CN210688196U - 一种带有气化装置的燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有气化装置的燃烧器，所述燃烧器包括燃烧室，所述气化装置竖直设置在所述燃烧室靠近投入燃料的一侧；所述气化装置包括高压风机、制氧机、主送风管、支管和基座，所述高压风机、所述制氧机与所述主送风管连接，所述支管连接在所述主送风管上；所述高压风机、制氧机设置在基座上，所述支管设置在基座内部。本实用新型提高了燃烧器内燃料的气化效率，使得燃料的热值升高，从而提高了燃烧器的热效率，或者在同样的热效率下达到节省燃料的目的。

Description

一种带有气化装置的燃烧器

技术领域

本实用新型涉及燃烧气化技术领域，具体涉及一种带有气化装置的燃烧器。

背景技术

目前的燃烧器大都存在燃烧不充分，其中的生物质燃料以及煤炭燃料等不能得到有效气化，烟尘以及氮氧化合物产量偏高等技术问题。

目前现有技术虽然也公开了带气化功能的燃烧器，虽然对气化燃烧有所改善，但是其效果还远远达不到现有燃烧器的改善指标，不能满足用户的需求。

实用新型内容

鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种带有气化装置的燃烧器，提高了燃料的气化效率，从而提高了燃烧器的燃烧效率。

本实用新型提供了一种带有气化装置的燃烧器，所述燃烧器包括燃烧室，所述气化装置竖直设置在所述燃烧室靠近投入燃料的一侧；

所述气化装置包括高压风机、制氧机、主送风管、支管和基座，所述高压风机、所述制氧机与所述主送风管连接，所述支管连接在所述主送风管上；且所述高压风机、制氧机设置在基座上，所述支管设置在基座内部。

可选的，所述燃烧室包括连通的主燃烧室和辅助燃烧室,所述辅助燃烧室设置在所述主燃烧室的进燃料一侧，所述辅助燃烧室和主燃烧室下部设置有炉排，所述气化装置设置在所述辅助燃烧室的炉排上方。

可选的，所述基座由保温隔热材料制成，所述基座由保温隔热材料浇注而成，所述保温隔热材料包括珍珠岩、硅酸铝、耐火水泥、耐火砂中的一种或几种。

可选的，所述气化装置还包括喷管，所述喷管连接在所述支管上，设置在所述基座内并与所述基座底部导通。

可选的，所述基座内部还包括加强钢梁；所述装置包括壳体，所述高压风机、制氧机、缓冲气袋、主送风管和支管均设置在所述壳体内，所述壳体在燃烧室内的部分由耐火砖砌成。

可选的，所述气化装置还包括混合气体配比器和缓冲气袋，所述高压风机和所述制氧机均通过管道连接所述混合气体配比器，且所述缓冲气袋与所述混合气体配比器通过管道。

可选的，所述混合气体配比器与所述缓冲气袋之间的管道上设置有所述流量控制阀，且所述缓冲气袋上设置有压力计，所述主送风管上设置有压力控制阀，所述高压风机、所述制氧机、所述混合气体配比器、所述流量控制阀、所述压力计和所述压力控制阀均可与PLC控制器电性连接。

可选的，所述缓冲气袋上连接有多根所述主送风管，所述主送风管设置在所述基座内，每根所述主送风管上设置有1根或多根所述支管，每根所述支管上设置有一根或多跟喷管。

可选的，所述气化装置包括两个所述高压风机和两个所述制氧机，两个所述高压风机和两个所述制氧机的输出管道分别连接在所述缓冲气袋的左右两侧，且所述基座下部倾斜设置。

可选的，所述辅助燃烧室和主燃烧室的炉排下方均设置有水蒸气喷射装置。

本实用新型可以获得如下的技术效果：

本实用新型公开的带有气化装置的燃烧器，能够对空气配比加入10-25％纯氧与空气配合形成气化剂，同时所述气化装置能够对气化剂进行预加热能使煤炭或者生物质在既定空间和一定温度压力下能够彻底的气化，使得燃料的热值升高，从而提高了燃烧器的热效率，或者在同样的热效率下达到节省燃料的目的，同时又使燃料以气体方式混合燃烧形成产物为二氧化碳和水，达到降低氮氧化合物的目的。

