CN202598514U - 射流涡旋式燃气燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种射流涡旋式燃气燃烧器，包括电气点火装置和燃烧器装置，气点火装置包括独立设置于燃烧器外的程序器、自控系统、点火变压器以及通过高压线连接到燃烧器主体内部的点火电极，点火变压器通过自控系统中电气线路受控于程序器；所述燃烧器装置包括燃气配管系统、配风装置和燃烧器主体；燃气配管系统、配风装置以及燃烧器主体相互嵌套连接。它可以实现多种条件下燃气与空气的充分匹配，使燃气燃烧充分、稳定，并具有较大的负荷调节能力。

Description

射流涡旋式燃气燃烧器

技术领域

本实用新型涉及一种燃烧器，尤其是一种射流涡旋式燃气燃烧器。

背景技术

气体燃料是一种包含各热值水平、来源丰富且成份复杂的清洁类能源。普通常见燃气（气体燃料总称为燃气）包括生物质燃气、煤气及天然气等，热值一般在4000~40000KJ/Nm³范围，其主要可燃成分包括CH₄、CO、H₂、C_nH_m等。燃气的热值、可燃组分随燃气的种类、状态、含水率的不同而变化，而要保证燃气的充分、稳定燃烧，燃烧器必须具备稳定的性能。

目前，各行各业中燃气的应用已越来越广泛，但国内外市场上流通和用户使用的普通工业燃烧器，一般以重油、柴油、天然气等作为燃料。低热值或供应条件（包括压力、成份等）不稳定的燃气使用这些燃烧器时，容易出现出力不足、燃烧不充分、稳定性差等问题，因此需要设计一种适应性或调节范围较广的燃烧器，以满足市场需求。

发明内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种射流涡旋式燃气燃烧器，它可以实现多种条件下燃气与空气的充分匹配，使燃气燃烧充分、稳定，并具有较大的负荷调节能力。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种射流涡旋式燃气燃烧器，包括电气点火装置和燃烧器装置，所述电气点火装置包括独立设置于燃烧器外的程序器、自控系统、点火变压器以及通过高压线连接到燃烧器主体内部的点火电极，点火变压器通过自控系统中电气线路受控于程序器，接受程序器点火指令动作，通过点火高压线提供点火电极起弧电压，点火；所述燃烧器装置包括燃气配管系统、配风装置和燃烧器主体；燃气配管系统、配风装置以及燃烧器主体相互嵌套连接，燃气和配风最终通过燃烧器主体上的喷孔混合、燃烧。

所述燃气配管系统包括嵌装在配风装置外壳上的外部燃气配管，所述外部燃气配管连接燃烧器主体内部的均压分配机构，并通过均压分配机构内部不同粗细的分支管路连接到燃烧器主体单板进气端。

所述分支管路上安装有自控调节阀门以达到调整燃烧器主体内部远、近不同出口位置燃气的压力，以达到均压、匀速喷射的目的。

所述外部燃气配管包括嵌装在配风装置外壳上，能够根据均压分配机构和配风装置尺寸进行调整、设计安装的燃气供应干管，其对燃烧器主体形成包围结构，具体形式根据燃气气源方位、设备布置要求调整。

所述燃烧器主体包括能够无限复制、分层呈栅板式布置，且其上布满燃气、配风阵列喷孔的使得燃气、配风在其上形成有效涡旋的主体单板，以及整体出口构架，主体单板设置于整体出口构架上；所述主体单板为燃烧器设备的核心部件，每层燃烧器单板上前后均布置有配风及燃气的喷孔，此类喷孔根据实际使用条件下的燃气进行针对性设计，目的是，并达到强化燃烧的效果；所述主体单板的上下面上均设有凹槽；双面凹槽结构，使得燃气、配风等流体经过时，形成有效的涡旋。产生于此处涡旋随着流体流量的增大游离出凹槽，并在燃烧器出口前方形成均匀空气动力场。

