CN217635601U - 一种烟气余热加热醇基燃料的燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种烟气余热加热醇基燃料的燃烧器，涉及燃烧设备技术领域，该一种烟气余热加热醇基燃料的燃烧器，包括壳体，所述壳体上设有加热室和混合室；第一换热元件，设置在加热室的内部，所述第一换热元件上设置有燃料进管和延伸至混合室内的燃料出管，以使醇基燃料从燃料进管进入至第一换热元件内部并从燃料出管排出；第二换热元件，设置在加热室的内部；本实用新型采用烟气余热来加热汽化醇基燃料，避免了对燃料燃烧时热量的直接取用，有利于提高火焰温度，使得燃烧更加充分，提高燃烧效率。同时有效地利用烟气余热来加热燃料和预热空气，减少了燃烧时的排烟热损失，提高了整体的效率。

Description

一种烟气余热加热醇基燃料的燃烧器

技术领域

本实用新型涉及燃烧设备技术领域，具体是一种烟气余热加热醇基燃料的燃烧器。

背景技术

醇基燃料是一种高效、清洁且来源广泛的生物质能。与煤和石油等主要化石能源相比，醇基燃料的燃烧效率更高、火焰传播速度更快且燃烧污染物排放低。在我国当前的能源利用现状和发展形式下，开发醇基燃料具有重要的现实意义。燃烧器是保证醇基燃料能够正常高效燃烧的关键设备，在热能动力设备、工业窑炉及家用灶具等领域，研发相应适配的醇基燃料燃烧器，是保障醇基燃料能够得到广泛接受和利用的前提。

醇基燃料的热值较低，汽化潜热很大，直接燃烧的燃烧效率较低。现在大多数的醇基燃料燃烧器都采用雾化燃烧或者汽化燃烧。采用雾化燃烧，因为燃料供应稳定性差，会出现雾化不稳定和雾化不完全的现象，无法充分发挥醇基燃料的优势。而采用将醇基燃料提前汽化并引射空气进行燃烧的方法，又需要增加汽化的供热源。目前醇基燃料的主要汽化方式为增加汽化室，直接利用燃料燃烧的热量来加热汽化液态醇基燃料。在这种燃料燃烧技术下，由于直接利用燃烧区燃料燃烧产生的热量加热液态醇基燃料使其汽化，增加了多余的换热面，使得燃烧区温度降低，限制了燃烧的效率。并且燃烧产生的烟气仍然具有较高的温度，直接排放无法利用这部分热量，造成损失。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种烟气余热加热醇基燃料的燃烧器，旨在解决现有技术中将醇基燃料提前汽化并引射空气进行燃烧的方法中，直接利用燃烧区燃料燃烧产生的热量加热液态醇基燃料使其汽化，增加了多余的换热面，使得燃烧区温度降低，限制了燃烧的效率的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种烟气余热加热醇基燃料的燃烧器，包括壳体，所述壳体上设有加热室和混合室；第一换热元件，设置在加热室的内部，所述第一换热元件上设置有燃料进管和延伸至混合室内的燃料出管，以使醇基燃料从燃料进管进入至第一换热元件内部并从燃料出管排出；第二换热元件，设置在加热室的内部，所述第二换热元件上设置有烟气进管和烟气出管，以使烟气从烟气进管进入至第二换热元件内部，并与醇基燃料进行热交换，最终从烟气出管排出。

本实用新型的进一步的技术方案为，所述第一换热元件呈涡旋状，其内部开设有涡旋状的燃料流动通道。

本实用新型的进一步的技术方案为，所述第二换热元件呈涡旋状，其内部开设有涡旋状的烟气流动通道。

本实用新型的进一步的技术方案为，所述第二换热元件具有与第一换热元件接触的涡旋换热面。

本实用新型的进一步的技术方案为，所述混合室上设置有加热元件，所述加热元件的一端与烟气出管相连，供烟气流入至加热元件内部，以对混合室内的空气加热。

本实用新型的进一步的技术方案为，所述加热元件为螺旋管，其内部开设有供烟气流动的螺旋通道。

本实用新型的进一步的技术方案为，在所述燃料出管的一端还设有引射器。

本实用新型的进一步的技术方案为，所述引射器包括吸气收缩段、混合段以及渐扩段。

本实用新型的进一步的技术方案为，所述燃料出管的一端安装有喷嘴，所述喷嘴位于吸气收缩段的内部，所述混合段位于吸气收缩段与渐扩段之间。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用烟气余热来加热汽化醇基燃料，避免了对燃料燃烧时热量的直接取用，有利于提高火焰温度，使得燃烧更加充分，提高燃烧效率。同时有效地利用烟气余热来加热燃料和预热空气，减少了燃烧时的排烟热损失，提高了整体的效率。