本实用新型的技术方案，将气源装置设置在燃烧器内部，避免了气化剂长距离的输送，提高了整体的效益。

并且，所述燃烧器能够通过上述气化装置实现气化剂的分级分段喷出，采用低压保卫高压的方式实现浓淡相分离，隔离了空气中氮气与燃烧气体的接触，使得燃烧更加充分，极大地降低了燃烧器排出的气体中氮氧化合物的含量。

附图说明

图1是本实用新型的包括气化装置的燃烧器结构示意图；

图2是本实用新型的D-D向剖面结构示意图；

图3是本实用新型的燃烧器的前后方向横向剖面结构示意图；

图4是本实用新型的气化剂流向示意图；

图中：100为气化装置，101送风模块，102制氧模块，103缓冲腔，104主送风管，105支管，106喷管，107混合气体配比器，108流量控制阀，109基座，110加强钢梁；

200辅助燃烧室；300主燃烧室；400炉排。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

为了清楚地说明本实用新型中的装置或设备，根据图1，沿着燃烧器方向的右侧为前侧、前方，以左侧为后侧、后方。

本实用新型的主要构思包括，设置一个帮助燃烧器内燃料气化的燃烧气化独立插件，可以用于包括锅炉在内的任一燃烧器内，竖直地插入到燃烧腔室内部，并且安装在燃烧器的侧壁上，其中该插件包括送风源、纯氧源以及预热单元，从而产生的气化剂能够满足燃烧器燃料充分气化燃烧的需求。

实施例1

如图1-4所示，本实用新型实施例1提供了包括气化装置的燃烧器，所述燃烧器包括燃烧室，所述气化装置设置在所述燃烧室靠近投入燃料的一侧，并且，所述气化装置的所述基座由低到高向燃烧室内部倾斜，燃烧空间加大，由于倾斜设置，可以防止燃烧时回火和倒火，促使烟尘向前方移送并且继续燃烧，提高燃料燃烧的效率，并且加强了燃烧热量的集中性。

作为一个具体实施方式，所述燃烧室包括连通的主燃烧室300和辅助燃烧室200,所述辅助燃烧室200设置在所述主燃烧室300的进燃料一侧，所述辅助燃烧室和主燃烧室下部设置有炉排400，所述装置100设置在所述辅助燃烧室200的炉排400上方。

优选的，在辅助燃烧室200下部的炉排400的底部设置有水蒸气喷射装置(图中未示出)，所述水蒸气喷射装置用于间歇性地向上喷洒水蒸气；所述水蒸气喷射装置的设置一方面能够起到对炉排的降温作用，使得炉排温度不至过高，保护炉排，从而提高炉排的使用寿命；另一方面，水蒸气遇到高温燃烧的燃料后能够形成新的能源水煤气，使得水蒸气在高温和灼热的燃料表面迅速发生复杂的化学分解反应、燃料也借此发生裂解反应，快速形成氢气、一氧化碳和氧气，这样，将普通的水变成可以燃烧的“可燃水”，可以提高燃料的燃烧速率，迅速释放能量，燃烧充分；第三，水蒸气的间歇式加入可实现减少送风，低氮燃烧，进而有效控制NOx的生成，从而减少了脱硝的费用，达到节能环保目的，减少对环境的污染，节能效果显著。

辅助燃烧室200上方的气化装置喷出经过预热和压力加强的气化剂，使得煤炭或者生物质等燃料以及水蒸气在燃烧过程的气化效率更高，效果更好。

实施例2

如图1-4所示，本实用新型实施例的一种气化装置100，所述装置包括送风模块101、制氧模块102、缓冲腔103、主送风管104、支管105、喷管106、混合气体配比器107、流量控制阀108、基座109和加强钢梁110，所述送风模块101、所述制氧模块102、所述混合气体配比器107和所述缓冲腔103之间通过管道连接，所述主送风管104连接在所述缓冲腔103上，所述支管105连接在所述主送风管104上；所述送风模块101、所述制氧模块102、所述缓冲腔103和所述主送风管104均设置在所述基座109上。

