CN209295133U - 一种燃气及燃油两用燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及燃烧器领域，提供一种燃气及燃油两用燃烧器，包括内部空腔右端为燃烧腔的壳体，还包括设置在壳体内、用于将外供的燃气配送至燃烧腔的配气装置，设置在壳体内、用于将空气配送至燃烧腔与燃气混合以助燃的配风装置。该燃气及燃油两用燃烧器在工作时，配合合理的燃料配额将燃料分配至各气嘴，又配合合理的燃料与空气比例，可使燃烧更加充分、均匀，有效减少热力型NOx的产生。

Description

一种燃气及燃油两用燃烧器

技术领域

本实用新型涉及燃烧器领域，提供一种燃气及燃油两用燃烧器，该燃气及燃油两用燃烧器在工作时，配合合理的燃料配额将燃料分配至各气嘴，又配合合理的燃料与空气比例，可使燃烧更加充分、均匀，有效减少热力型NOx的产生。

背景技术

天然气的燃烧技术有扩散燃烧式，部分预混燃烧式，全预混燃烧式等方式。承载燃烧技术的装置为燃烧器，目前的大型工业气体燃烧器基本上是强制鼓风式扩散火焰燃烧器，采用这种燃烧方法需要合理地组织空气与燃气混合，避免产生大量的NOx与CO。

目前的常规低氮工业燃烧器采用较多的技术有分层燃烧技术，预混燃烧技术，烟气回流技术，这些技术各有优缺点。但现阶段单独的分层燃烧技术很难达到较低的排放要求，在环保对排放要求越来越严格的情况下，现在工业上普遍使用的多是分层燃烧加烟气外循环技术。烟气外循环的引入降低了排放，但效率却降低了，且出现了燃烧的不稳定等问题。预混燃烧技术多用在小型工业燃烧器上，由于其易回火及爆燃的特性，很少在大型工业燃烧器上应用。

这些燃气及燃油燃烧器工作时，由于燃烧不均匀、不充分，在火焰场产生局部高温区，气体燃烧时在高温下氧化空气中的氮气而产生热力型NOx排放至大气，形成环境污染。

影响火焰场温度的均匀性及火焰场局部高温特性的主要因素是燃料与空气比例。

另外，现有技术中，较多使用的燃气及燃油燃烧器在工作时噪声较大。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种燃气及燃油两用燃烧器，该燃气及燃油两用燃烧器在工作时，配合合理的燃料配额将燃料分配至各气嘴，又配合合理的燃料与空气比例，可使燃烧更加充分、均匀，有效减少热力型NOx的产生。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现：

一种燃气及燃油两用燃烧器，包括内部空腔右端为燃烧腔的壳体，还包括设置在壳体内、用于将外供的燃气配送至燃烧腔的配气装置，设置在壳体内、用于将空气配送至燃烧腔与燃气混合以助燃的配风装置；配气装置包括设置在壳体轴线上、用于发生斜向火焰的中心气嘴，沿中心气嘴周向均布、用于发生径向火焰的若干补充气嘴，沿中心气嘴周向均布、位于补充气嘴外围、用于发生轴向火焰和斜向火焰的若干主气嘴；中心气嘴和补充气皆通过设置在壳体轴线上的中心气环与气源相通，主气嘴通过设置在壳体内的主气环与气源相通；配风装置包括设置在位于壳体内部的二次风腔内、由风源始顺序联通的调节风门、旋流风门、文丘里装置、配风腔和风道；还包括设置在中心气嘴前端、用于稳定燃烧的稳焰盘，补充气嘴穿过稳焰盘；还包括设置在补充气嘴上的点火装置；在壳体内还设置有可拆卸燃油喷射雾化装置联通燃油腔和中心气环；中心气嘴消耗燃料占全部燃料的10%~20%，补充气嘴消耗燃料占全部燃料的5%~10%，主气嘴消耗燃料占全部燃料的70%~85%。

本实用新型的有益效果是：

上述燃气及燃油两用燃烧器工作时，依燃料的不同：

燃料为燃气（燃气模式）时，关闭燃油喷射雾化装置，燃气由气源始分两路进入燃烧器，一路经中心气环通往中心气嘴及补充气嘴喷出，另一路经主气环通往主气嘴喷出，完成配气过程。

