CN117346141A - 燃气燃烧器 - Google Patents

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CN117346141A CN202311270126.6A CN202311270126A CN117346141A CN 117346141 A CN117346141 A CN 117346141A CN 202311270126 A CN202311270126 A CN 202311270126A CN 117346141 A CN117346141 A CN 117346141A
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薛宁
张知翔
徐党旗
姬海民
王勃
温寒健
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薛璐
韩键平
李亮辉
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Abstract

本发明的燃气燃烧器，包括：燃烧部，燃烧部具有燃烧腔以及与燃烧腔连通的第一进口和第一出口，燃烧部包括邻近第一进口的蓄热体，蓄热体由蓄热材料制成，蓄热体的内壁面构成燃烧腔的至少部分；第一气体旋流器，第一气体旋流器设在燃烧部的第一进口处，第一气体旋流器可使得穿过其的气体旋流；一次风管，一次风管具有第二进口和第二出口；多个二次风管，每个二次风管具有第三进口和第三出口；燃气管道，燃气管道具有第四进口和第四出口，第四进口用于通入燃气，燃气管道的一部分伸入一次风管内，第四出口位于一次风管内；风叶，风叶可转动地设在一次风管内。因此，根据本发明实施例的燃气燃烧器具有便于保证低负荷稳燃和减少气体污染的优点。

Description

燃气燃烧器
技术领域
本发明涉及燃烧器技术领域，具体涉及一种燃气燃烧器。
背景技术
气体燃料具有较高的燃烧效率和低污染排放等特点，所以气体燃料作为清洁能源广泛应用于电力、化工、冶金、建材等行业的工业炉(窑)及锅炉中。相关技术中，燃气燃烧器的应用中存在的问题主要有以下几点：首先，燃气与空气混合不均，导致燃烧过程中产生局部高温点生成热力型氮氧化物，污染物排放较难控制；其次，低负荷稳燃存在问题，无法达到宽负荷自适应稳燃。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种燃气燃烧器。
本发明实施例的燃气燃烧器，包括：
燃烧部，所述燃烧部具有燃烧腔以及与所述燃烧腔连通的第一进口和第一出口，所述燃烧部包括邻近所述第一进口的蓄热体，所述蓄热体由蓄热材料制成，所述蓄热体的内壁面构成所述燃烧腔的至少部分；
第一气体旋流器，所述第一气体旋流器设在所述燃烧部的所述第一进口处，所述第一气体旋流器可使得穿过其的气体旋流；
一次风管，所述一次风管具有第二进口和第二出口，所述第二进口用于通入一次风，所述第二出口与所述第一进口连通；
多个二次风管，每个所述二次风管具有第三进口和第三出口，所述第三进口用于通入二次风，所述第三出口与所述第一进口连通；
燃气管道，所述燃气管道具有第四进口和第四出口，所述第四进口用于通入燃气，所述燃气管道的一部分伸入所述一次风管内，所述第四出口位于所述一次风管内；
风叶，所述风叶可转动地设在所述一次风管内，所述风叶的转动轴线的延伸方向与所述一次风管的至少部分的延伸方向一致，所述风叶在所述一次风管的延伸方向上邻近所述第二出口，所述风叶转动时可使对一次风和燃气进行扰流。
因此，根据本发明实施例的燃气燃烧器具有便于保证低负荷稳燃和减少气体污染的优点。
