CN1128950C - 用于同时或单独供给的贫气及低粘度油的燃烧器 - Google Patents
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Abstract
一种可用于同时或单独供给的贫气及低粘度油的燃烧器，该燃烧器即使在冷状态下也可点燃贫气，并有效地产生具有高推力、不易熄灭的、及稳定，具有可调形状的火焰，且该燃烧器适用于热处理炉及再加热炉，它包括一耐火砖(14)，其特征在于：上述燃烧器还包括至少三根同心管(1，4、6)，这些管都在其输入端带有相应的阀(7，8，9)，上述这些管作为油管、空气管、及贫气管；喷油嘴(2)的输入端可拆卸地且同轴地安装于上述油管的输出端上；空气喷嘴(3)的输入端可拆卸地且同轴地安装于上述油嘴的输出口端上；贫气喷嘴(5)的输入端可拆卸地且同轴地安装于上述空气喷嘴的输出口端上，并且，该贫气喷嘴(5)的输出口端可拆卸地且同轴地安装于上述耐火砖的输入端上。
Description
技术领域
本发明涉及一种对用于同时或单独供给的贫气及低粘度油的燃烧器的改进。
本申请人的一未决专利中，公开了涉及一种用于混合燃料即贫气及高粘度油的燃烧器的改进。
本发明特别涉及一种燃烧器，该燃烧器可有效地用于同时或单独供给的贫气及低粘度油，所述的贫气指高炉贫气，而所述的低粘度油指高能煤油、轻柴油(LDO)及高速柴油(HSD)。贫气的热值可以较低，如700～1500kcal/Nm3，供给到燃烧器中的贫气的压力可为100～600mmWC。贫气在燃烧器中的流速可为80～800Nm3/hr低粘度油的流速可以为1.5～50kg/hr。为了适当地雾化供给到燃烧器中的低粘度油，鼓入燃烧器内的空气压力可以是500～1000mmWC。
发明背景
到目前为止，仍没有行之有效的用于混合燃料的燃烧器，即，用于同时或单独供给的贫气及低粘度油的燃烧器。因此，需要开发一种可有效地用于混合燃料的燃烧器，这种燃烧器要能提供稳定的、不易熄灭的高推力火焰并具有可调的火焰形状，这种火焰即可产生于贫气和油的冷的状态，也可产生于贫气和油的热的状态。这种燃烧器即可用于多种热处理，也可用于再加热炉。由于当前可用的贫气含燃料量不高，故不能用于现有的燃烧器。所以，需要开发一种可以燃烧这些贫气的燃烧器。
与本发明有关的现有技术有中国专利88220005.4、91203028.3、86105269、85109089和美国专利US5240410，它们都分别公开了一种用于燃烧的装置，但是均存在不同缺陷，与本发明的燃烧器相比具有本质上的不同，下面分别描述这些现有专利技术与本发明的不同之处，以更好地理解本发明的技术特征和有益效果。
(1)中国专利88220005.4
(a)本发明的燃烧器适用于低粘度油，而该专利技术中的燃烧器适用于重油和焦油。
(b)本发明的燃烧器适用的气体为高炉贫气，而该专利技术中的燃烧器适用的气体为高炉煤气和焦炉煤气。
(c)本发明的燃烧器能够在环境温度较冷的状态下被点燃，而该专利技术中的燃烧器则不能做到这一点。
(2)中国专利91203028.3
(a)在本发明的燃烧器中，用于雾化油的燃烧空气的压力＜1000mmH2O，而在该专利技术的燃烧器中，则需要很高压力的蒸气。
(b)本发明的燃烧器仅包括一个耐火砖，而该专利技术的燃烧器则包括多个火道砖。
(c)本发明的燃烧器能够在环境温度较冷的状态下被点燃，而该专利技术中的燃烧器则不能做到这一点。
(3)美国专利US5240410
(a)本发明的燃烧器具有一个简单的单孔喷油嘴，而该专利技术中的燃烧器则具有多个Y型喷嘴。
(b)在本发明的燃烧器中，用于雾化油的燃烧空气的压力小于1000mmH2O，而在该专利技术的燃烧器中，则需要很高压力的压缩空气。