2、在加热室内释放了一部分热量的烟气进入加热元件中，对空气进行预热，空气经预热后再与燃料混合，提高了燃气混合物的初温，有利于着火燃烧，并提高了燃烧的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型燃烧器的剖面结构示意图；

图2是本实用新型中第一换热元件和第二换热元件的侧视结构示意图；

图3是本实用新型中第一换热元件和第二换热元件的立体结构示意图；

图4是本实用新型中第一换热元件和第二换热元件另一视角的立体结构示意图；

图5是本实用新型中第一换热元件和第二换热元件的分解结构示意图；

图6是本实用新型第一换热元件的剖面结构示意图；

图7是本实用新型第二换热元件的剖面结构示意图；

图8是本实用新型中引射器的结构示意图；

图中：10、壳体；11、加热室；12、混合室；20、第一换热元件；21、燃料进管；211、燃料流量控制阀；22、燃料出管；23、燃料流动通道；30、第二换热元件；30a、涡旋换热面；31、烟气进管；311、烟气流量控制阀；32、烟气出管；33、烟气流动通道；40、加热元件；50、引射器；51、吸气收缩段；52、混合段；53、渐扩段；60、喷嘴。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。

如图1所示，一种烟气余热加热醇基燃料的燃烧器，包括壳体10，壳体10上设有加热室11和混合室12；第一换热元件20，设置在加热室11的内部，第一换热元件20上设置有燃料进管21和延伸至混合室12内的燃料出管22，以使醇基燃料从燃料进管21进入至第一换热元件20内部并从燃料出管22排出，在燃料进管21上可设置有燃料流量控制阀211，用于控制液态醇基燃料的流量，保证对不同负荷的适应能力；第二换热元件30，设置在加热室11的内部，第二换热元件30上设置有烟气进管31和烟气出管32，以使烟气从烟气进管31进入至第二换热元件30内部，并与醇基燃料进行热交换，最终从烟气出管32排出，在烟气进管31上安装有烟气流量控制阀311，用于控制烟气的流量，保证燃料在不同负荷下的汽化换热效果稳定。

工作时，高压储液罐中的液态醇基燃料经燃料流量控制阀211进入第一换热元件20内部，同时高温烟气经烟气流量控制阀311进入第二换热元件30内部，作为优选的，两股流体的流向相反，液态醇基燃料与高温烟气在流动过程中产生热交换，将液态醇基燃料汽化，本实用新型采用烟气余热来加热汽化醇基燃料，避免了对燃料燃烧时热量的直接取用，有利于提高火焰温度，使得燃烧更加充分，提高燃烧效率。同时有效地利用烟气余热来加热燃料和预热空气，减少了燃烧时的排烟热损失，提高了整体的效率。

如图2至图7所示，第一换热元件20为涡旋状的第一换热板，其内部开设有涡旋状的燃料流动通道23，醇基燃料在燃料流动通道23中一边流动，一边吸热汽化，作为优选的，燃料进管21设置在第一换热元件20的一端，燃料出管22设在第一换热元件20的另一端，来增加醇基燃料的行程，提高醇基燃料与烟气的换热时间。

具体的，第二换热元件30为涡旋状的第二换热板，其内部开设有涡旋状的烟气流动通道33，在烟气流动通道33内可设置翅片（图中未示出），以增强烟气侧的对流换热，增大换热面的传热系数，烟气在烟气流动通道33中一边流动，一边放热，作为优选的，烟气进管31设在靠近第二换热元件30的一端位置，烟气出管32设在靠近第二换热元件30另一端的位置，来增加烟气行程，提高换热效率。

具体的，第二换热元件30具有与第一换热元件20接触的涡旋换热面30a，其中第二换热元件30具有两个相对的涡旋换热面30a，其中可以一个涡旋换热面30a与第一换热元件20直接接触，另一个保持不接触，作为优选的，第二换热元件30具有两个相对的涡旋换热面30a分别与第一换热元件20的两个涡旋面接触，以增加换热面积，