所述整体出口构架是为格栅式单板提供固定位置，具体尺寸需配合用热设备开设窗口的空间大小以及主配风通道形状尺寸确定。

所述配风装置包括与燃烧器主体内的主体单板相连接的，并与该主体单板构筑成格栅式燃烧器出口的主体外壳，所述主体外壳与连接风机的主配风通道为相同的截面形状，主配风通道一端连接风机出口，另一端连接在燃烧器主体内的主体单板上；所述主配风通道前段提供整个燃烧器主体外壳构架，因此在整个空气动力场分布都比较均匀，避免了出现死角、短路等问题。

所述主配风通道的壳体外侧板上设有流通截面积小于主配风通流通截面积的二次风通道，其通过火焰及烟气监测自动判断燃烧状况是否处于最佳状态，根据燃烧器负荷进行配风调节。

所述主配风通道内装配有调节百叶，其规格大小根据主配风通道尺寸具体设计；调节百叶布置在燃烧器主体进口前的水平段，根据燃烧器燃烧状况通过自动控制系统完成角度、开度参数的调节。

本实用新型中的程序器、点火电极、点火变压器和自控系统均为现有技术，

本实用新型包括电气点火装置和燃烧器装置，电气点火装置包括程序器、点火电极、点火变压器和自控系统。燃烧器装置分为燃气配管系统、配风装置和燃烧器主体装置。上述各系统装置相互配合保证燃气与空气充分混合，通过燃气配管及受控于自控系统的调节机构，改变电磁阀和空气进口风机及百叶机构的调节，可使燃气与空气配比达到理想状态，实现燃气的充分燃烧。并实现较大的负荷调节。

点火时，程序器启动，进风口处的风机启动，进行吹扫。吹扫完毕后，进入点火状态，空气小风量进入燃烧器，此时点火变压器通过连接的高压线为点火电极通电，产生高压电弧，同时燃气配管处的电磁阀打开，燃气进入，燃气与空气在主体单板处均匀混合，燃气被点燃，点火完成。此阶段可通过调节电磁阀与调节装置的开度来调整燃气与空气的比例，使燃烧达到理想状态。

燃烧稳定后，即可根据自控系统信号通过程序器改变燃气进口处电磁阀开关数量及开度，燃气通过燃烧器配管进入主体，同时，配风装置调风门开度相应调整，空气进入连接通道和燃烧器主体，燃气与空气均匀混合，由火焰引燃。燃烧层次可以根据用热设备需求，通过温度传感器测得数据并转化提供给程序器电气信号，程序器再指令燃气、配风机构进行调整直至稳定满足用热需求。

燃烧器负荷的调节可通过程序器来控制，通过调整燃烧强度，可实现较大的负荷调节。

本实用新型的控制都通过程序器实现，开机、点火、检测、停火、负荷调节等过程均可通过程序器自动完成。

本实用新型燃烧器能够实现燃气燃烧较宽区域范围内的平稳高效燃烧，燃烧效率曲线平缓无明显峰值，能实现在较大范围内的负荷调节功能，满足不同用热设备的使用要求。

本实用新型的有益效果在于：

1、根据实际使用条件下的燃气进行针对性设计的燃气、配风通道及主体阵列喷孔，确保燃气与空气的充分混合，为燃气的充分燃烧奠定了基础。燃烧器的燃气和配风是通过主体单板上的阵列喷孔进行混合、燃烧。主体单板为燃烧器设备的核心部件，每层燃烧器单板上前后均布置有配风及燃气的阵列喷孔；此类喷孔根据实际使用条件下的燃气进行针对性设计，目的是使得燃气、配风在燃烧器单板结构上形成有效的涡旋，并达到强化燃烧的效果。

2、燃烧器特有的单板“双面凹槽”结构，使得燃气、配风等流体经过时，形成有效的涡旋。产生于此处涡旋随着流体流量的增大游离出凹槽，并在燃烧器出口前方形成均匀空气动力场。

