CN211232856U - 一种汽化冷却式燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽化冷却式燃烧器，包括燃烧器及其汽化冷却系统，所述的燃烧器，包括一次风口、二次风口、点火器、钝体、内圆筒、外圆筒及三次风口，所述的内圆筒设置在外圆筒内，外圆筒与内圆筒之间的环形空间为密闭的等压风室，所述的内圆筒的内圆柱空间为燃烧室，所述的燃烧室的左端连接有呈覆状的喇叭体，喇叭体上从左向右依次设有一次风口、钝体、点火器及二次风口，所述的三次风口贯穿于等压风室与燃烧室连通，所述的燃烧室的右端设有烟气出口，烟气出口处通过管道还设有省煤器。本实用新型利用了汽化潜热和自然循环原理，加速燃烧器的冷却效果，同时充分利用了燃烧器散热所产生的能量，提高能源利用效率，节省能量和空间，减少污染排放。

Description

一种汽化冷却式燃烧器

技术领域

本实用新型涉及工业锅炉领域，尤其涉及一种汽化冷却式燃烧器。

背景技术

燃烧器是工业锅炉的核心部件，工业锅炉燃烧器的性能可直接影响锅炉的热效率和环保排放。我国的能源消耗设备中，工业锅炉占着很大的比例。工业锅炉对工业生产有着不可或缺的作用，但目前来看，我国的工业锅炉总体水平不高，存在着效率低，污染排放严重，这显然不符合我国的科学发展理念和节能环保要求，所以迫切需要对原有的技术方案进行改进。

传统的煤粉工业锅炉燃烧器其冷却方式一般为空冷或者是水冷，空冷法具有热损失小，燃烧器点火容易等优点，但燃烧过程产生的高温对燃烧器本身材料性能要求很高，容易发生事故；而后改为腔式水冷对炉壁进行冷却，水冷法虽然能够解决温度对材料性能的影响，但是冷却水出口温度一般不超过100℃，冷却水中

的比例不高，造成能量与水量浪费。

如中国专利号：ZL 200420102492.7中所述的水冷式燃烧器，其水冷工艺结构为腔室(夹套式)，其结构不能承受高压，若腔内水温过高，水相变为蒸汽，腔壁压力升高易爆裂。所以腔室水冷燃烧器的冷却水的出口温度不能太高，冷却水带走的热量就少，为达到燃烧器的散热要求，就需要流量较大的冷却水。再有，为防止管壁结垢，冷却水需使用高品质的软水，一般需要特殊处理。水冷式燃烧器的冷却水出口温度低，不能直接用于生产活动中，如果直接当作生活用水来用，成本太大，所以一般把冷却水当作工艺水利用，通过换热冷却后重新循环利用。这种方式不仅需要的工艺设备多，占用空间，成本高，还直接降低了能源的利用率，降低了锅炉的效率。

工业锅炉系统中，燃烧器冷却散热量约占锅炉总能量的8％-12％，如果能充分利用这部分能量锅炉效率将会大大提高。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供了一种汽化冷却式燃烧器，利用了汽化潜热和自然循环原理，加速燃烧器的冷却效果，同时充分利用了燃烧器散热所产生的能量，提高能源利用效率，节省能量和空间，减少污染排放。

本实用新型采用了以下技术方案：

一种汽化冷却式燃烧器，包括燃烧器及其汽化冷却系统，其特征在于：

所述的燃烧器，包括一次风口、二次风口、点火器、钝体、内圆筒、外圆筒及三次风口，所述的内圆筒设置在外圆筒内，外圆筒与内圆筒之间的环形空间为密闭的等压风室，所述的内圆筒的内圆柱空间为燃烧室，所述的燃烧室的左端连接有呈覆状的喇叭体，喇叭体上从左向右依次设有一次风口、钝体、点火器及二次风口，所述的三次风口贯穿于等压风室与燃烧室连通，所述的燃烧室的右端设有烟气出口，烟气出口处通过管道还设有省煤器；

所述的汽化冷却系统，包括环管、上集箱、下集箱、上升管、下降管、汽包及给水管，所述的环管设在等压风室内并绕设在内圆筒的外壁上，所述的环管的上、下侧均设有与环管相连通的上集箱及下集箱，所述的上集箱及下集箱均穿出于外圆筒，所述的上集箱设有上升管与汽包连接，下集箱设有下降管与汽包连接，所述汽包顶端设置有一蒸汽出口，底部右上方设置有一给水管与省煤器连接，省煤器与给水泵连接，所述的汽包内装有饱和水。