在一些实施例中，所述一次风管沿第一方向延伸，所述一次风管在所述第一方向上的一端敞开以便形成所述第二出口；
所述燃气管道沿所述第一方向延伸，所述燃气管道在所述第一方向上的第一端部伸入所述一次风管内，所述第四出口为多个，多个所述第四出口开设在所述燃气管道的所述第一端部上，多个所述第四出口中的至少部分的朝向为第二方向，所述第二方向与所述第一方向呈夹角。
在一些实施例中，所述第二方向与所述第一方向垂直；
多个所述第四出口开设在所述燃气管道的所述第一端部的周侧，多个所述第四出口形成在所述第一方向上间隔设置的多圈燃气出口，每圈燃气出口包括多个在周向上间隔设置的所述第四出口。
在一些实施例中，所述一次风管内设有均流格栅，所述均流格栅的厚度方向为第一方向，所述均流格栅将所述一次风管分隔为进气腔和混合腔；
所述均流格栅具有多个贯穿其的均流孔，所述第二进口、所述进气腔、所述均流孔、所述混合腔和所述第二出口依次连通；
所述燃气管道的所述第一端部穿过所述均流格栅且伸入所述混合腔内；
所述风叶位于所述混合腔内。
在一些实施例中，所述风叶通过轴承可转动地设在所述燃气管道的所述第一端部上，所述风叶在所述第一方向上位于所述燃气管道和所述第二出口之间，所述风叶包括多个在其周向上设置的叶片。
在一些实施例中，所述风叶为多个，多个所述风叶在所述第一方向上间隔设置；
和/或，每个所述风叶包括多个子风叶，多个所述子风叶在所述一次风管的径向上排布。
在一些实施例中，每个所述二次风管的延伸方向为所述第一方向；
多个所述二次风管由内至外依次间隔设置，多个所述二次风管中位于最内侧的一种环设在所述一次风管的周侧；
每个所述二次风管的所述第三进口上设有流量调节阀。
在一些实施例中，所述蓄热体为环形，所述蓄热体的轴向为所述第一方向，所述蓄热体的内径大于等于所述第一进口的直径，所述蓄热体的内径在所述第一方向上沿远离所述第一进口的方向增大。
本发明实施例的燃气燃烧器还包括燃尽风管道，所述燃尽风管道环设在所述燃烧部的周侧，所述燃尽风管道具有第五进口和第五出口，所述第五进口用于通入燃尽风，所述第五出口与所述燃烧腔连通，所述第五出口在所述第一方向邻近所述第一出口。
在一些实施例中，所述第五出口为环形，所述第五出口上设有第二气体旋流器，所述第二气体旋流器可使得穿过其的气体旋流。
附图说明
图1是根据本发明实施例的燃气燃烧器的示意图。
附图标记：
燃烧腔1，第一进口11，蓄热体12，第一气体旋流器13，第二气体旋流器14，第一出口15；
一次风管2，第二进口21，第二出口22，进气腔23，混合腔24；
二次风管3，第三进口31，第三出口32；
燃气管道4，第四进口41，第四出口42，第一端部43；
燃尽风管道5，第五进口51，第五出口52；
风叶6；
均流格栅7。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的燃气燃烧器。如图1所示，根据本发明实施例的燃气燃烧器包括燃烧部、第一气体旋流器13、一次风管2、多个二次风管3、燃气管道4和风叶6。
燃烧部具有燃烧腔1以及与燃烧腔1连通的第一进口11和第一出口15。燃烧部包括邻近第一进口11的蓄热体12，蓄热体12由高温蓄热材料制成，蓄热体12的内壁面构成燃烧腔1的至少部分。具体地，第一进口11用于通入燃气和风，在燃烧腔1的第一进口11四周布置耐热蓄热体12，保证燃气燃烧及低负荷燃气燃烧器稳燃。例如，蓄热体12由耐火砖制成，第一进口11为圆形开口。
第一气体旋流器13设在燃烧部的第一进口11处，第一气体旋流器13可使得穿过其的气体旋流。由此，可使得燃气和风的混合气体通过第一进口11进入燃烧腔1时会穿过第一气体旋流器13，从而可使得燃气和风的混合气体进行旋流，从而便于燃气充分燃烧。第一气体旋流器13具有旋流通孔或旋流叶片。例如，第一气体旋流器13为旋流布风盘，为旋流布风盘为一定厚度的圆盘，在圆盘周向及径向开具有一定角度的圆孔。旋流盘材质为高温蓄热材料制成，保证燃气的引燃，从而进一步保证燃气燃烧器低负荷稳燃。