(c)本发明的燃烧器使用的为高炉贫气，其热值为800-1500Kcal/Nm3，而该专利技术的燃烧器使用的为天然气，其热值大于8000Kcal/Nm3。
(d)本发明的燃烧器能够在环境温度较冷的状态下使用这种贫气被点燃，而该专利技术中的燃烧器则不能做到这一点。
(4)中国专利86105269
(a)该专利技术涉及一种直接喷射式柴油机，而本发明涉及一种使用燃烧空气的送风式燃烧器，二者是根本不同的。
(5)中国专利85109089
(a)与该专利技术中的发明相比，本发明的燃烧器不需要进行水冷却。
(b)与该专利技术中的发明相比，本发明的燃烧器不需要氧气。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种可用于混合燃料如同时或单独供给的贫气和低粘度油的燃烧器。
本发明的另一个目的在于提供一种燃烧器，这种燃烧器在作为燃料的贫气和油在冷热两种状态下，都可以有效地产生稳定的、不易熄灭的及高推力火焰的燃烧器。
本发明的另一目的在于提供一种燃烧器，其中，火焰相应于特殊应用可以调节。
根据本发明的燃烧器包括至少三个同心的管，其中作为油管的最内部管是向喷油嘴供给低粘度油的装置，而上述的喷油嘴可拆卸地安装于油管的输出口端，低粘度油通过油管输入口端的流体控制阀输入到油管中。通过油管和作为空气管的与之相邻的外管之间的环形空间，压缩空气被鼓入一空气喷嘴，该空气喷嘴可拆卸地连接于油管的输出口端。空气通过设于空气管输入口端的流量控制阀供给到空气管中。
由油管和喷嘴油嘴供给的低粘度油和通过空气管及油管之间环形空间供给的压缩空气在空气喷嘴中进行充分混合以形成空气和油的乳浊液，该乳浊液然后被排入贫气喷嘴中，该贫气喷嘴可拆卸地接于喷油嘴的输出口端。贫气通过设于贫气管输入口端的流体控制阀被供给入空气管和与作为贫气管的与之相邻的外侧管之间的环形空间，并通过多个位于贫气喷嘴周缘上的孔而排入贫气喷嘴，并与从空气喷嘴排出的油和空气的乳浊液充分混合。贫气喷嘴的输出口端和耐火砖的输入口端相连以形成一稳定的、不易熄灭的火焰。
所以，本发明提供了一种改进的燃烧器，该燃烧器用于同时或单独供给的贫气和低粘度油，该燃烧器即使在冷的状态也适于点燃贫气，并能有效地产生高推力，不易熄灭的和可调的火焰，并适用于热处理和再加热炉。
附图的简要说明
下面结合图详细说明本发明的实施例，但该实施例仅是对本发明的解释而非限定。其中，
图1是本发明的包括主要部件的燃烧器的剖面简图。
图2是空气喷嘴的截面图，用于表示设于喷嘴周缘上的倾斜径向孔。
图3是表示设于喷嘴周缘的切向孔的喷嘴截面图。
图4是安于燃烧器嘴上的耐火砖的截面图。
最佳实施例的详细说明
参照图1-4，本发明的燃烧器包括三个同心管(1，4，6)，喷油嘴(2)、空气喷嘴(3)、贫气喷嘴(5)。通过安装于其输入口端的流体控制阀(7)，低粘度油从作为油管的最内部管(1)以优选的压力2-8atm(g)、和1.5～50kg/hr的流速供给。喷油嘴(2)以其输入端可拆卸地安装于油管的输出口端，并在其输出端设置单个或多个孔(21)，处于一定压力下的油可以从此孔排出。喷油嘴最好由低碳钢制成。孔(21)可以平行或倾斜于燃烧器的轴线。
中间同心管(4)作为空气管。通过空气管(4)和油管(1)之间的环形空间，空气以500～1000mmWC的压力鼓入安装于空气管输入口附近的流体控制阀(8)，并通过设于空气喷嘴周缘上的孔(10)以优选的20～600m/sec的速度进入空气喷嘴(3)。孔(10)可以正交于或倾斜于、或正交和倾斜于燃烧器的轴线。在优选的实施例中，如图2、3所示，空气喷嘴包括至少三个相对燃烧器轴线以45°倾斜的孔(22)，这三个孔以120°分布于空气喷嘴的周缘上，以及两个以180°分布于其周缘上的切向孔(13)。空气喷嘴的输入口端可以拆卸地和喷油嘴的输出口端相连。供给到油管的油通过孔(21)排放到空气喷嘴，通过形成于空气管和油管之间的环形空间的鼓风机空气由通孔(10)而进入空气喷嘴，并在空气中形成涡流，该涡流使通过孔(21)排入的油雾化以形成空气和油的乳浊液。进入空气喷嘴的空气量是可调整的，以满足使供给到燃烧器的燃料完全燃烧的理想配比。空气喷嘴设有可用于生成于其中的油和空气乳浊液的排放的开放端口(12)。