所述的喇叭体的底部设有一次风口，一次风口的右末端设有钝体，钝体固设在喇叭体的内部，所述的喇叭体上设有二次风口，在二次风口与一次风口之间的喇叭体上还设有点火器。

所述的等压风室内等间距设置有至少为二个的三次风口，三次风口设置在环管间隙中，从外圆筒的外壁上切向插入到内圆筒中。

所述的上升管至少为三根，下降管为一根。

所述的饱和水的液面深度保持在汽包深度一半的位置上下波动。

所述的环管的管口形状为圆形或半圆形。

所述的环管分为两段分别焊接在内圆筒的左右侧外壁上。

与现有的技术相比，本实用新型有以下有益效果：通过对传统的燃烧器冷却系统的改进，由原来的水冷式冷却系统改为汽化冷却式，由原来的显热换热方式改为成汽化潜热，充分利用水吸收汽化潜热来冷却燃烧器，使冷却水吸收燃烧器的高温热量后变成蒸汽，蒸汽的品质和炉膛产生的一样，可直接投入生产，提高了能量的利用率和能源的

值，减少了燃料使用，提高了锅炉效率；利用自然循环原理，减少了原来冷却系统所需要的水泵、水箱、换热器等设备，降低了成本和节省了空间；利用汽化潜热原理可大大减少冷却水用量，如1mol100℃的水蒸发成100℃水蒸汽可以吸收40.62kj的潜热，而1mol60℃的水加热到100℃(饱和水)才能吸收3.014kj显热；使用环管作为冷却水载体，能有效的承受汽化后的高压，保证锅炉的安全运行。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的汽化冷却系统示意图；

图3为本实用新型的冷却水循环示意图。

图中：1蒸汽出口、2汽包、3饱和水、4下降管、5三次风口、6环管、7等压风室、8外圆筒、9内圆筒、10钝体、11一次风口、12点火器、13二次风口、14上升管、15给水管、16燃烧器、17省煤器、18给水泵、19上集箱、20下集箱、21烟气出口。

具体实施方式

为使本实用新型更清晰易懂，兹以优选实施例并结合附图来作详细说明，但应该理解的是，本实用新型的保护范围并不受此实施例的限制。需要理解的是，本实施例中所提及的上、下、左、右、前、底均以各附图方向为基准，为的是更好的描述本实用新型，并不代表对本实用新型技术方案进行限制。

如图1、图2和图3所示，一种汽化冷却式燃烧器，包括燃烧器16及其汽化冷却系统，

所述的燃烧器16，包括一次风口11、二次风口13、点火器12、钝体10、内圆筒9、外圆筒8及三次风口5，所述的内圆筒9设置在外圆筒8内，外圆筒8与内圆筒9之间的环形空间为密闭的等压风室7，所述的内圆筒9的内圆柱空间为燃烧室，所述的燃烧室的左端连接有呈覆状的喇叭体，喇叭体上从左向右依次设有一次风口11、钝体10、点火器12及二次风口13，所述的三次风口5贯穿于等压风室7与燃烧室连通，所述的燃烧室的右端设有烟气出口21，烟气出口21处通过管道还设有省煤器17；

所述的汽化冷却系统，包括环管6、上集箱19、下集箱20、上升管14、下降管4、汽包2及给水管15，所述的环管6设在等压风室7内并绕设在内圆筒9的外壁上，所述的环管6的上、下侧均设有与环管6相连通的上集箱19及下集箱20，所述的上集箱19及下集箱20均穿出于外圆筒8，所述的上集箱19设有上升管14与汽包2连接，下集箱20设有下降管4与汽包2连接，所述汽包2顶端设置有一蒸汽出口1，底部右上方设置有一给水管15与省煤器17连接，省煤器17与给水泵18连接，所述的汽包2内装有饱和水3。

所述的喇叭体的底部设有一次风口11，一次风口11的右末端设有钝体10，钝体10固设在喇叭体的内部，所述的喇叭体上设有二次风口13，在二次风口13与一次风口11之间的喇叭体上还设有点火器12。

所述的等压风室7内等间距设置有至少为二个的三次风口5，三次风口5设置在环管6间隙中，从外圆筒8的外壁上切向插入到内圆筒9中。

所述的上升管14至少为三根，下降管4为一根。

所述的饱和水3的液面深度保持在汽包2深度一半的位置上下波动。

所述的环管6的管口形状为圆形或半圆形。

所述的环管6分为两段分别焊接在内圆筒9的左右侧外壁上。

本实例是这样实施的：首先通过一次风口11把煤粉送入燃烧室，经过燃烧室左端的钝体10的作用下使煤粉沿着燃烧室贴壁流动，接着通过点火器12点着煤粉，然后通过二次风口13把煤粉和火焰送入燃烧室内贴壁螺旋燃烧，三次风口5提供充足氧量使其燃尽。