一次风管2具有第二进口21和第二出口22，第二进口21用于通入一次风，第二出口22与第一进口11连通。一次风管2内的一次风可通过第二出口22和第一进口11进入燃烧腔1内。
每个二次风管3具有第三进口31和第三出口32，第三进口31用于通入二次风，第三出口32与第一进口11连通。每个二次风管3内的二次风可通过第三出口32和第一进口11进入燃烧腔1内。
燃气管道4具有第四进口41和第四出口42，第四进口41用于通入燃气，燃气管道4的一部分伸入一次风管2内，第四出口42位于一次风管2内。由此，可使得燃气先通入一次风管2内与并与一次风混合，一次风与燃气的混合气及二次风经过第一气体旋流器13后充分旋流，燃气与空气混合均匀进行燃烧。同时，二次风管3为多个可便于调节二次风量，可根据负荷不同调整二次风量，实现燃气燃烧器旋流强度自适应调节，实现一二次风及燃气充分混合，从而保证低负荷稳燃、减少气体污染。
风叶6可转动地设在一次风管2内，风叶6的转动轴线的延伸方向与一次风管2的至少部分的延伸方向一致，风叶6在一次风管2的延伸方向上邻近第二出口22，风叶6转动时可使对一次风和燃气进行扰流。具体地，一次风和燃气穿过风叶6时可被风叶6改变风向，即风叶6可改变一次风和燃气的流动方向，从而对一次风和燃气进行扰流，进而使得燃气与一次风充分混合，混合均匀后流经第一气体旋流器13进入燃烧室，进而保证低负荷稳燃、减少气体污染。
因此，根据本发明实施例的燃气燃烧器具有便于保证低负荷稳燃和减少气体污染的优点。
如图1所示，一次风管2沿第一方向延伸，一次风管2在第一方向上的一端敞开以便形成第二出口22。一次风管2内的一次风的流动方向为第一方向。第一方向可以是左右方向，左右方向如图中的箭头所示。例如，一次风管2沿左右方向延伸，一次风管2的第二出口22朝向右侧。
燃气管道4沿第一方向延伸，燃气管道4在第一方向上的第一端部43伸入一次风管2内。例如，燃气管道4沿左右方向延伸，燃气管道4的右端部(第一端部43)伸入一次风管2内。
第四出口42为多个，多个第四出口42开设在燃气管道4的第一端部43上，多个第四出口42中的至少部分的朝向为第二方向，第二方向与第一方向呈夹角。由此，可使得多个第四出口42中的该至少部分排出的燃气的流动方向与一次风的流动方向不同，从而可使得两者相互扰动，以便有利于燃气和一次风充分混合。例如，第一端部43的端面和周侧上开设有多个第四出口42。
如图1所示，在一些实施例中，第二方向与第一方向垂直。多个第四出口42开设在燃气管道4的第一端部43的周侧。第二方向为燃气管道4的径向，燃气管道4内的燃气出气的流动方向为其径向，从而可使得一次风流向与燃气管道4内的燃气出气的流动方向垂直，两者相互扰动有利于充分混合。
多个第四出口42形成在第一方向上间隔设置的多圈燃气出口，每圈燃气出口包括多个在周向上间隔设置的第四出口42。从而可使得燃气可从燃气管道4的第一端部43的周侧均匀出气，以便与燃气管道4周侧的一次风进行混合。
如图1所示，在一些实施例中，一次风管2内设有均流格栅7，均流格栅7的厚度方向为第一方向，均流格栅7将一次风管2分隔为进气腔23和混合腔24。均流格栅7具有多个贯穿其的均流孔，第二进口21、进气腔23、均流孔、混合腔24和第二出口22依次连通。由此，可使得一次风从第二进口21进入进气腔23后，可被多个均流孔进行分流，以便进入混合腔24的一次风分布更加均匀。例如，均流格栅7为圆形盘体，多个均流孔均匀地分布在均流格栅7上。