所述主送风管104可以为多根，优选为5根，每根主送风管连接一根或数根所述支管。

当然，为了加强对气化剂的预热，所述主送风管104也可以设置在基座109内部，并且所述支管设置在所述基座内，所述基座由保温材料制成，同时所述基座还能够隔离燃烧腔室与上部送风模块等的热量，避免燃烧腔室内的热量对燃烧腔室的影响，所述基座能够实现对所述主送风管和所述支管或仅对所述支管预加热。

如图3所示，作为一个具体实施例，本实用新型中所述缓冲腔103设置在基座109顶部，所述主送风管为5根，竖直设置在基座内顶部位置，并且活动连接在缓冲腔上，所述主送风管104底部横向连接有所述支管105，所述支管左右布置，参见图3，所述支管105下部连接有喷管106，所述喷管可以加强气化剂的压力，更加有利于燃料的气化。优选的，每根所述支管下部设置有10个喷管，这样，所述基座底部在前后方向上形成有5行10列的排列，从而加强了气化效果。

可选的，所述基座109由保温材料浇注而成，所述保温材料包括珍珠岩、硅酸铝、耐火水泥、耐火砂中的一种或几种，为了加强基座的强度，在浇注时还可以加入加强钢梁，所述基座可以是实心结构，也可以为空心结构。

所述主送风管104和支管105可以预先设置连接固定接好，然后将其浇注在基座109内。从而完成基座的加工。

可选的，所述装置包括壳体，所述送风模块101、制氧模块102、缓冲腔103、主送风管104和支管105均设置在所述壳体内，所述壳体的设置加强了保温的效果，增强了所述装置的预热功能。其中，所述送风模块101、制氧模块102可以连接在壳体的上部或者中间的位置。

为了保证基座109上部的送风模块、制氧模块和缓冲腔等能够正常工作不被燃烧室内的损坏，所述基座和所述壳体必须保证有足够的厚度或高度，从而隔绝燃烧室内的高温。

作为一个具体实施方式，所述壳体至少在燃烧室内的部分可以由防火砖砌成，这样可以防止燃烧室内的高温损坏气化装置内的模块、器件和管道。

优选的，所述主送风管104和支管105应该是耐高温燃烧的材质，比如低碳的不锈钢材料或陶瓷管等，或者所述主送风管和支管由浇注料形成。

在本发明的实施例中，所述送风模块101为高压风机或空气压缩机，所述制氧模块102为工业制氧机；所述送风模块和所述制氧模块均通过管道连接混合气体配比器107，所述混合气体配比器107通过管道与所述缓冲腔连接。所述混合气体配比器107可以确定来自所述制氧模块和所述送风模块的气体流量体积比例。

作为一个具体实施方式，所述气化装置由PLC控制。所述流量控制阀107，所述缓冲腔103上设置有压力计(图中未示出)，所述主送风管104上设置有压力控制阀(图中未示出)，所述送风模块101、所述制氧模块102、所述混合气体配比器107、所述流量控制阀108、所述压力计和所述压力控制阀均与PLC控制器电性连接，从而实现气化装置的自动化。所述控制器可以根据混合配比值、流量阀的流量值、压力阀的压力值乃至燃烧室内的燃烧温度值和氮氧混合物含量值等控制决定所述高压风机和所述制氧机的功率输出。

可选的，所述装置包括两个所述送风模块和制氧模块，两个所述送风模块和制氧模块的输出管道分别连接在所述缓冲腔的左右两侧，通过设置两套送风模块和制氧模块，可以提高所述缓冲腔内流量和气压的稳定性，且通过所述支管105下端设置有喷管106，进一步加强了气化剂的压力，有利于保证气化的效率。

