CN210219749U - 一种醇基液态燃料燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种醇基液态燃料燃烧器，至少包括助燃空气进口管、液态燃料进口管、空气旋流器、汽化燃烧室及外壳，助燃空气进口管的内部设有点火电极，其后端通过密封盖板密封，其还设有助燃风进口；液态燃料进口管轴向设置于助燃空气进口管内部，空气旋流器固定于助燃空气进口管内壁上，同时将液态燃料进口管和点火电极支撑固定；汽化燃烧室呈管状，助燃空气进口管的出口端插入该汽化燃烧室内，汽化燃烧室的出口端固定有喷口；外壳包覆于汽化燃烧室外，并将助燃空气进口管支撑固定。本实用新型提供的醇基液态燃料燃烧器结构合理、便于使用、雾化充分、燃烧效率高、火焰刚度高、氮氧化物排放量低。

Description

一种醇基液态燃料燃烧器

技术领域

本实用新型涉及工业用燃烧器领域，特别涉及一种用于醇基液态燃料的工业炉窑（包括锅炉）的低氮节能燃烧器。

背景技术

随着一次能源日趋紧张，以及大众环保意识的日益增强，能源利用率最大化和有效降低污染物排放是我们所面临的重要课题。近年来，随着国际环保形势的日趋严峻，国家大力鼓励发展新型清洁能源，醇基液态燃料作为一种新型清洁能源，具有便于储运、安全可靠、燃烧时无烟无味、燃烧产物清洁卫生等特性，受到了广泛的关注和运用。

目前，醇基液态燃料作为热值来源，在食堂、饭店、汽车行业应用相对广发，但是在工业领域特别是工业炉窑上作为燃料来使用发展相对滞后，分析其原因，主要是现阶段与燃烧醇基液态燃料相配套的工业用燃烧器在相关技术上尚存在不少不足之处。现有的工业用醇基液态燃料燃烧器存在着燃料雾化不充分、空燃比配比控制不当等缺陷，从而导致燃烧不充分，火焰刚度不够；燃烧产物中的氮氧化物排放量过高，环保排放标准不达标；燃烧器结构相对复杂，使用寿命过短，从而造成了在工业炉窑上，大型供暖上等领域无法推广使用的局面。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题即在于提供一种结构合理、便于使用、雾化充分、燃烧效率高、火焰刚度高、氮氧化物排放量低的工业用醇基液态燃料燃烧器。

本实用新型所采用的技术手段如下所述。

本实用新型提供一种醇基液态燃料燃烧器，至少包括：助燃空气进口管、液态燃料进口管、空气旋流器、汽化燃烧室以及外壳，所述助燃空气进口管的内部轴向设置有点火电极，助燃空气进口管的后端通过密封盖板密封，助燃空气进口管的下端设有助燃风进口；所述液态燃料进口管轴向设置于所述助燃空气进口管内部，该液态燃料进口管的燃料进口端贯穿所述密封盖板并连接至液态燃料输送泵；所述空气旋流器固定于所述助燃空气进口管内壁上，同时空气旋流器将所述液态燃料进口管和所述点火电极支撑固定在其中心盘上，所述液态燃料进口管的出口端和所述点火电极的点火端分别贯穿所述空气旋流器的中心盘而延伸露于空气旋流器的外侧；所述汽化燃烧室呈管状，其直径大于所述助燃空气进口管的直径，所述助燃空气进口管的出口端插入该汽化燃烧室内，该汽化燃烧室的出口端固定有喷口；所述外壳包覆于所述汽化燃烧室外，并将所述助燃空气进口管支撑固定。

