CN209431399U - 燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种燃烧器。包括：燃料管路、空气管路和风机(12)，空气管路包括外环空气旋流通道(8)、内环空气旋流通道(5)、旋向相反的外环旋流器(9)和内环旋流器(7)；外环空气旋流通道(8)套在内环空气旋流通道(5)的外部，燃料管路的进料口穿过外环空气旋流通道(8)的侧壁和内环空气旋流通道(5)的侧壁，燃料管路的出料口设置在外环空气旋流通道(8)的出风口和内环空气旋流通道(5)的出风口上方；外环旋流器(9)设置在外环空气旋流通道(8)内，内环旋流器(7)设置在内环空气旋流通道(5)内；外环空气旋流通道(8)的进风口和风机(12)的出风口连接。达到保证燃烧过程低碳环保节能的有益效果。

Description

燃烧器

技术领域

本实用新型涉及锅炉燃烧设备技术领域，尤其涉及一种燃烧器。

背景技术

燃烧器在各式生活及工业锅炉中应用极为广泛。以液态燃料(如柴油、重油、生物油、醇基燃料等)为单一燃料的燃烧器在工业领域尤为常见，但燃烧液态燃料容易产生二氧化硫，且在雾化效果不好的情况下燃烧，容易产生燃烧不充分、尾气中烟黑含量高等问题；另外，工业生产锅炉对燃料油的需求、消耗量较大，如何有效降低燃料油的消耗、控制生产成本也是一个亟待解决的问题。

随着人们环保意识的不断提高，国家环保法律法规的逐渐完善，为适应国家及行业低碳环保节能的发展趋势，急需对燃油设备进行技术改造，使其具备使用多种更为清洁的燃气资源(如天然气、液化石油气)的能力。天然气与液态燃料相比，具有使用方便、清洁安全、效率较高等优点，但天然气的供应并不稳定，由于其存储难度大，在冬季供暖期，工业用户的用气量会受到限制，因此在采用天然气为燃料的改造中，还应保留燃烧器原有燃料的燃烧方式，所以迫切需要能够实现油气高效混烧、低污染排放的燃烧器及其技术方案。由于液态燃料和气态燃料热值不同、燃烧机理不同、火焰形状不同等因素，致使双燃料燃烧器存在火焰不易调节、焰形与炉膛形状不容易匹配的问题。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本实用新型提供了一种燃烧器，以解决现有技术中存在的液态燃料燃烧不充分、尾气中烟黑含量高以及氮氧化物排放不达标等问题。达到了保证燃烧过程低碳环保节能的有益效果。

(二)技术方案

第一方面，本实用新型实施例提供了一种燃烧器。燃烧器包括：燃料管路、空气管路和风机12，所述空气管路包括外环空气旋流通道8、内环空气旋流通道5、旋向相反的外环旋流器9和内环旋流器7；

所述外环空气旋流通道8套在所述内环空气旋流通道5的外部，所述燃料管路的进料口穿过所述外环空气旋流通道8的侧壁和所述内环空气旋流通道5的侧壁，所述燃料管路的出料口设置在所述外环空气旋流通道8 的出风口和所述内环空气旋流通道5的出风口上方；

所述外环旋流器9设置在所述外环空气旋流通道8内，所述内环旋流器7设置在所述内环空气旋流通道5内；

所述外环空气旋流通道8的进风口和所述风机12的出风口连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述燃料管路包括：燃气管路和燃油管路，所述燃气管路包括一根进燃总管1和多根出燃支管2，所述燃油管路包括一根中心进油管3和一个燃油喷嘴4；

所述中心进油管3的出油口和所述燃油喷嘴4的进油口连接；

所述进燃总管1和所述中心进油管3同轴设置，所述进燃总管1套在所述中心进油管3外部，所述进燃总管1的出气口和每个所述出燃支管2 的进气口的连接处设置在所述燃油喷嘴4的腔体下部，多根所述出燃支管 2沿水平周向均匀分布。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括：调节挡板6、阀杆、传动装置和执行器；

所述执行器和所述传动装置连接，所述传动装置和所述阀杆连接，所述阀杆和所述内环空气旋流通道5的进风口转动连接，所述阀杆和所述调节挡板6固定连接，所述调节挡板6围绕所述阀杆旋转来控制所述内环空气旋流通道5的进风口的开度。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括：燃烧口套筒10；

