CN212987208U

CN212987208U - 一种高低热值燃气燃料均适应的燃烧器

Info

Publication number: CN212987208U
Application number: CN202021474541.5U
Authority: CN
Inventors: 吝华陆; 何雨; 黄艳
Original assignee: Wuhan Mingzheng Power Engineering Co ltd
Current assignee: Wuhan Mingzheng Power Engineering Co ltd
Priority date: 2020-07-23
Filing date: 2020-07-23
Publication date: 2021-04-16
Anticipated expiration: 2030-07-23

Abstract

本实用新型公开了一种高低热值燃气燃料均适应的燃烧器，包括：壳体；中心风管，其套设在所述壳体内；上述中心风管设置中心风进口；点火气枪管，其套设在所述中心风管内；所述点火气枪管设置点火燃料进口；主燃料风管，连通于所述壳体，且所述主燃料风管部分套设于所述壳体外部；所述壳体与所述主燃料风管之间形成风通道；若干中心燃料筒，环形分布在所述主燃料风管内；以及气枪管，设置在所有所述中心燃料筒内；本实用新型燃烧器通过将燃料分级，实现了燃料旋流与小孔向结合，能够适应一定范围热值的燃料。

Description

一种高低热值燃气燃料均适应的燃烧器

技术领域

本实用新型涉及低氮燃烧器领域。更具体地说，本实用新型涉及一种高低热值燃气燃料均适应的燃烧器。

背景技术

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；燃料根据热值不同，可分为高热值燃料和低热值燃料，传统的燃烧器只能适应一种燃料，当需要更换不同热值的燃料时，需要更换燃烧器，造成了大大的不便。

实用新型内容

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种高低热值燃气燃料均适应的燃烧器，包括：

壳体；

中心风管，其套设在所述壳体内；上述中心风管设置中心风进口；

点火气枪管，其套设在所述中心风管内；所述点火气枪管设置点火燃料进口；

主燃料风管，连通于所述壳体，且所述主燃料风管部分套设于所述壳体外部；所述壳体与所述主燃料风管之间形成风通道；

中心燃料筒，分布在所述主燃料风管内；以及

若干气枪管，环形分布在所述中心燃料筒外，且位于所述主燃料风管内；

其中所述主燃料风管设置主燃料进口，主燃料经由所述主燃料进口进入之后分别进入所述气枪管和所述中心燃料筒内。

根据本实用新型的一优选实施例，所述的高低热值燃气燃料均适应的燃烧器，所述中心风进口设置在所述中心风管的侧边。

根据本实用新型的一优选实施例，所述的高低热值燃气燃料均适应的燃烧器，所述中心风进口处设置风门调节装置，以调节中心风风量。

根据本实用新型的一优选实施例，所述的高低热值燃气燃料均适应的燃烧器，所述主燃料风管远离所述壳体的一端处设置若干旋流叶片。

根据本实用新型的一优选实施例，所述的高低热值燃气燃料均适应的燃烧器，所述风通道被筒状的隔板分隔为位于外环的二级风通道和位于内环的一级风通道。

根据本实用新型的一优选实施例，所述的高低热值燃气燃料均适应的燃烧器，所述气枪管、所述中心燃料筒均设置在所述一级风通道内。

根据本实用新型的一优选实施例，所述的高低热值燃气燃料均适应的燃烧器，所述主燃料风管上设置助燃空气入口，其与所述风通道连通。

根据本实用新型的一优选实施例，所述的高低热值燃气燃料均适应的燃烧器，所述气枪管、中心燃料筒与所述主燃料风管的中心轴平行设置。

本实用新型至少包括以下有益效果：

1、本燃烧器通过将燃料分级，实现了燃料旋流与小孔向结合，能够适应一定范围热值的燃料。一般低热值燃料因热值低，燃烧速度慢，需要较低的扩散速度，通常采用气枪管的旋流扩散合的方式。高热值燃料因燃烧速度快，产生热量高，因此通常采用位于中心的中心燃料筒的小孔结构。在使用过程中，如若用户更换其它燃料，可以不用更换燃烧器设备，很大程度上节约了时间及成本。

2、点火气枪管在正中心，包围它的是中心风，点火燃料和主燃料可以采用同一种燃料，也可以采用不同的燃料，燃料不同时，点火完成之后点火气枪管停止运行，持续的中心风可以对其进行冷却，不会受到高温影响损坏，有利于下次启动点火。

