CN201672518U - 自蓄热式燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种结构简化、能够应用在小型工业炉上的自蓄热式燃烧器，其包括燃烧器本体上的烧嘴，所述燃烧器本体内部分隔为第一蓄热区和第二蓄热区，每一蓄热区内设置有相应的蓄热室及蓄热体，所述蓄热室前后分别设置助燃空气进口和助燃空气出口，助燃空气出口在烧嘴上且其旁侧设置有连通外环境与蓄热室的烟气再循环口，每一蓄热区另设置有烟气出口，所述烟气再循环口和烟气出口分列于蓄热室的前后，第一蓄热区和第二蓄热区的助燃空气进口、烟气出口用切换阀控制开闭，燃烧器本体内部还可集成燃料喷枪，燃料喷口在烧嘴的两助燃空气出口之间，从而在一个燃烧器内完成了蓄热与换热，实现了蓄热燃烧，该燃烧器结构紧凑，尤其适合于小型工业炉。

Description

自蓄热式燃烧器

技术领域

本实用新型涉及一种用于工业炉的燃烧器，尤其是一种自蓄热式燃烧器。

背景技术

2009年11月25日国务院常务会议决定，到2020年，中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40％-45％。要实现这一目标不，工业炉则需要进一步采取各种节能措施以削减温室气体的排放量。高温空气燃烧技术是现代工业炉节能环保的关键技术，应用此项技术的关键措施是采用蓄热式燃烧器，但是我国工业炉对这一技术应用的现状是：由于尺寸、造价、配管等因素，能够采用蓄热式燃烧器的炉子受到限制，因而妨碍了推广，到目前，只有很少的一部份工业炉采用了此项技术。

现有的蓄热式燃烧系统是以两个燃烧器作为一组，每个燃烧器隔几十秒切换燃烧一次，即所谓的双子式系统。在结构上，两个燃烧器需要使用多个换向阀，两套安全装置，这样造价就比较高，此外，两个燃烧器需要配管连接，增大了燃烧器本体的尺寸，从而难以应用在小型工业炉上。

实用新型内容

为了克服现有蓄热式燃烧系统结构复杂难于应用在小型工业炉上的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简化、能够应用在小型工业炉上的自蓄热式燃烧器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：自蓄热式燃烧器，包括燃烧器本体上的烧嘴，所述燃烧器本体内部分隔为第一蓄热区和第二蓄热区，每一蓄热区内设置有相应的蓄热室及蓄热体，所述蓄热室前后分别设置助燃空气进口和助燃空气出口，助燃空气出口在烧嘴上且其旁侧设置有连通外环境与蓄热室的烟气再循环口，每一蓄热区另设置有烟气出口，所述烟气再循环口和烟气出口分列于蓄热室的前后。