所述燃烧口套筒10的下端和所述外环空气旋流通道8的出风口连接；

所述燃烧口套筒10的流通截面尺寸沿远离所述出燃支管2至靠近所述出燃支管2的方向逐渐变大。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，每个所述出燃支管2上均匀地设置有多个燃料喷孔11。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述外环旋流器9和所述内环旋流器7均为轴向旋流器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述外环旋流器9和所述内环旋流器7均为径向旋流器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述中心进油管3上设置有燃油过滤器、油泵、燃油预热器和电磁阀。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述风机12为离心鼓风机。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，所述鼓风机上设置有鼓风变频器13。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本实用新型燃烧器具有以下有益效果：

(1)由于本实用新型实施例中的燃烧器包括旋向相反的外环旋流器和内环旋流器，所以在旋流器出口处两路气流接触的边界上能够形成强的湍流剪切带，有利于液态燃料的雾化，同时能够增强燃料与空气的掺混效果，提高燃料和空气的混合均匀程度，避免由于液态燃料雾化效果差，及液态燃料与空气掺混不均匀而导致的液态燃料燃烧不充分、尾气中烟黑含量高以及氮氧化物排放不达标等问题，进而保持低排放的同时提高燃烧效率，因此，能够保证燃烧过程低碳环保节能；

(2)另外，由于本实用新型实施例中的燃烧器能够避免由于液态燃料雾化效果差，及液态燃料与空气掺混不均匀而导致的液态燃料燃烧不充分的问题，所以，能够使得液态燃料充分地燃烧，因此，本实用新型实施例中的燃烧器可以降低燃料的消耗，控制生产成本；

(3)由于本实用新型实施例中的燃烧器同时包括燃气管路和燃油管路，所以可以将燃气火焰作为预燃级火焰，将较难燃烧的液态燃料产生的火焰作为主燃级火焰，增强了燃料使用的灵活性；

(4)由于本实用新型实施例中的燃烧器包括调节挡板(控制内环空气旋流通道的进风口的开度)、旋向相反的外环旋流器和内环旋流器，所以，可以通过对内环空气旋流通道和外环空气旋流通道进行不同的进气匹配，来准确设置炉膛内的气态流场，进而实现对火焰形状的调节和控制，以匹配不同的炉膛结构和形状；

(5)本实用新型实施例可以实现旋流助燃空气分级，以及空气气量分配比例可调，所以，在不同负荷需求下，可以灵活的调整工况。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的燃烧器的第一种剖视结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的燃烧器的第二种剖视结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

燃烧器，是使燃料和空气以一定方式喷出混合燃烧的装置统称。燃烧器按类型和应用领域分工业燃烧器、燃烧器、民用燃烧器和特种燃烧器几种。燃烧器在各式生活及工业锅炉中应用极为广泛。以液态燃料(如柴油、重油、生物油、醇基燃料等)为单一燃料的燃烧器在工业领域尤为常见，但燃烧液态燃料容易产生二氧化硫，且在雾化效果不好的情况下燃烧，容易产生燃烧不充分、尾气中烟黑含量高等问题；另外，工业生产锅炉对燃料油的需求、消耗量较大，如何有效降低燃料油的消耗、控制生产成本也是一个亟待解决的问题。

随着人们环保意识的不断提高，国家环保法律法规的逐渐完善，为适应国家及行业低碳环保节能的发展趋势，急需对燃油设备进行技术改造，使其具备使用多种更为清洁的燃气资源(如天然气、液化石油气)的能力。天然气与液态燃料相比，具有使用方便、清洁安全、效率较高等优点，但天然气的供应并不稳定，由于其存储难度大，在冬季供暖期，工业用户的用气量会受到限制，因此在采用天然气为燃料的改造中，还应保留燃烧器原有燃料的燃烧方式，所以迫切需要能够实现油气高效混烧、低污染排放的燃烧器及其技术方案。由于液态燃料和气态燃料热值不同、燃烧机理不同、火焰形状不同等因素，致使双燃料燃烧器存在火焰不易调节、焰形与炉膛形状不容易匹配的问题，基于此，本实用新型实施例提供的一种燃烧器，可以缓解现有技术中的液态燃料燃烧不充分、尾气中烟黑含量高以及氮氧化物排放不达标等问题，达到保证燃烧过程低碳环保节能的技术效果。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种燃烧器进行详细介绍，如图1所示，燃烧器包括：燃料管路、空气管路和风机12，所述空气管路包括外环空气旋流通道8、内环空气旋流通道5、旋向相反的外环旋流器9和内环旋流器7。

在本实用新型实施例中，外环旋流器9和内环旋流器7均为径向旋流器。

其中，风机12可以为离心鼓风机，所述鼓风机上可以设置有鼓风变频器13。

所述外环空气旋流通道8套在所述内环空气旋流通道5的外部，所述燃料管路的进料口穿过所述外环空气旋流通道8的侧壁和所述内环空气旋流通道5的侧壁，所述燃料管路的出料口设置在所述外环空气旋流通道8 的出风口和所述内环空气旋流通道5的出风口上方。