所述液态燃料进口管的设置数量为2个以上，并均匀平行分布于助燃空气进口管内。

所述液态燃料进口管的燃料出口端均连接有液态燃料雾化喷头。

所述空气旋流器的导向叶片的数量为12~18片，并以10~20度的切向角度均匀排布。

所述助燃空气进口管与所述密封盖板通过连接法兰连接。

所述密封盖板与连接法兰采用螺栓与石棉垫密封连接。

所述密封盖板上设有通入助燃空气进口管内的观火管道。

所述助燃空气进口管内部轴向设置有检测电极，检测电极的检测端贯穿所述空气旋流器的中心盘，而延伸露于空气旋流器的外侧。

所述助燃空气进口管插入所述汽化燃烧室内的尺寸为50~70mm。

所述喷口设置为缩口结构，其收缩角为0~90度。

本实用新型所产生的技术效果如下。

1、液态燃料雾化后与螺旋气流充分混合，接触面积增大，燃烧率高。

2、缩口设计，流速大，火焰刚度强，燃烧更稳定。

3、火焰喷出速度高，对流换热充分，无局部高温区，炉内温度场均匀，炉温更加稳定。

4、采用低氮燃烧技术，二次燃烧炉温均匀，无局部高温区，能够有效遏制氮氧化物生成，氮氧化物的排放量降低，满足环保要求。

5、本实用新型设有检测电极和观火管道，方便火焰监测，能同时有效地防止回火，实时预测和监控燃烧情况。

6、本实用新型结构简单，安装方便，使用寿命长。

附图说明

图1：本实用新型醇基液态燃料燃烧器一种实施例的主视图。

图2：本实用新型醇基液态燃料燃烧器一种佳实施例的A-A剖视图。

图3：本实用新型醇基液态燃料燃烧器一种实施例的左视图。

图4：本实用新型醇基液态燃料燃烧器一种实施例的空气旋流器的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种基于燃烧醇基液态燃料，以空气助燃的低氮节能燃烧器，图1-3为本实用新型一种实施例的结构示意图。

如图1-2所示，本实施例中的醇基液态燃料燃烧器包括液态燃料进口管4、助燃空气进口管8、电极7、密封盖板1、空气旋流器10、汽化燃烧室9以及外壳12。

在本实施例中，助燃空气进口管8的后端通过密封盖板1密封，助燃空气进口管8与密封盖板1之间通过连接法兰2连接，密封盖板1与连接法兰2之间采用螺栓与石棉垫密封连接，助燃空气进口管8的下端设有助燃风进口81，助燃空气进口管8的出口端连接着汽化燃烧室9。

其中，助燃风进口81通过法兰、通风蝶阀以及助燃风管道与助燃风机或其它供风设备连接，形成闭环，助燃风管道上安装有压力、流量检测装置，可根据实际工况需要对燃烧器助燃风量进行实时调节。

如图所示，其中密封盖板1的上部还设有通入助燃空气进口管8内部的观火管道，方便工作人员进行火焰检测。

液态燃料进口管4与电极7轴向设置于助燃空气进口管8内，并均匀平行分布于该助燃空气进口管8内，如图3所示；其中电极7又包含点火电极71和检测电极72，点火电极71与检测电极72的长度相当，两电极的左端均固定在密封盖板1上。采用电极点火及检测的优点在于，电极安装简便，便于拆卸和更换，并可重复使用。

液态燃料进口管4的燃料进口端贯穿密封盖板1，液态燃料进口管4可通过密封接头5改变输送方向，密封接头5采用丝扣连接，并通过配套输送管道和阀门连接至液态燃料输送泵，输送管道上安装有醇基液态燃料压力、流量检测装置，针对实时工况线上调节，可根据具体的在线检测热工数据通过调节阀门开度来控制燃烧器负荷。

在本实施例中设置有两个液态燃料进口管4，每个液态燃料进口管4的出口端连接有雾化喷头6，雾化喷头6可将醇基液态燃料充分雾化，雾化燃料颗粒进入汽化燃烧室9，增大燃料与助燃空气的接触面积，使燃料更好的与助燃空气混合，燃烧得更加充分。

空气旋流器10焊接固定于助燃空气进口管8的内壁上，同时将液态燃料进口管4和电极7支撑固定在其中心盘上，如图4所示，液态燃料进口管8的雾化喷头6、点火电极71的点火端以及检测电极72的检测端均贯穿所述空气旋流器10的中心盘，而延伸露于空气旋流器10的外侧。空气旋流器10的导向叶片13的数量为12~18片，并以10~20度的切向角度均匀排布。助燃风机或其它供风设备产生的助燃空气通过助燃风进口81进入助燃空气进口管8，再经过靠近其出口处设置的该空气旋流器10之后形成螺旋气流，使醇基液态燃料的雾化颗粒与助燃风混合的更加充分，燃烧得更完全。

汽化燃烧室9呈管状，由耐高温的不锈钢或不定型耐火材料制成，本实施例中汽化燃烧室的内部结构尺寸为Φ420mm×645mm，其直径大于助燃空气进口管8的直径，助燃空气进口管8的出口端插入汽化燃烧室9内，其插入尺寸为50~70mm。汽化燃烧室9的出口端固定有喷口11，且汽化燃烧室9与喷口11由浇注料整体浇注成型，该喷口11按照一定角度θ缩口设计，如图1所示，收缩角θ的范围为0~90度，通过制作不同角度的缩口，增加流速，提高对流换热，喷口的最高喷出速度可达150m/s，以增强火焰刚度，结构更稳定可靠。