所述第一蓄热区和第二蓄热区的助燃空气进口共用同一设置有切换阀的空气管。

所述第一蓄热区和第二蓄热区的烟气出口共用同一设置有切换阀的烟气管。

所述空气管上的切换阀与烟气管上的切换阀是联动的。

所述每一蓄热区内的蓄热体包括至少两组。

所述每一蓄热区内的蓄热体为蜂窝陶瓷体。

所述燃烧器本体内部设置燃料喷枪，所述燃料喷枪的燃料喷口在烧嘴上并位于第一蓄热区的助燃空气出口与第二蓄热区的助燃空气出口之间。

本实用新型的有益效果是：在一个燃烧器内完成了蓄热与换热，实现了蓄热燃烧，并且燃烧器的结构紧凑，尤其适合于小型工业炉。

附图说明

图1是现有蓄热燃烧系统的示意图。

图2是现有蓄热燃烧系统的工作原理图。

图3是本实用新型燃烧器一种工作状态的示意图。

图4是本实用新型燃烧器另一种工作状态的示意图。

图3和图4中实心箭头所示为燃料喷出方向，空心箭头所示为助燃空气流向，菱格填充箭头所示为烟气流向。

图中标记为，1-燃烧喷枪，2-切换阀，3A-第一蓄热区的助燃空气进口，3B-第二蓄热区的助燃空气进口，4-燃烧器本体，5-烧嘴，6A-第一蓄热区的助燃空气出口，6B-第二蓄热区的助燃空气出口，7A-第一蓄热区的烟气再循环口，7B-第二蓄热区的烟气再循环口，8A-第一蓄热室，8B-第二蓄热室，9A-蓄热体，9B-蓄热体，10A-第一蓄热区的烟气出口，10B-第二蓄热区的烟气出口，11-燃烧喷口，12-切换阀，20-鼓风机，21-换向阀，22A-燃烧器，22B-燃烧器，23-燃烧炉，24A-截止阀，24B-截止阀，25A-截止阀，25B-截止阀，26-引风机，27-烟囱。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1和图2所示，现有的蓄热燃烧系统包括两个燃烧器22A、22B，鼓风机20引入的助燃空气经截止阀25B进入其中处于燃烧状态的燃烧器22B，燃料经截止阀24B亦进入其中处于燃烧状态的燃烧器22B，此时截止阀24A、25A关闭，燃烧后的烟气进入处于蓄热状态的燃烧器22A，与其蓄热室中的蓄热体换热后，成为低温烟气并在引风机26作用下经烟囱27排出。

经过一段时间后，两个燃烧器22A、22B状态切换，换向阀21动作，同时关闭截止阀24B、25B，打开截止阀24A、25A，燃烧器22B将切换到蓄热状态而燃烧器22A切换到燃烧状态，助燃空气与燃烧器22A内的蓄热体进行热交换，被加热后与燃烧混合燃烧，如此反复循环，实现了蓄热燃烧，但整个系统的结构及配管较为复杂。

如图3和图4所示，本实用新型的自蓄热式燃烧器，包括燃烧器本体4上的烧嘴5，所述燃烧器本体4内部，被分隔为第一蓄热区和第二蓄热区，第一蓄热区内设置有蓄热室8A及蓄热体9A，第二蓄热区内设置有蓄热室8B及蓄热体9B，所述蓄热室8A前后分别设置助燃空气进口3A和助燃空气出口6A，所述蓄热室8B前后分别设置助燃空气进口3B和助燃空气出口6B，助燃空气出口6A、6B在烧嘴5上，烧嘴5上的助燃空气出口6A、6B旁侧，分别设置有连通外环境与蓄热室8A的烟气再循环口7A及连通外环境与蓄热室8B的烟气再循环口7B，第一蓄热区另设置有烟气出口10A，，第二蓄热区另设置有烟气出口10B，所述烟气再循环口7A和烟气出口10A分列于蓄热室8A的前后，所述烟气再循环口7B和烟气出口10B分列于蓄热室8B的前后。第一蓄热区和第二蓄热区内，其中一个的蓄热体吸热而另外一个的蓄热体放热，完成在一个燃烧器内的蓄热燃烧，节省了安全装置及配管，相比于现有的蓄热式燃烧系统，结构上得到了简化，从而可以适用于小型工业炉，当然，也可用于大、中型工业炉。

其工作过程如图3和图4所示。

如图3所示，第一蓄热区的助燃空气进口3A和第二蓄热区的烟气出口10B开着，第二蓄热区的助燃空气进口3B和第一蓄热区的烟气出口10A关闭，此时流体的流动过程是助燃空气从助燃空气进口3A进入，通过第一蓄热区的蓄热室8A，对蓄热体9A换热，变成高温空气进入炉膛和燃料混合后燃烧。烟气在炉内循环后经烟气再循环口7B回到燃烧器，进入第二蓄热区的蓄热室8B对蓄热体9B加热完成蓄热，被吸热后的低温烟气经烟气出口10B排出。

经一个切换周期的时间例如十余秒后，工作状态切换到如图2所示的情况。

如图4所示，第二蓄热区的助燃空气进口3B和第一蓄热区的烟气出口10A开着，第一蓄热区的助燃空气进口3A和第二蓄热区的烟气出口10B关闭，此时流体的流动过程是助燃空气从助燃空气进口3B进入，通过第二蓄热区的蓄热室8B，对蓄热体9B换热，变成高温空气进入炉膛和燃料混合后燃烧。烟气在炉内循环后经烟气再循环口7A回到燃烧器，进入第一蓄热区的蓄热室8A对蓄热体9A加热完成蓄热，被吸热后的低温烟气经烟气出口10A排出。