燃气管道4的第一端部43穿过均流格栅7且伸入混合腔24内，由此，可使得燃气可与分布均匀的一次风进行混合，从而可使得一次风和燃气充分混合。
风叶6位于混合腔24内。具体地，风叶6通过轴承可转动地设在燃气管道4的第一端部43(端面上)上，从而可使得一次风和燃气穿过风叶6时可带动风叶转动。风叶6在第一方向上位于燃气管道4和第二出口22之间，风叶6包括多个在其周向上设置的叶片。例如，风叶6的转动轴线位于燃气管道4的轴心位置。
在一些实施例中，风叶6为多个，多个风叶6在第一方向上间隔设置；和/或，每个风叶6包括多个子风叶6，多个子风叶6在一次风管2的径向上排布。
风叶6为多个，多个风叶6在第一方向上间隔设置；和/或，每个风叶6包括多个子风叶6，多个子风叶6在一次风管2的径向上排布包括：a.风叶6为多个，多个风叶6在第一方向上间隔设置，即一次风和燃气在第一方向上需要穿过多个风叶6，以便一次风和燃气充分混合；b.每个风叶6包括多个子风叶，多个子风叶在一次风管2的径向上排布，从而可使得每个子风叶均可对燃气和一次风进行扰流，减少扰流死角；c.风叶6为多个，多个风叶6在第一方向上间隔设置，每个风叶6包括多个子风叶6，多个子风叶6在一次风管2的径向上排布。
如图1所示，每个二次风管3的延伸方向为第一方向。多个二次风管3由内至外依次间隔设置，多个二次风管3中位于最内侧的一种环设在一次风管2的周侧。即一次风管2和多个二次风管3依次套设在一起。每个二次风管3的第三进口31上设有流量调节阀，以便实现二次风量自动控制。例如，二次风管3均为圆管，二次风管3的数量为两个。
如图1所示，在一些实施例中，蓄热体12为环形，蓄热体12的轴向为第一方向，蓄热体12的内径大于等于第一进口11的直径，蓄热体12的内径在第一方向上沿远离第一进口11的方向增大。具体地，蓄热体12的厚度在第一方向上沿远离第一进口11的方向减小。例如，蓄热体12的横截面的内沿外沿均为圆形，蓄热体12的内径向右增大，蓄热体12的厚度向右减小。
如图1所示，在一些实施例中，燃气燃烧器还包括燃尽风管道5，燃尽风管道5环设在燃烧部的周侧，燃尽风管道5具有第五进口51和第五出口52，第五进口51用于通入燃尽风，第五出口52与燃烧腔1连通，第五出口52在第一方向上邻近第一出口15。
具体地，第五出口52在第一方向上位于蓄热体12远离第一进口11的一侧，第五出口52和第一出口15与分级燃烧管连通。第五出口52为环形，第五出口52上设有第二气体旋流器14，第二气体旋流器14可使得穿过其的气体旋流。具体地，燃尽风管道5位于燃烧器出口的外侧，起燃尽作用。由此，可使得燃尽风管道5内的燃尽风通过第二气体旋流器14排出，旋流的燃尽风与未燃尽的燃气通入分级燃烧管内充分混合并实现分级燃烧、低氮燃烧。例如，第二气体旋流器14为燃尽风旋流盘。燃尽风旋流盘布置于燃尽风管道5内，燃尽风旋流盘为具有一定厚度的圆环，燃尽风旋流盘具有一定角度的圆孔，从而便于对燃尽风进行旋流。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种燃气燃烧器，其特征在于，包括：
燃烧部，所述燃烧部具有燃烧腔以及与所述燃烧腔连通的第一进口和第一出口，所述燃烧部包括邻近所述第一进口的蓄热体，所述蓄热体由蓄热材料制成，所述蓄热体的内壁面构成所述燃烧腔的至少部分；
第一气体旋流器，所述第一气体旋流器设在所述燃烧部的所述第一进口处，所述第一气体旋流器可使得穿过其的气体旋流；
一次风管，所述一次风管具有第二进口和第二出口，所述第二进口用于通入一次风，所述第二出口与所述第一进口连通；
多个二次风管，每个所述二次风管具有第三进口和第三出口，所述第三进口用于通入二次风，所述第三出口与所述第一进口连通；