在配气过程中，中心气嘴消耗燃料占全部燃料的10%~20%，补充气嘴消耗燃料占全部燃料的5%~10%，主气嘴3消耗燃料占全部燃料的70%~85%。

二次风由风源始进入二次风腔内，经顺序联通的调节风门、旋流风门、文丘里装置、配风腔和风道至燃烧腔与中心气嘴、补充气嘴、主气嘴喷出的燃气均匀混合形成可燃混合气完成配风过程。在配风过程中，旋流风门调节风的旋度以形成旋转的风场，调节风门调节风量以合理配比的风与合理配额的燃气相混合形成合理的燃料与空气比例的可燃混合气。

激发点火装置点燃补充气嘴处的可燃混合气生成径向火焰后，点燃心气嘴处的可燃混合气生成斜向火焰、点燃主气嘴处的可燃混合气生成斜向火焰和轴向火焰，又配合稳焰盘的作用，形成稳定、旋转的火焰场。

在燃料为燃油模式时，关闭气源，燃油全部经由燃油喷射雾化装置喷出。在燃烧腔内，二次风配风过程与燃气模式的配风过程相同，点火装置直接点燃雾化后的燃油。

上述燃气及燃油两用燃烧器，可以在燃气模式和燃油模式间方便切换，该燃气及燃油两用燃烧器在工作时，配合合理的燃料配额将燃料分配至各气嘴，又配合合理的燃料与空气比例，可使燃烧更加充分、均匀，有效减少热力型NOx的产生。

作为对本实用新型的改进，中心气嘴发生的斜向火焰与轴线夹角在50°~70°之间，主气嘴发生的斜向火焰与轴线夹角在40°~50°之间。

这种改进，中心气嘴发生的斜向火焰与主气嘴发生的斜向火焰不会发生干扰，利于形成稳定的火焰场。

作为对本实用新型的进一步改进，主气嘴包括定管、既转动又移动设置在定管内的动管、固联在动管外端的主喷头，在定管和动管之间设置调节螺钉用于将动管在定管内止动。

这种改进，调节动管相对于定管的转角，可以改变主气嘴斜向火焰与轴线的夹角；调节动管在定管内的轴向位置，可以可以改变主气嘴出气位置。

作为对本实用新型的进一步改进，在定管和动管外设置冷却风管联通配风腔和燃烧腔，冷却风管的截面积为主气嘴截面积的6~10倍；所有冷却风管的通风量之和为二次风总风量的10~15%。

这种改进，既可以对于主气嘴有效降温，又不至于对二次风在燃烧腔内与燃料充分混合带来消极影响。在壳体轴线上设置同轴的燃油喷射雾化装置安装管和中心气管，燃油喷射雾化装置安装管外和中心气管内的空腔为中心气环；在燃油喷射雾化装置安装管内可拆卸设置有燃油喷射雾化装置。

作为对本实用新型的另一种改进，主气环位于二次风腔内部。

这种改进，可以降低噪音，减小震动对主气嘴的影响。

附图说明

图1 是一种燃气及燃油两用燃烧器的结构示意图；

图2 是图1的右视图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步说明：

参见图1、图2所示的一种燃气及燃油两用燃烧器，包括内部空腔右端为燃烧腔15的壳体16，还包括设置在壳体16内、用于将外供的燃气17配送至燃烧腔15的配气装置，设置在壳体16内、用于将空气（二次风18）配送至燃烧腔15与燃气17混合以助燃的配风装置。

配气装置包括设置在壳体16轴线上、用于发生斜向火焰的中心气嘴1，沿中心气嘴1周向均布、用于发生径向火焰的若干补充气嘴2，沿中心气嘴1周向均布、位于补充气嘴2外围、用于发生轴向火焰和斜向火焰的若干主气嘴3；中心气嘴1和补充气嘴2皆通过设置在壳体16轴线上的中心气环6与气源相通，主气嘴3通过设置在壳体15内的主气环5与气源相通。