实施例3

上述燃烧器在使用过程中，所述气化装置100通过所述基座109底部喷管阵列喷出的气化剂中纯氧占空气的含量在10-25％之间，并且，在喷吹过程中，控制所述基座109中间喷管106的气化剂压力高于两边喷管106气化剂的压力。

在所述气化装置下方根据喷管阵列形成了分段分级的燃烧，从而促进了气化的发生，获得了预料不到的技术效果。

具体的，以所述基座109底部设置五排喷管106的情形为例，沿着炉排向前移动方向，控制第一排和第五排的喷管喷出的气化剂压力小于中间三排的气压剂压力，这样，中间三排喷管的高压力可以保证炉排上的燃料需要的气流和热量，送风量大，高温燃烧，产生气体、甲烷以及氮氧化合物等，形成高温高压环境；另一方面，两边一排的低压力，送风量小低温缺氧燃烧，可以防止氮氧化合物产生。并且，由于气化装置下方两边低压区的存在，使得所述辅助燃烧室200进口端的空气以及主燃烧300可能过来的外部空气中的氮气无法与高温高压环境接触，从而降低了氮氧化化合物的产生。从而获得了预料不到的烟尘以及氮氧化合物含量的降低。

经过实验和测试，相比于未采用本实用新型气化装置的燃烧器，本实用新型所述燃烧器的出口氮氧化物和烟尘排放降低了95％以上，热效率提高到了95％以上，相比于现有技术具有显著性的进步。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种带有气化装置的燃烧器，所述燃烧器包括燃烧室，所述气化装置竖直设置在所述燃烧室靠近投入燃料的一侧；其特征在于，

所述气化装置包括高压风机、制氧机、主送风管、支管和基座，所述高压风机、所述制氧机与所述主送风管连接，所述支管连接在所述主送风管上；且所述高压风机、制氧机设置在所述基座上，所述支管设置在所述基座内部。

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧室包括连通的主燃烧室和辅助燃烧室,所述辅助燃烧室设置在所述主燃烧室的进燃料一侧，所述辅助燃烧室和主燃烧室下部设置有炉排，所述气化装置设置在所述辅助燃烧室的炉排上方。

3.根据权利要求1或2所述的燃烧器，其特征在于，所述基座由保温隔热材料浇注而成，所述保温隔热材料包括珍珠岩、硅酸铝、耐火水泥、耐火砂中的一种或几种。

4.根据权利要求1或2所述的燃烧器，其特征在于，所述气化装置还包括喷管，所述喷管连接在所述支管上，设置在所述基座内并与所述基座底部导通。

5.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述基座内部还包括加强钢梁；所述装置包括壳体，所述高压风机、制氧机、主送风管和支管均设置在所述壳体内，所述壳体在燃烧室内的部分由耐火砖砌成。

6.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述气化装置还包括混合气体配比器和缓冲气袋，所述高压风机和所述制氧机均通过管道连接所述混合气体配比器，且所述缓冲气袋与所述混合气体配比器通过管道连接。

7.根据权利要求6所述的燃烧器，其特征在于，所述混合气体配比器与所述缓冲气袋之间的管道上设置有流量控制阀，且所述缓冲气袋上设置有压力计，所述主送风管上设置有压力控制阀，所述高压风机、所述制氧机、所述混合气体配比器、所述流量控制阀、所述压力计和所述压力控制阀均可与PLC控制器电性连接。

8.根据权利要求6所述的燃烧器，其特征在于，所述缓冲气袋上连接有多根所述主送风管，所述主送风管设置在所述基座内，每根所述主送风管上设置有1根或多根所述支管，每根所述支管上设置有一根或多跟喷管。

9.根据权利要求6所述的燃烧器，其特征在于，所述气化装置包括两个所述高压风机和两个所述制氧机，两个所述高压风机和两个所述制氧机的输出管道分别连接在所述缓冲气袋的左右两侧，且所述基座下部倾斜设置。

10.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，所述辅助燃烧室和主燃烧室的炉排下方均设置有水蒸气喷射装置。

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