这样反复进行，就在同一个燃烧器内完成了蓄热与换热，实现了蓄热燃烧。

如图3和图4所示，为进一步简化结构，所述第一蓄热区的助燃空气进口3A、第二蓄热区的助燃空气进口3B可共用同一设置有切换阀2的空气管，助燃空气进口3A打开同时关闭助燃空气进口3B，助燃空气进口3A关闭的同时也就打开助燃空气进口3B，这样也方便了对于助燃空气进气量的调节控制。

如图3和图4所示，为进一步简化结构，所述第一蓄热区的烟气出口10A和第二蓄热区的烟气出口10B也可共用同一设置有切换阀12的烟气管，这样也方便了对于烟气的后续处理。

如图3和图4所示，考虑到工作状态切换的可靠性，最好是所述空气管上的切换阀2与烟气管上的切换阀12是联动的，例如也可以是如图3和图4所示的集成式整体结构，即燃烧器的空气管和烟气管是同轴设置的，所述的切换阀也可采用一体式结构，例如可以是第一蓄热区和第二蓄热区的助燃空气进口和烟气出口的切换阀为90°的蝶阀并且相位相反，这样的结构更为紧凑。

为提高本实用新型所述的单个自蓄热式燃烧器的可靠性，所述每一蓄热区内的蓄热体可以是至少两组，最好每一个蓄热体均可单独更换，从而能实现不用拆下燃烧器就能检修与更换蓄热体，实现不停炉检修与更换蓄热体。

一股地，所述每一蓄热区内的蓄热体9A、9B可以为蜂窝陶瓷体，也可以是其它金属或非金属的各类可作为蓄热交换的蓄热体。

如图3和图4所示，也可将燃料喷枪与燃烧器集成到一起，以简化结构，即在所述燃烧器本体4内部设置燃料喷枪1，此时，燃料喷枪1的燃料喷口11在烧嘴5上并宜位于第一蓄热区的助燃空气出口6A与第二蓄热区的助燃空气出口6B之间，以利于在各个工作状态下燃料和助燃空气都能充分混合。

Claims (8)

1.自蓄热式燃烧器，包括燃烧器本体(4)上的烧嘴(5)，其特征是：所述燃烧器本体(4)内部分隔为第一蓄热区和第二蓄热区，每一蓄热区内设置有相应的蓄热室(8A、8B)及蓄热体(9A、9B)，所述蓄热室(8A、8B)前后分别设置助燃空气进口(3A、3B)和助燃空气出口(6A、6B)，助燃空气出口(6A、6B)在烧嘴(5)上且其旁侧设置有连通外环境与蓄热室(8A、8B)的烟气再循环口(7A、7B)，每一蓄热区另设置有烟气出口(10A、10B)，所述烟气再循环口(7A、7B)和烟气出口(10A、10B)分列于蓄热室(8A、8B)的前后。

2.如权利要求1所述的自蓄热式燃烧器，其特征是：所述第一蓄热区和第二蓄热区的助燃空气进口(3A、3B)共用同一设置有切换阀(2)的空气管。

3.如权利要求2所述的自蓄热式燃烧器，其特征是：所述第一蓄热区和第二蓄热区的烟气出口(10A、10B)共用同一设置有切换阀(12)的烟气管。

4.如权利要求3所述的自蓄热式燃烧器，其特征是：所述空气管上的切换阀(2)与烟气管上的切换阀(12)是联动的。

5.如权利要求1所述的自蓄热式燃烧器，其特征是：所述第一蓄热区和第二蓄热区的烟气出口(10A、10B)共用同一设置有切换阀的烟气管。

6.如权利要求1～5中任意一项权利要求所述的自蓄热式燃烧器，其特征是：所述每一蓄热区内的蓄热体(9A、9B)包括至少两组。

7.如权利要求1～5中任意一项权利要求所述的自蓄热式燃烧器，其特征是：所述每一蓄热区内的蓄热体(9A、9B)为蜂窝陶瓷体。

8.如权利要求1～5中任意一项权利要求所述的自蓄热式燃烧器，其特征是：所述燃烧器本体(4)内部设置燃料喷枪(1)，燃料喷枪(1)的燃料喷口(11)在烧嘴(5)上并位于第一蓄热区的助燃空气出口(6A)与第二蓄热区的助燃空气出口(6B)之间。

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