配风装置包括设置在位于壳体16内部的二次风腔11内、由风源始顺序联通的调节风门7、旋流风门8、文丘里装置9、配风腔和风道；还包括设置在中心气嘴1前端、用于稳定燃烧的稳焰盘10，补充气嘴2穿过稳焰盘10；还包括设置在补充气嘴2上的点火装置（图中未示出）；在壳体16内还可拆卸设置有燃油喷射雾化装置（图中未示出）；中心气嘴1消耗燃料占全部燃料的10%~20%，补充气嘴2消耗燃料占全部燃料的5%~10%，主气嘴3消耗燃料占全部燃料的70%~85%。

该燃气及燃油两用燃烧器，主要由壳体16、配气装置、配风装置、点火装置和稳焰盘10构成。

壳体16主体为筒型结构，其内部空腔的右端为燃烧腔15，是燃料与二次风的混合气体燃烧的场所。

配气装置的具体实施方式是：

在壳体16的中轴线上固设燃油喷射雾化装置安装管21，燃油喷射雾化装置安装管21的右端开口，燃油喷射雾化装置安装管21内部的空腔13内可拆卸设置燃油喷射雾化装置。燃油喷射雾化装置为现有技术，此不赘述。

在燃油喷射雾化装置安装管21外套设中心气管22。中心气管22内、燃油喷射雾化装置安装管21外的空腔为中心气环6。在中心气环6的左端设置中心燃气进气口14与气源相通，在中心气环6的右端固联一个中心气嘴1。

在中心气管22上沿周向均布补充气管23联通中心气环6和沿壳体16的中轴线周向均布的补充气嘴2。本案中，补充气嘴2有4个。

在中心气嘴1上均布气孔25，气孔25与中心气嘴1（壳体16）的轴线的夹角在50°~70°之间，经验数据，取该夹角为60°，即中心气嘴1可发生60°的斜向火焰。在补充气嘴2上均布气孔24，气孔24与补充气嘴2（壳体16）的轴线的夹角为90°，即补充气嘴2可发生径向火焰。

在补充气嘴2的外围均布若干主气嘴3，本案中，主气嘴3有12个。在壳体16内设置主气环5通过主燃气进口19与气源相通。在壳体16内设置定管26与主气环5相通，在定管26内密封设置有动管27，动管27在定管26内的周向即周向位置皆可调节，使用调节螺钉12动管在定管内止动。在动管27的外端固连有主气嘴3，主气嘴3的气孔28与动管27（壳体16）的轴线的夹角在40°~50°之间，经验数据，取该夹角为45°，即气孔28可发生斜向45°的斜向火焰；主气嘴3的气孔29位于气孔28的外侧、与动管27（壳体16）的轴线平行，即气孔29可发生轴线火焰。

配气时，中心气嘴1消耗燃料占全部燃料的10%~20%，以中心气嘴1消耗燃料占全部燃料的15%为宜；补充气嘴2消耗燃料占全部燃料的5%~10%，以补充气嘴2消耗燃料占全部燃料的7.5%为宜；主气嘴3消耗燃料占全部燃料的70%~85%，以主气嘴3消耗燃料占全部燃料的77.5%为宜。

配风装置的具体实施方式是：

壳体16内，二次风18所经过的通道组成二次风腔11。配风装置包括由风源始顺序联通的调节风门7、旋流风门8、文丘里装置9、配风腔30和风道31。由丘里装置9经配风腔30输送至各风道31至燃烧腔15与燃料相混合形成可燃气体。主气嘴3处是燃烧的主要场所，产生热量较多，主气嘴3及动管27温度较高，需要降温，故主气嘴3处的风道31被分为两部分，一部分用于供风，另一部分主要用于降温。用于降温的结构具体实施方式是：在定管26和动管27外设置冷却风管4联通配风腔30和燃烧腔15，冷却风管4的截面积为主气嘴3截面积的6~10倍，以冷却风管4的截面积为主气嘴3截面积的8倍；所有冷却风管4的通风量之和为二次风18总风量的12.5%为宜。