3、中心风入口设计在燃料通道的侧面，燃烧器结构紧凑，便于安装。中心风在运行过程中可以起到卷吸高温烟气的作用，燃烧产生的高温烟气被卷入到待燃烧的混合气体中，使得混合燃气瞬间达到燃烧所需问题，瞬间点燃，快速燃烧，有利于燃烧充分燃尽。

4、助燃空气被筒状的隔板分隔为二级风和一级风。所述中心燃料筒设置在所述一级风通道内，一次风与二次风的配比为6:4。当60％的一次风与100％的燃料结合，燃烧为欠氧燃烧，欠氧的条件下燃烧温度控制在一定范围内，同时二次风带走未燃尽的烟气继续燃烧，40％的二次风与燃烧中间产物继续反应，整个燃烧始终是风包火的状态，能够很好的控制燃烧温度，也就有利于NOx的控制。

5、本实用新型的燃烧器可适应热值700-3500kcal/Nm³的燃气燃料，可适用的燃料范围非常广，热值低的燃气比如高炉煤气、混合煤气等。高热值的燃气比如硅锰气、炭黑尾气等。

6、气枪管以及中心燃料筒的喷口采用耐高温不锈钢材料精制，旋流叶片圆周满焊，强度高，使用寿命长。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型中高低热值燃气燃料均适应的燃烧器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

如图1所示，本实用新型的一优选实施例提供了一种高低热值燃气燃料均适应的燃烧器，包括：

壳体1；

中心风管2，其套设在所述壳体1内；上述中心风管2设置中心风进口3；所述中心风进口3设置在所述中心风管2的侧边。所述中心风进口3处设置风门调节装置8，以调节中心风风量。

点火气枪管4，其套设在所述中心风管2内；所述点火气枪管4设置点火燃料进口14；所述点火气枪管内设置点火枪15；

主燃料风管5，连通于所述壳体1，且所述主燃料风管5部分套设于所述壳体1外部；所述壳体1与所述主燃料风管5之间形成风通道；

中心燃料筒6，分布在所述主燃料风管5内；以及

若干气枪管7，设置在所有所述中心燃料筒6外，且位于所述主燃料风管5内；所述气枪管7、中心燃料筒6与所述主燃料风管5的中心轴平行设置。

其中所述主燃料风管5设置主燃料进口，主燃料经由所述主燃料进口进入之后分别进入所述气枪管7和所述中心燃料筒6内。

根据本实用新型的一优选实施例，所述的高低热值燃气燃料均适应的燃烧器，所述主燃料风管5远离所述壳体1的一端处设置若干旋流叶片9。

根据本实用新型的一优选实施例，所述的高低热值燃气燃料均适应的燃烧器，所述风通道被筒状的隔板10分隔为位于外环的二级风通道11和位于内环的一级风通道12。

根据本实用新型的一优选实施例，所述的高低热值燃气燃料均适应的燃烧器，所述气枪管7、所述中心燃料筒6均设置在所述一级风通道12内。

根据本实用新型的一优选实施例，所述的高低热值燃气燃料均适应的燃烧器，所述主燃料风管5上设置助燃空气入口13，其与所述风通道连通。

本实用新型的燃烧器中，首先由点火燃料进口14通入点火燃料，通过中心风进口3通入中心风，为点火助燃，中心风的风量通过风门调节装置8调节，一般根据经验和空燃比调节，手动风门调节装置调整到合适的开度后，点火气枪管4通电打火点火，4喷口端为小孔结构，通过计算得出燃料的最佳扩散速度，小孔的大小由点火燃料量与扩散速度结合一下公式计算而得，

D为小孔直径(单位m)，Q为燃料量(单位m³/h)，v为扩散流速(单位m/s)。由图 1可以看出点火气枪管4在中心风管2内正中心位置，中心风管2在主燃料风管5内的正中心位量，所述中心风进口3从中心风管2的侧面通入，在喷口出设计了覆盖系数为1.1-1.2 的旋流叶片9，中心风通过旋流叶片9旋转进入从而能快速与点火然料混合，让混合燃气被点后，点火气枪管4退出高温区。此时开启助燃空气，助燃空气由助燃空气入口13，被隔板10介成一次风和二次风，助燃空气以一定比例通入之后，主燃料从主燃料入口进到主燃料风管，然后分成两级(位于中心的中心燃料筒6和位于外环的气枪管7)，进入中心的中心燃料筒6的燃料通过旋流叶片9旋流扩散，进入外环的燃料被均匀分成若干股进入气枪管7(气枪管7的数量根据燃料量确定)，气枪管7圆周均匀分布在一次风内。二次风在最外侧，从中心风到最外侧的二次风均采用旋流方式，旋转方向一致，水平直流射的二级燃料与簸流的一次风、二次风快速扩散混合混合气瞬间被点火火焰点燃，因旋流的作用混合气向固周方向扩散燃烧，中心风在喷口处新成一定流速的漩涡根据伯努利方程可知时喷口处的压力减小，燃烧产生的高温烟气被卷吸参与扩散及戴烧，一方面有利于混合燃气的烧稳定，另一方面利于一定比例的燃料燃烧完全。