具体的，混合室12上设置有加热元件40，加热元件40的一端与烟气出管32相连，供烟气流入至加热元件40内部，以对混合室12内的空气加热，在加热室11内释放了一部分热量的烟气进入加热元件40中，对空气进行预热，空气经预热后再与燃料混合，提高了燃气混合物的初温，有利于着火燃烧，并提高了燃烧的稳定性。

具体的，加热元件40为螺旋管，其内部开设有供烟气流动的螺旋通道，作为优选的，螺旋管设置在混合室12的内部，能够与混合室12内的空气直接接触，烟气从烟气出管32出来进入螺旋管内，一边流动，一边将热量传递给空气，对空气进行预热，烟气最后从螺旋管的一端排出。

如图8所示，在燃料出管22的一端还设有引射器50。

具体的，引射器50包括吸气收缩段51、混合段52以及渐扩段53。

具体的，燃料出管22的一端安装有喷嘴60，喷嘴60位于吸气收缩段51的内部，混合段52位于吸气收缩段51与渐扩段53之间，液态醇基燃料吸收热量汽化后从燃料出管22引出，经燃料喷嘴60喷出形成射流，同时引射被预热过的空气，在引射器50内混合形成完全预混的燃气混合物。完全预混的燃气混合物在引射器50内扩压，然后喷出，并点火燃烧。采用引射器50来引射空气，通过合理的结构设计可实现自动调节配风量的目的，并且该技术已经较为成熟，可直接应用到燃烧器上。将引射技术与烟气余热加热汽化醇基燃料的技术相结合，可实现正真意义上的完全预混的醇基燃料的燃烧，且燃烧和汽化过程独立开来，耦合程度低，在一定的负荷变化范围内能够实现自动调节和高效率的燃烧。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种烟气余热加热醇基燃料的燃烧器，其特征在于，包括：

壳体（10），所述壳体（10）上设有加热室（11）和混合室（12）；

第一换热元件（20），设置在加热室（11）的内部，所述第一换热元件（20）上设置有燃料进管（21）和延伸至混合室（12）内的燃料出管（22），以使醇基燃料从燃料进管（21）进入至第一换热元件（20）内部并从燃料出管（22）排出；

第二换热元件（30），设置在加热室（11）的内部，所述第二换热元件（30）上设置有烟气进管（31）和烟气出管（32），以使烟气从烟气进管（31）进入至第二换热元件（30）内部，并与醇基燃料进行热交换，最终从烟气出管（32）排出。

2.根据权利要求1所述的一种烟气余热加热醇基燃料的燃烧器，其特征在于，所述第一换热元件（20）呈涡旋状，其内部开设有涡旋状的燃料流动通道（23）。

3.根据权利要求1所述的一种烟气余热加热醇基燃料的燃烧器，其特征在于，所述第二换热元件（30）呈涡旋状，其内部开设有涡旋状的烟气流动通道（33）。

4.根据权利要求3所述的一种烟气余热加热醇基燃料的燃烧器，其特征在于，所述第二换热元件（30）具有与第一换热元件（20）接触的涡旋换热面（30a）。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种烟气余热加热醇基燃料的燃烧器，其特征在于，所述混合室（12）上设置有加热元件（40），所述加热元件（40）的一端与烟气出管（32）相连，供烟气流入至加热元件（40）内部，以对混合室（12）内的空气加热。

6.根据权利要求5所述的一种烟气余热加热醇基燃料的燃烧器，其特征在于，所述加热元件（40）为螺旋管，其内部开设有供烟气流动的螺旋通道。

7.根据权利要求1至4任一项所述的一种烟气余热加热醇基燃料的燃烧器，其特征在于，在所述燃料出管（22）的一端还设有引射器（50）。

8.根据权利要求7所述的一种烟气余热加热醇基燃料的燃烧器，其特征在于，所述引射器（50）包括吸气收缩段（51）、混合段（52）以及渐扩段（53）。

9.根据权利要求8所述的一种烟气余热加热醇基燃料的燃烧器，其特征在于，所述燃料出管（22）的一端安装有喷嘴（60），所述喷嘴（60）位于吸气收缩段（51）的内部，所述混合段（52）位于吸气收缩段（51）与渐扩段（53）之间。

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