本实用新型的省煤器17设在烟气出口21管道的通道内，省煤器17与烟气出口21的高温烟气换热，给水泵18输送冷却水至省煤器17，冷却水在省煤器17中吸热变成汽水混合物的饱和水进入汽包2，汽包2把蒸汽与饱和水3分离，蒸汽从汽包2顶端的蒸汽出口1流出送入生产车间，饱和水3流入汽包2下面然后通过下降管4流入下集箱20并进入到环管6中，燃烧器16燃烧产生的高温提供足够的热量使环管6内的饱和水3吸入潜热变成蒸汽流入上集箱19再进入上升管14，由于下降管4中的饱和水3密度大于上升管14中湿蒸汽的密度，因而产生了滚动压头，滚动压头克服了流动阻力就形成了一定的速度水头，从而形成了一定的流量源源不断地从汽包2经过环管6再流入汽包2，由此形成了自然循环，汽包2把从上升管14流进来的湿蒸汽分离出蒸汽和饱和水3，蒸汽从蒸汽出口1送入车间投入生产，饱和水3在汽化冷却系统内继续循环利用，汽包2内装有液位计，可使液位保持在一定深度，保证连续稳定的供水。

本实用新型充分利用了水变成水蒸汽时吸收的大量汽化潜热，可使燃烧器16得到有效冷却，减少了冷却水用量，且冷却所产生的蒸汽可直接投入生产运营当中，大大的提高了能量利用率，不仅节约燃料同时还降低了污染排放，锅炉效率得到有效地提高，节能减排效益显著。采用自然循环汽化冷却，结构简单，不需要较大的蓄水池、大功率水泵和其他余热回收装置，不仅节省了空间，成本还可大幅降低。

本实用新型的实施例公布的是较佳的实施例，但不局限于此，在不脱离本实用新型的要领作出的引申和变动，皆在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种汽化冷却式燃烧器，包括燃烧器(16)及其汽化冷却系统，其特征在于：

所述的燃烧器(16)，包括一次风口(11)、二次风口(13)、点火器(12)、钝体(10)、内圆筒(9)、外圆筒(8)及三次风口(5)，所述的内圆筒(9)设置在外圆筒(8)内，外圆筒(8)与内圆筒(9)之间的环形空间为密闭的等压风室(7)，所述的内圆筒(9)的内圆柱空间为燃烧室，所述的燃烧室的左端连接有呈覆状的喇叭体，喇叭体上从左向右依次设有一次风口(11)、钝体(10)、点火器(12)及二次风口(13)，所述的三次风口(5)贯穿于等压风室(7)与燃烧室连通，所述的燃烧室的右端设有烟气出口(21)，烟气出口(21)处通过管道还设有省煤器(17)；

所述的汽化冷却系统，包括环管(6)、上集箱(19)、下集箱(20)、上升管(14)、下降管(4)、汽包(2)及给水管(15)，所述的环管(6)设在等压风室(7)内并绕设在内圆筒(9)的外壁上，所述的环管(6)的上、下侧均设有与环管(6)相连通的上集箱(19)及下集箱(20)，所述的上集箱(19)及下集箱(20)均穿出于外圆筒(8)，所述的上集箱(19)设有上升管(14)与汽包(2)连接，下集箱(20)设有下降管(4)与汽包(2)连接，所述汽包(2)顶端设置有一蒸汽出口(1)，底部右上方设置有一给水管(15)与省煤器(17)连接，省煤器(17)与给水泵(18)连接，所述的汽包(2)内装有饱和水(3)。

2.根据权利要求1所述的一种汽化冷却式燃烧器，其特征在于：所述的喇叭体的底部设有一次风口(11)，一次风口(11)的右末端设有钝体(10)，钝体(10)固设在喇叭体的内部，所述的喇叭体上设有二次风口(13)，在二次风口(13)与一次风口(11)之间的喇叭体上还设有点火器(12)。

3.根据权利要求1所述的一种汽化冷却式燃烧器，其特征在于：所述的等压风室(7)内等间距设置有至少为二个的三次风口(5)，三次风口(5)设置在环管(6)间隙中，从外圆筒(8)的外壁上切向插入到内圆筒(9)中。

4.根据权利要求1所述的一种汽化冷却式燃烧器，其特征在于：所述的上升管(14)至少为三根，下降管(4)为一根。

5.根据权利要求1所述的一种汽化冷却式燃烧器，其特征在于：所述的饱和水(3)的液面深度保持在汽包(2)深度一半的位置上下波动。

6.根据权利要求1所述的一种汽化冷却式燃烧器，其特征在于：所述的环管(6)的管口形状为圆形或半圆形。

7.根据权利要求1所述的一种汽化冷却式燃烧器，其特征在于：所述的环管(6)分为两段分别焊接在内圆筒(9)的左右侧外壁上。

Images