其中，所述燃料管路包括：燃气管路和燃油管路，所述燃气管路包括一根进燃总管1和多根出燃支管2，所述燃油管路包括一根中心进油管3 和一个燃油喷嘴4。

进燃总管1可以为环形进燃总管。优选的，出燃支管2的数量可以设置为6根。每个所述出燃支管2上均匀地设置有多个燃料喷孔11。优选的，燃料喷孔11可以为水平燃料喷孔。优选的，出燃支管2的两侧半圆面上均匀地设置有水平燃料喷孔11，每根出燃支管2每侧设置有5个燃料喷孔 11。燃料喷孔11的孔径的取值范围可以为1.5～3.0mm，优选的，燃料喷孔 11的孔径为3mm。

所述中心进油管3的出油口和所述燃油喷嘴4的进油口连接。

其中，燃油喷嘴4可以为机械压力雾化喷嘴，燃油喷嘴4可以通过螺纹连接固定在中心进油管3的出油口。燃油喷嘴4的喷雾角度为α，喷雾角度α的取值范围可以为45°～60°，优选的，喷雾角度α为60°。中心进油管3上可以设置有燃油过滤器、油泵、燃油预热器和电磁阀。

所述进燃总管1和所述中心进油管3同轴设置，所述进燃总管1套在所述中心进油管3外部，所述进燃总管1的出气口和每个所述出燃支管2 的进气口的连接处设置在所述燃油喷嘴4的腔体下部，多根所述出燃支管 2沿水平周向均匀分布。

其中，外环空气旋流通道8的出风口的外侧壁的边缘形成一个圆形，若出燃支管2的数量设置为6根，则6根出燃支管2的不同于进气口的一端将圆形的周长进行6等分。相邻的两根出燃支管2间的夹角为60°。若出燃支管2的数量设置为4根，则4根出燃支管2的不同于进气口的一端将圆形的周长进行4等分。相邻的两根出燃支管2间的夹角为90°。

所述外环旋流器9设置在所述外环空气旋流通道8内，所述内环旋流器7设置在所述内环空气旋流通道5内。

所述外环空气旋流通道8的进风口和所述风机12的出风口连接。

由于本实用新型实施例中的燃烧器包括旋向相反的外环旋流器和内环旋流器，所以在旋流器出口处两路气流接触的边界上能够形成强的湍流剪切带，有利于液态燃料的雾化，同时能够增强燃料与空气的掺混效果，提高燃料和空气的混合均匀程度，也能够在一定程度上减少高温燃烧区的大小，降低热力型氮氧化物的生成，避免由于液态燃料雾化效果差，及液态燃料与空气掺混不均匀而导致的液态燃料燃烧不充分、尾气中烟黑含量高以及氮氧化物排放不达标等问题，进而保持低排放的同时提高燃烧效率，因此，能够保证燃烧过程低碳环保节能。

另外，由于本实用新型实施例中的燃烧器能够避免由于液态燃料雾化效果差，及液态燃料与空气掺混不均匀而导致的液态燃料燃烧不充分的问题，所以，能够使得液态燃料充分地燃烧，因此，本实用新型实施例中的燃烧器可以降低燃料的消耗，控制生产成本。

本实用新型实施例的工作过程可以为：当天然气充足且热负荷不高时，可以只烧天然气。当天然气存量不足时，补入重油以满足热负荷需求，即不仅燃烧天然气，还燃烧液态燃料。当没有天然气时，完全燃烧液态燃料。在两种燃料混合燃烧时，燃气火焰作为预燃级火焰使用，将较难燃烧的液态燃料产生的火焰作为主燃级火焰，同时，由于预燃级火焰的存在，能够使得液态燃料稳定可靠地燃烧，因此，增强了燃料使用的灵活性。

本实用新型实施例中的燃烧器还包括：调节挡板6、阀杆、传动装置和执行器。所述执行器和所述传动装置连接，所述传动装置和所述阀杆连接，所述阀杆和所述内环空气旋流通道5的进风口转动连接，所述阀杆和所述调节挡板6固定连接，所述调节挡板6围绕所述阀杆旋转来控制所述内环空气旋流通道5的进风口的开度。

其中，调节挡板6可以实现0～100％开度的连续调节。当内环空气旋流通道5的进风口的开度大时，从内环空气旋流通道5的进风口进入的风量就大；当内环空气旋流通道5的进风口的开度小时，从内环空气旋流通道5的进风口进入的风量就小。