一般低热值燃料因热值低，燃烧速度慢，需要较低的扩散速度，通常采用气枪管的旋流扩散合的方式。高热值燃料因燃烧速度快，产生热量高，因此通常采用位于中心的中心燃料筒的小孔结构。本燃烧器通过将燃料分级，实现了燃料旋流与小孔向结合，能够适应一定范围内的燃料互换。

通入低热值燃料时，绝大部分燃料通过圆周均布的中心燃料筒6喷入，满足混合流速的要求。

通入高热值燃料时，绝大部分燃料通过中心的气枪管7喷入，满足混合流速的要求。燃料分成两股有利于空气和燃料的扩散混合，中心部分因燃料配比为30％-50％，因此为富氧燃烧，因空气的过量使得燃烧温度不会超高，同时中心风卷吸高温烟气使燃烧充分。圆周均布的气枪管7分布在一次风道内，该部分燃料因风量的调节为欠氧燃烧器，整个燃烧器的风量配比为80％-85％，所以圆周部分始终是欠氧燃烧，保证燃烧温度控制在1200℃以内，从而控制NOx的生成。另外的15％-20％通过燃烧器外部的补偿实现燃料的完全燃烧。

当燃料为范围内的高热值燃料时，通过调节手动风门8，将中心风全开，同时调节一次风和二次风量，在喷口端形成速度差，从而形成压力差。热值越高，通常所需要的压力越高，中心燃料筒6具有更大的压差，根据公式可知，速度与压差成正比。中心燃料筒6 喷口处的旋流叶片增大了阻损，在燃料本身较高流速的情况下继续制造卷吸负压，使得大部分燃料来不及分流直接通过中心燃料筒6由喷口喷出，当然，仍然有一定比例的燃料通过分流的气枪管7，有利于控制燃烧温度。

当燃料为范围内的低热值燃料时，通过调节手动风门8，将中心风调小，同时调节一次风量和二次风量，在喷口端形成速度差，从而形成压力差，热值越低，通常所需要的压力越低。通过调节风量控制中心燃料筒6和小气枪管7之前的压差，燃料在小流速的情况下朝着更利于流通的气枪管7方向分流，一定比例的燃料通过中心燃料筒6进入，从而达到接近理想的燃烧及排放效果。

通过实践的经验可知，采用燃料分级结合空气分级燃烧，能够有效的控制NOx在标准范围内，同时还能实现不同热值之间燃料的互换。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims

1.一种高低热值燃气燃料均适应的燃烧器，其特征在于，包括：

壳体；

中心燃料筒，分布在所述主燃料风管内；以及

2.根据权利要求1所述的高低热值燃气燃料均适应的燃烧器，其特征在于，所述中心风进口设置在所述中心风管的侧边。

3.根据权利要求1所述的高低热值燃气燃料均适应的燃烧器，其特征在于，所述中心风进口处设置风门调节装置，以调节中心风风量。

4.根据权利要求1所述的高低热值燃气燃料均适应的燃烧器，其特征在于，所述主燃料风管远离所述壳体的一端处设置若干旋流叶片。

5.根据权利要求1所述的高低热值燃气燃料均适应的燃烧器，其特征在于，所述风通道被筒状的隔板分隔为位于外环的二级风通道和位于内环的一级风通道。

6.根据权利要求5所述的高低热值燃气燃料均适应的燃烧器，其特征在于，所述气枪管、所述中心燃料筒均设置在所述一级风通道内。

7.根据权利要求1所述的高低热值燃气燃料均适应的燃烧器，其特征在于，所述主燃料风管上设置助燃空气入口，其与所述风通道连通。

8.根据权利要求1所述的高低热值燃气燃料均适应的燃烧器，其特征在于，所述气枪管、中心燃料筒与所述主燃料风管的中心轴平行设置。