通过作为贫气管的最外部同心管和空气管(4)之间形成的环形空间，热值700～500Kcal/Nm3贫气通过流体控制阀9以优选的压力1.00～600mmWC及流速80～800Nm3/hr被供给，并通过钻于贫气喷嘴(5)上的优选为和燃烧器的轴线成30°～60°前倾角的孔(11)而被排入贫气喷嘴。孔(11)的优选数量根据燃烧器的燃烧能力及希望的火焰形状而定，为8～14个，其直径为5～15mm。由贫气喷嘴(5)以其输入口端可拆卸地连结于空气喷嘴3的输出口端12，它也是端面开放型的。该贫气喷嘴最好是圆筒形的，并设有一端部开口的输出口18，以使贫气、油及空气乳浊液的混合物排出。贫气喷嘴的输出口被安装于耐火砖14的输入口端17(图4)，该耐火砖被用于改进由燃烧器产生的火焰的稳定性及不易熄灭特性。该耐火砖包括一具有和贫气喷嘴输出端外径相等直径的均匀圆筒部15，以及一渐扩的圆筒部16，该渐扩的圆筒部向其输出口端20扩大其直径。渐扩部16的输入端19和圆筒部15同轴。
三种喷嘴中的每一种，即喷油嘴、空气喷嘴、贫气喷嘴都可以拆卸地被安装，以使燃烧器的维护简单易行。
对本发明的燃烧器的实验已表明：在贫气处于冷状态下、该燃烧器可以被点燃，这对于现有的燃烧器而言是困难的；该燃烧器可以用于燃烧同时或单独供给的贫气及低粘度油；在炉体内可产生低粘度油的极细雾化。
本发明的燃烧器相对于现有技术燃烧器具有以下的优点：
a).通过鼓风机空气使低粘度油雾化以助于其完全燃烧。
b).即使是在冷的状态下，热值相对较低的贫气也可被点燃。
c).贫气和低粘度油可以同时或单独地被点燃。
d).可以产生具有稳定性及可调形状的高推力火焰。
e).该燃烧器最适用于热处理或再加热炉中。
Claims (5)
1.一种可用于同时或单独供给的贫气及低粘度油的燃烧器，该燃烧器即使在冷状态下也可点燃贫气，并有效地产生具有高推力、不易熄灭的、及稳定，具有可调形状的火焰，且该燃烧器适用于热处理炉及再加热炉，它包括一耐火砖(14)，其特征在于：上述燃烧器还包括至少三根同心管(1，4、6)，这些管都在其输入端带有相应的阀(7，8，9)，上述这些管分别作为油管、空气管、及贫气管；喷油嘴(2)的输入端可拆卸地且同轴地安装在所述油管的输出端上；空气喷嘴(3)的输入端可拆卸地且同轴地安装在所述油嘴的输出口嘴上；贫气喷嘴(5)的输入端可拆卸地且同轴地安装在所述空气喷嘴的输出口端上，并且，该贫气喷嘴(5)的输出口端可拆卸地且同轴地安装于上述耐火砖的输入端。
2.如权利要求1所述的燃烧器，其中，喷油嘴的输出口包括一个或多个孔(21)以使油从中排出。
3.如权利要求1或2所述的燃烧器，其中，空气喷嘴包括设于其周缘上的孔(10)，其中至少三个孔(22)以120°分布并相对于燃烧器轴线成45°倾斜角，两个切向孔(23)以180°分布，以使空气输入空气喷嘴，空气喷嘴还包括一端部开口的输出口(12)，以使产生于空气喷嘴中的油和空气的乳浊液排出。
4.如权利要求1所述的燃烧器，其中，贫气喷嘴包括8～14个直径为5～15mm的孔，这些孔钻于贫气喷嘴的周缘上，并相对于燃烧器的轴线倾斜成30°～60°角，以使贫气进入其中。
5.如权利要求4所述的燃烧器，其中，贫气喷嘴是圆筒形的，并设有端部开口的输出口(13)，以使贫气和油及空气的乳浊液被排出。
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