燃气管道，所述燃气管道具有第四进口和第四出口，所述第四进口用于通入燃气，所述燃气管道的一部分伸入所述一次风管内，所述第四出口位于所述一次风管内；
风叶，所述风叶可转动地设在所述一次风管内，所述风叶的转动轴线的延伸方向与所述一次风管的至少部分的延伸方向一致，所述风叶在所述一次风管的延伸方向上邻近所述第二出口，所述风叶转动时可使对一次风和燃气进行扰流。
2.根据权利要求1所述的燃气燃烧器，其特征在于，
所述一次风管沿第一方向延伸，所述一次风管在所述第一方向上的一端敞开以便形成所述第二出口；
所述燃气管道沿所述第一方向延伸，所述燃气管道在所述第一方向上的第一端部伸入所述一次风管内，所述第四出口为多个，多个所述第四出口开设在所述燃气管道的所述第一端部上，多个所述第四出口中的至少部分的朝向为第二方向，所述第二方向与所述第一方向呈夹角。
3.根据权利要求2所述的燃气燃烧器，其特征在于，
所述第二方向与所述第一方向垂直；
多个所述第四出口开设在所述燃气管道的所述第一端部的周侧，多个所述第四出口形成在所述第一方向上间隔设置的多圈燃气出口，每圈燃气出口包括多个在周向上间隔设置的所述第四出口。
4.根据权利要求2所述的燃气燃烧器，其特征在于，
所述一次风管内设有均流格栅，所述均流格栅的厚度方向为第一方向，所述均流格栅将所述一次风管分隔为进气腔和混合腔；
所述均流格栅具有多个贯穿其的均流孔，所述第二进口、所述进气腔、所述均流孔、所述混合腔和所述第二出口依次连通；
所述燃气管道的所述第一端部穿过所述均流格栅且伸入所述混合腔内；
所述风叶位于所述混合腔内。
5.根据权利要求4所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述风叶通过轴承可转动地设在所述燃气管道的所述第一端部上，所述风叶在所述第一方向上位于所述燃气管道和所述第二出口之间，所述风叶包括多个在其周向上设置的叶片。
6.根据权利要求4所述的燃气燃烧器，其特征在于，
所述风叶为多个，多个所述风叶在所述第一方向上间隔设置；
和/或，每个所述风叶包括多个子风叶，多个所述子风叶在所述一次风管的径向上排布。
7.根据权利要求2所述的燃气燃烧器，其特征在于，
每个所述二次风管的延伸方向为所述第一方向；
多个所述二次风管由内至外依次间隔设置，多个所述二次风管中位于最内侧的一种环设在所述一次风管的周侧；
每个所述二次风管的所述第三进口上设有流量调节阀。
8.根据权利要求2所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述蓄热体为环形，所述蓄热体的轴向为所述第一方向，所述蓄热体的内径大于等于所述第一进口的直径，所述蓄热体的内径在所述第一方向上沿远离所述第一进口的方向增大。
9.根据权利要求2-8任一项所述的燃气燃烧器，其特征在于，还包括燃尽风管道，所述燃尽风管道环设在所述燃烧部的周侧，所述燃尽风管道具有第五进口和第五出口，所述第五进口用于通入燃尽风，所述第五出口与所述燃烧腔连通，所述第五出口在所述第一方向邻近所述第一出口。
10.根据权利要求9所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述第五出口为环形，所述第五出口上设有第二气体旋流器，所述第二气体旋流器可使得穿过其的气体旋流。
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CN117847525A (zh) * 2024-03-07 2024-04-09 西安重装铜川煤矿机械有限公司 一种燃气炉

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