采用本实用新型的醇基液态燃料燃烧器，醇基液态燃料经过燃料泵加压后送入液态燃料进口管4，可分成两路或多路通过液态燃料雾化喷头6喷出进入汽化燃烧室9；在所述汽化燃烧室9内，充分雾化的液态醇基燃料分子与空气旋流器10产生的螺旋气流充分搅动混合，形成可燃气氛；可燃气氛通过点火电极71进行点火，并通过检查电极72进行燃烧过程的检测，在汽化燃烧室9中进行一次燃烧后的气体，再通过具有缩口设计的喷口11高速喷入炉膛内进行二次燃烧，达到加热物件的目的。

该燃烧器的基本燃烧参数为：燃料压力为0.6~1.5Mpa，燃料流速为1~2.5m/s，空气流速为20~30m/s，空燃比为4.5~6Nm³/kg。由于采用二次燃烧的低氮燃烧技术，汽化燃烧室9的温度低于1300℃，醇基液态燃料二次燃烧，炉温均匀，无局部高温区，可有效遏制氮氧化物的生成，其氮氧化物排放量： 20mg/m³~50mg/m³（实地监测数据），低于国家和行业的排放标准100mg/m³。

Claims (10)

1.一种醇基液态燃料燃烧器，其特征在于，至少包括：

助燃空气进口管（8），所述助燃空气进口管（8）的内部轴向设置有点火电极（71），助燃空气进口管（8）的后端通过密封盖板（1）密封，助燃空气进口管（8）的下端设有助燃风进口（81）；

液态燃料进口管（4），所述液态燃料进口管（4）轴向设置于所述助燃空气进口管（8）内部，该液态燃料进口管（4）的燃料进口端贯穿所述密封盖板（1）并连接至液态燃料输送泵；

空气旋流器（10），该空气旋流器（10）固定于所述助燃空气进口管（8）内壁上，同时空气旋流器（10）将所述液态燃料进口管（4）和所述点火电极（71）支撑固定在其中心盘上，所述液态燃料进口管（4）的出口端和所述点火电极（71）的点火端分别贯穿所述空气旋流器（10）的中心盘而延伸露于空气旋流器（10）的外侧；

汽化燃烧室（9），所述汽化燃烧室（9）呈管状，其直径大于所述助燃空气进口管（8）的直径，所述助燃空气进口管（8）的出口端插入该汽化燃烧室（9）内，该汽化燃烧室（9）的出口端固定有喷口（11）；

外壳（12），所述外壳（12）包覆于所述汽化燃烧室（9）外，并将所述助燃空气进口管（8）支撑固定。

2.如权利要求1所述的醇基液态燃料燃烧器，其特征在于，所述液态燃料进口管（4）的设置数量为2个以上，并均匀平行分布于助燃空气进口管（8）内。

3.如权利要求2所述的醇基液态燃料燃烧器，其特征在于，所述液态燃料进口管（4）的出口端均连接有液态燃料雾化喷头（6）。

4.如权利要求1所述的醇基液态燃料燃烧器，其特征在于，所述空气旋流器（10）的导向叶片（13）的数量为12~18片，并以10~20度的切向角度均匀排布。

5.如权利要求1所述的醇基液态燃料燃烧器，其特征在于，所述助燃空气进口管（8）与所述密封盖板（1）通过连接法兰（2）连接。

6.如权利要求5所述的醇基液态燃料燃烧器，其特征在于，所述密封盖板（1）与连接法兰（2）采用螺栓与石棉垫密封连接。

7.如权利要求1所述的醇基液态燃料燃烧器，其特征在于，所述密封盖板（1）上设有通入助燃空气进口管（8）内的观火管道（3）。

8.如权利要求1所述的醇基液态燃料燃烧器，其特征在于，所述助燃空气进口管（8）内部轴向设置有检测电极（72），检测电极（72）的检测端贯穿所述空气旋流器（10）的中心盘而延伸露于空气旋流器（10）的外侧。

9.如权利要求1所述的醇基液态燃料燃烧器，其特征在于，所述助燃空气进口管（8）插入所述汽化燃烧室（9）内的尺寸为50~70mm。

10.如权利要求1所述的醇基液态燃料燃烧器，其特征在于，所述喷口（11）设置为缩口结构，其收缩角（θ）为0~90度。

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