管的末端连接至所述富氧传输管路。
8.根据权利要求7所述的新型燃气锅炉用富氧燃烧装置，其特征在于：所述富氧输送管具有4条，对应的所述固定板上具有4个第二通孔。
9.根据权利要求1～8任意一项所述富氧燃烧装置的加装方法，其特征在于，包括：
(1)将环形富氧缓冲装置及富氧喷嘴装置置于所述燃气锅炉内；
(2)将环形富氧缓冲装置套在燃烧器上，并将富氧缓冲装置后端的富氧输送管自燃气锅炉的内部穿过燃烧器的固定板，同时将所述富氧输送管可拆卸式固定于所述固定板上；
(3)将富氧喷嘴装置的喷嘴逐个安装于所述富氧缓冲装置的前端的外侧壁上，使得所述富氧缓冲装置的前端的外侧壁的外部的环状平面及中部的内凹锥面上均安装有喷嘴；
(4)将穿过所述固定板的富氧输送管的末端连接至富氧制取系统的富氧传输管路上。
10.根据权利要求1～8任意一项所述富氧燃烧装置的助燃工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)富氧制取系统制取富氧气体并将富氧气体通过富氧传输管路分流至各富氧输送管内；
(2)富氧输送管将富氧气体输送至富氧缓冲装置内，富氧缓冲装置收集富氧气体，并将富氧气体通过喷嘴喷出；
(3)点燃燃烧器，富氧缓冲装置上的一部分喷嘴平行于出火口的方向喷出富氧气体，另一部分的喷嘴朝向出火口的火焰的焰心方向喷出富氧气体。
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