现有技术中，使用较多的风源为风机。

稳焰盘10的结构亦为现有技术此不赘述。

为降低噪音，减小震动对主气嘴3的影响，将主气环5设置在二次风腔11内部。

下面现象介绍上述燃气及燃油两用燃烧器的工作过程。

上述燃气及燃油两用燃烧器工作时，依燃料的不同：

燃料为燃气（燃气模式）时，关闭燃油喷射雾化装置，燃气17由气源始分两路进入燃烧器，一路经中心气环6通往中心气嘴1及补充气嘴2喷出，另一路经主气环5通往主气嘴3喷出，完成配气过程。在配气过程中，中心气嘴消耗燃料占全部燃料的15%，补充气嘴2消耗燃料占全部燃料的7.5%，主气嘴3消耗燃料占全部燃料的77.5%。

二次风18由风源始进入二次风腔11内，经顺序联通的调节风门7、旋流风门8、文丘里装置9、配风腔30和风道31至燃烧腔15与中心气嘴1、补充气嘴2、主气嘴3喷出的燃气17均匀混合形成可燃混合气完成配风过程。在配风过程中，旋流风门调节风的旋度以形成旋转的风场，调节风门调节风量以合理配比的风与合理配额的燃气相混合形成合理的燃料与空气比例的可燃混合气。

激发点火装置点燃补充气嘴2处的可燃混合气生成径向火焰后，点燃心气嘴1处的可燃混合气生成斜向火焰、点燃主气嘴3处的可燃混合气生成斜向火焰和轴向火焰，又配合稳焰盘10的作用，形成稳定、旋转的火焰场。

燃料为燃油模式时，关闭气源，燃油喷射雾化装置将燃油雾化喷出。在燃烧腔内，二次风配风过程与燃气模式的配风过程相同，点火装置直接点燃雾化后的燃油。

本实用新型的有益效果是：

上述燃气及燃油两用燃烧器，可以在燃气模式和燃油模式间方便切换，该燃气及燃油两用燃烧器在工作时，配合合理的燃料配额将燃料分配至各气嘴，又配合合理的燃料与空气比例，可使燃烧更加充分、均匀，有效减少热力型NOx的产生。

Claims (6)

1.一种燃气及燃油两用燃烧器，包括内部空腔右端为燃烧腔的壳体，其特征是，还包括设置在壳体内、用于将外供的燃气配送至燃烧腔的配气装置，设置在壳体内、用于将空气配送至燃烧腔与燃气混合以助燃的配风装置；配气装置包括设置在壳体轴线上、用于发生斜向火焰的中心气嘴，沿中心气嘴周向均布、用于发生径向火焰的若干补充气嘴，沿中心气嘴周向均布、位于补充气嘴外围、用于发生轴向火焰和斜向火焰的若干主气嘴；中心气嘴和补充气皆通过设置在壳体轴线上的中心气环与气源相通，主气嘴通过设置在壳体内的主气环与气源相通；配风装置包括设置在位于壳体内部的二次风腔内、由风源始顺序联通的调节风门、旋流风门、文丘里装置、配风腔和风道；还包括设置在中心气嘴前端、用于稳定燃烧的稳焰盘，补充气嘴穿过稳焰盘；还包括设置在补充气嘴上的点火装置；在壳体内还设置有可拆卸燃油喷射雾化装置。

2.根据权利要求1所述的燃气及燃油两用燃烧器，其特征是，中心气嘴发生的斜向火焰与轴线夹角在50°~70°之间，主气嘴发生的斜向火焰与轴线夹角在40°~50°之间。

3.根据权利要求1所述的燃气及燃油两用燃烧器，其特征是，主气嘴包括定管、既转动又移动设置在定管内的动管、固联在动管外端的主喷头，在定管和动管之间设置调节螺钉用于将动管在定管内止动。

4.根据权利要求1或3所述的燃气及燃油两用燃烧器，其特征是，在定管和动管外设置冷却风管联通配风腔和燃烧腔，冷却风管的截面积为主气嘴截面积的6~10倍；所有冷却风管的通风量之和为二次风总风量的10~15%。

5.根据权利要求1所述的燃气及燃油两用燃烧器，其特征是，在壳体轴线上设置同轴的燃油喷射雾化装置安装管和中心气管，燃油喷射雾化装置安装管外和中心气管内的空腔为中心气环；在燃油喷射雾化装置安装管内可拆卸设置有燃油喷射雾化装置。

6.根据权利要求1所述的燃气及燃油两用燃烧器，其特征是，主气环位于二次风腔内部。