需要注意的是，在两种燃料混合燃烧时，调节挡板6不能关死，可以在30％～100％开度之间进行调节。通过使用调节挡板6可以降低通过内环旋流器7的空气比例，使外环旋流器9空气流量占优，内环空气旋流通道5的空气在提供少部分氧化剂的同时还提供扰动气流，与外环空气旋流通道8的气流作用形成强湍流剪切带来进一步雾化并掺混油料。因此，能够进一步提高燃料和空气的混合均匀程度，保证燃烧过程低碳环保节能。

本实用新型实施例中，由于可以人为地控制内环空气旋流通道的进风口的开度，所以，可以通过对内环空气旋流通道和外环空气旋流通道进行不同的进气匹配，来准确设置炉膛内的气态流场，进而实现对火焰形状的调节和控制，以匹配不同的炉膛结构和形状。

同时，由于可以人为地控制内环空气旋流通道的进风口的开度，所以，本实用新型实施例可以实现旋流助燃空气分级，以及空气气量分配比例可调，因此，在不同负荷需求下，可以灵活的调整工况。

本实用新型实施例中的燃烧器还包括：燃烧口套筒10。所述燃烧口套筒10的下端和所述外环空气旋流通道8的出风口连接。所述燃烧口套筒 10的流通截面尺寸沿远离所述出燃支管2至靠近所述出燃支管2的方向逐渐变大。

其中，燃烧口套筒10的收缩角β的取值范围可以为0°～30°，优选的，收缩角β为20°。

在本实用新型的又一实施例中，对本实用新型实施例所公开的一种燃烧器进行详细介绍，如图2所示，本实用新型实施例中的所述外环旋流器 9和所述内环旋流器7均为轴向旋流器。其余同上述实施例。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃烧器，其特征在于，包括：燃料管路、空气管路和风机(12)，所述空气管路包括外环空气旋流通道(8)、内环空气旋流通道(5)、旋向相反的外环旋流器(9)和内环旋流器(7)；

所述外环空气旋流通道(8)套在所述内环空气旋流通道(5)的外部，所述燃料管路的进料口穿过所述外环空气旋流通道(8)的侧壁和所述内环空气旋流通道(5)的侧壁，所述燃料管路的出料口设置在所述外环空气旋流通道(8)的出风口和所述内环空气旋流通道(5)的出风口上方；

所述外环旋流器(9)设置在所述外环空气旋流通道(8)内，所述内环旋流器(7)设置在所述内环空气旋流通道(5)内；

所述外环空气旋流通道(8)的进风口和所述风机(12)的出风口连接。

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述燃料管路包括：燃气管路和燃油管路，所述燃气管路包括一根进燃总管(1)和多根出燃支管(2)，所述燃油管路包括一根中心进油管(3)和一个燃油喷嘴(4)；

所述中心进油管(3)的出油口和所述燃油喷嘴(4)的进油口连接；

所述进燃总管(1)和所述中心进油管(3)同轴设置，所述进燃总管(1)套在所述中心进油管(3)外部，所述进燃总管(1)的出气口和每个所述出燃支管(2)的进气口的连接处设置在所述燃油喷嘴(4)的腔体下部，多根所述出燃支管(2)沿水平周向均匀分布。

3.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，还包括：调节挡板(6)、阀杆、传动装置和执行器；

所述执行器和所述传动装置连接，所述传动装置和所述阀杆连接，所述阀杆和所述内环空气旋流通道(5)的进风口转动连接，所述阀杆和所述调节挡板(6)固定连接，所述调节挡板(6)围绕所述阀杆旋转来控制所述内环空气旋流通道(5)的进风口的开度。

4.根据权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，还包括：燃烧口套筒(10)；

所述燃烧口套筒(10)的下端和所述外环空气旋流通道(8)的出风口连接；

所述燃烧口套筒(10)的流通截面尺寸沿远离所述出燃支管(2)至靠近所述出燃支管(2)的方向逐渐变大。

5.根据权利要求4所述的燃烧器，其特征在于，每个所述出燃支管(2)上均匀地设置有多个燃料喷孔(11)。

6.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于，所述外环旋流器(9)和所述内环旋流器(7)均为轴向旋流器。

7.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于，所述外环旋流器(9)和所述内环旋流器(7)均为径向旋流器。

8.根据权利要求6或7所述的燃烧器，其特征在于，所述中心进油管(3)上设置有燃油过滤器、油泵、燃油预热器和电磁阀。

9.根据权利要求8所述的燃烧器，其特征在于，所述风机(12)为离心鼓风机。

10.根据权利要求9所述的燃烧器，其特征在于，所述鼓风机上设置有鼓风变频器(13)。