3、分支管路上安装有自控调节阀门以调整燃烧器主体内部远、近不同出口位置燃气的压力，达到均压、匀速喷射的目的。

4、二次风配风通道为依傍主配风通道壳体外侧板上、流通截面稍小的二次风通道，其通过火焰及烟气监测自动判断燃烧状况是否处于最佳状态，根据燃烧器负荷进行配风调节。

5、燃气与配风于燃烧器出口前炉膛燃烧室内形成明显有效的“α”流线涡旋，能够保证燃烧空间内的无焰高温状态，炉膛充满度良好、受热均匀。

6、燃烧器装置分为多个燃烧层次，每个燃烧层次可单独调节、配风，增加了燃烧器的负荷调节能力，实现节能运行。

7、采用不同燃烧层次分级配风技术，极大地抑制了燃气中的氮在燃烧过程中向NO_x转变，降低了NO_x排放浓度，实现了燃气的高效清洁燃烧。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是燃烧器主体结构示意图；

其中1.点火电极，2.燃烧器主体，3.燃气均压分配机构，4.燃烧器配管系统，5.点火高压线，6.点火变压器，7.二次风配风通道，8.配风装置，9.调节百叶，10.程序器，11.自控系统，12.自控调节阀门，13.主体单板，14.阵列喷孔，15.凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1-3所示，射流涡旋式燃气燃烧器，它包括有电气点火装置和燃烧器装置，电气点火装置包括独立设置于燃烧器主体2外的程序器10、自控系统11、点火变压器6以及通过点火高压线5连接到燃烧器主体2内部的点火电极1。点火变压器6通过自控系统11中电气线路受控于程序器10，接受程序器10点火指令动作，通过点火高压线5提供点火电极1起弧电压，点火。

燃烧器装置分为燃烧器主体2、燃烧器配管系统4和配风装置8，燃气配管系统4、配风装置8以及燃烧器主体2相互嵌套连接，燃气和配风最终通过燃烧器主体2上的阵列喷孔14混合、燃烧。通过燃烧器主体单板13可以保证燃气与空气充分混合。通过燃气进口管路的电磁阀和变频风机与调节百叶9的调节，可使燃气与空气配比达到理想状态，实现燃气的充分燃烧和较大范围的负荷调节。

燃气配管系统4设置于燃烧器主体2周边，并连接燃烧器主体2内部的燃气均压分配机构3，通过内部不同粗细的分支管路连接到燃烧器主体单板13的进气端。分支管路上安装有自控调节阀门12以达到调整燃烧器主体2内部远、近不同出口位置燃气的压力，以达到均压、匀速喷射的目的。

燃气配管系统4的外部燃气配管则包括嵌装在配风装置8的外壳上，能够根据燃气均压分配机构3和配风装置尺寸进行调整、设计安装的燃气供应干管，其对燃烧器主体2形成包围结构，具体形式根据燃气气源方位、设备布置要求调整。

配风装置8包括连接燃烧器主体2内的主体单板13，并与主体单板13构筑成格栅式燃烧器出口的主体外壳。此主体外壳与连接风机的主配风通道为相同的截面形状，主配风通道一端连接风机出口，另一端连接在构成燃烧器主体2、分层呈栅板式布置，并布满配风阵列喷孔的主体单板13上。配风通道前段提供整个燃烧器主体外壳构架，因此在整个空气动力场分布都比较均匀，避免了出现死角、短路等问题。

主配风通道壳体外侧板上设置有二次风配风通道7，二次风配风通道7流通截面积小于主配风通道流通截面积，二次风配风通道7通过火焰及烟气监测自动判断燃烧状况是否处于最佳状态，根据燃烧器负荷进行配风调节。

燃气均压分配机构3为装配在主配风通道内的调节百叶9，其规格大小根据主配风通道尺寸具体设计。其位置大致分布在在燃烧器主体2进口前的水平段，根据燃烧器燃烧状况通过自动控制系统完成角度、开度参数的调节；

燃烧器主体2包括无限可复制、分层呈栅板式布置，且布满燃气、配风阵列喷孔14的主体单板13、以及燃烧器整体出口构架。主体单板13的上下面上均设有凹槽15。所述主体单板13为燃烧器设备的核心部件，每层燃烧器主体单板13上前后均布置有配风及燃气的阵列喷孔14，此类喷孔根据实际使用条件下的燃气进行针对性设计，目的是使得燃气、配风在燃烧器主体单板13结构上形成有效的涡旋，并达到强化燃烧的效果。整体出口构架是为格栅式单板提供固定位置，具体尺寸需配合用热设备开设窗口的空间大小以及主配风通道形状尺寸确定。

点火时，程序器10启动，配风装置8前的变频风机启动，进行吹扫。吹扫完毕后，调风百叶9部分关闭，仅提供少量空气进入燃烧器，此时点火变压器6通过点火高压线为点火电极1通电，产生高压电弧，同时燃气管路上的电磁阀打开，燃气经燃气进口进入燃烧器，燃气与空气在燃烧器主体2出口前方均匀混合，燃气被点燃，点火完成。此时可通过自控系统11调节电磁阀与配风装置调风百叶9的开度来调整燃气与空气的比例，使燃烧达到理想状态。

燃烧稳定后，即可通过程序器10根据用热负荷及测得的环境数据调整燃气调节阀门12和调风百叶9，燃气与空气均匀混合，燃烧器负荷的调节可通过程序器10来控制，通过不同的燃烧强度，实现不同供热负荷。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种射流涡旋式燃气燃烧器，包括电气点火装置和燃烧器装置，其特征是，所述电气点火装置包括独立设置于燃烧器外的程序器、自控系统、点火变压器以及通过高压线连接到燃烧器主体内部的点火电极，点火变压器通过自控系统中电气线路受控于程序器；所述燃烧器装置包括燃气配管系统、配风装置和燃烧器主体；燃气配管系统、配风装置以及燃烧器主体相互嵌套连接。

2.如权利要求1所述的射流涡旋式燃气燃烧器，其特征是，所述燃气配管系统包括嵌装在配风装置外壳上的外部燃气配管，所述外部燃气配管连接燃烧器主体内部的燃气均压分配机构，并通过燃气均压分配机构内部不同粗细的分支管路连接到燃烧器主体的主体单板的进气端。

3.如权利要求2所述的射流涡旋式燃气燃烧器，其特征是，所述分支管路上安装有自控调节阀门。

4.如权利要求2所述的射流涡旋式燃气燃烧器，其特征是，所述外部燃气配管包括嵌装在配风装置外壳上，能够根据均压分配机构和配风装置尺寸进行调整、设计安装的燃气供应干管，其对燃烧器主体形成包围结构。

5.如权利要求1所述的射流涡旋式燃气燃烧器，其特征是，所述燃烧器主体包括能够无限复制、分层呈栅板式布置，且其上布满燃气、配风阵列喷孔的使得燃气、配风在其上形成有效涡旋的主体单板，以及整体出口构架，主体单板设置于整体出口构架上；所述主体单板的上下面上均设有凹槽。

6.如权利要求5所述的射流涡旋式燃气燃烧器，其特征是，所述配风装置包括与燃烧器主体内的主体单板相连接的，并与该主体单板构筑成格栅式燃烧器出口的主体外壳，所述主体外壳与连接风机的主配风通道为相同的截面形状，主配风通道一端连接风机出口，另一端连接于燃烧器主体内的主体单板上；所述主配风通道前段提供整个燃烧器主体外壳构架。

7.如权利要求5所述的射流涡旋式燃气燃烧器，其特征是，所述主配风通道的壳体外侧板上设有流通截面积小于主配风通流通截面积的二次风配风通道。

8.如权利要求6述的射流涡旋式燃气燃烧器，其特征是，所述主配风通道内装配有调节百叶，调节百叶布置在燃烧器主体进口前的水平段。

Images