CN218936338U - 一种低热值与天然气混烧燃气燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种低热值与天然气混烧燃气燃烧器，包括混合段，混合段的后端连接风机出口，前端连接火焰筒；混合段的底部设有下燃气进气口，侧面设有侧方燃气进气口；燃气枪组件设置在混合段内的中心，燃气枪组件包括内进气口、内筒、外筒、内燃气喷头、旋流器及稳焰盘，内进气口与下燃气进气口连接，内筒置于内进气口内，外筒置于内进气口之外，内燃气喷头固定在内筒和外筒的前端，旋流器及稳焰盘固定在内燃气喷头的前端，中心稳燃喷枪组件和点火枪组件均设置在内筒内，多层低热值燃气环设置在混合段内的前端，并且环抱设置在燃气枪组件的外侧，侧方燃气进气口与多层低热值燃气环连通。解决了低热值燃气发热量低、点火困难、燃烧稳定性差等问题。

Description

一种低热值与天然气混烧燃气燃烧器

技术领域

本实用新型涉及燃烧器技术领域，特别涉及一种低热值与天然气混烧燃气燃烧器。

背景技术

钢铁企业冶炼过程中产生大量副产低热值燃气，磷矿开采中的黄磷尾气，煤矿、油气开采过程中伴生尾气等等，都属于低热值燃气。在全球能源紧缺、环境污染日益严峻的形势下，如何实现低热值燃气的有效利用是至关重要的一个问题。但是，低热值燃气中的由于惰性气体相对含量高，存在发热量低、点火困难、燃烧稳定性差等缺陷。低热值燃烧器出现在一定程度上促进了低热值燃气的合理有效利用，然而保证低热值燃烧器的稳定燃烧是限制转化利用低热值燃气的关键。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题，具体提供了一种结构简单、实用性强的低热值与天然气混烧燃气燃烧器。

技术方案如下，一种低热值与天然气混烧燃气燃烧器，其特征在于，包括混合段、燃气枪组件、中心稳燃喷枪组件、点火枪组件、多层低热值燃气环及火焰筒；所述混合段作为助燃风通道，其后端连接风机出口，前端连接所述火焰筒；所述混合段的底部设有下燃气进气口，侧面设有侧方燃气进气口；所述燃气枪组件设置在所述混合段内的中心位置，所述燃气枪组件包括内进气口、内筒、外筒、内燃气喷头、旋流器及稳焰盘组成，所述内进气口与所述下燃气进气口连接，所述内筒置于所述内进气口内，所述外筒置于所述内进气口之外，所述内燃气喷头固定在所述内筒和外筒的前端，所述旋流器及稳焰盘固定在所述内燃气喷头的前端，所述中心稳燃喷枪组件和所述点火枪组件均设置在所述内筒内，所述多层低热值燃气环设置在所述混合段内的前端，并且环抱设置在所述燃气枪组件的外侧，所述侧方燃气进气口与所述多层低热值燃气环连通。

作为进一步的改进，所述多层低热值燃气环包括低热值燃气分配环，4支第一层低热值燃气喷管和8支第二层低热值燃气喷管，所述低热值燃气分配环与所述侧方燃气进气口连通，4支所述第一层低热值燃气喷管从所述低热值燃气分配环上伸出等距离环抱设置在所述燃气枪组件外侧，8支所述第二层低热值燃气喷管从所述低热值燃气分配环上伸出等距离环抱设置在所述第一层低热值燃气喷管的外侧。

作为进一步的改进，所述第一层低热值燃气喷管和第二层低热值燃气喷管的前端均安装有低热值燃气喷嘴，所述低热值燃气喷嘴的喷口向内倾斜。

作为进一步的改进，所述中心稳燃喷枪组件包括稳燃主气管、稳燃分气管、稳燃喷枪头，所述稳燃分气管有4支，等距离的环抱设置在所述稳燃主气管的前端，并且与所述稳燃主气管相互连通，所述稳燃喷枪头设置在所述稳燃分气管的前端，在所述稳燃喷枪头的内壁、外壁及前端面上均设有燃气喷孔。

作为进一步的改进，所述内燃气喷头包括内燃气喷头座、辅然喷枪和内主燃喷枪，所述内燃气喷头座的后端内侧与所述内筒连接，所述内燃气喷头座的后端外侧与所述外筒连接；所述内燃气喷头座的前端内圈由内向外第一圈均布4只辅燃喷枪，所述辅燃喷枪的枪口角度向上倾斜，其倾斜角度与所述旋流器的内锥角的角度相同，在所述内燃气喷头座的前端内圈由内向外第二圈均布有4只内主燃喷枪，所述内主燃喷枪的枪口角度向上倾斜。

作为进一步的改进，所述旋流器包括旋流片、内圆环和外圆环，所述旋流片为内锥形设计，有8片，逆时针旋向布置在内圆环与外圆环之间。

作为进一步的改进，所述稳焰盘的内部中空，在其中部均布有4圈不同直径的小孔。

有益效果

有益效果为：本实用新型结构简单，实用性强；采用燃料分级：低热值燃气与天然气喷枪采用分层、分段布置的方式；助燃风分级：多路、多层供风通道。在保证低热值燃气与天然气混烧燃气燃烧器点火成功率的同时，燃烧器运行稳定，满足额定功率输出，解决了低热值燃气发热量低、点火困难、燃烧稳定性差等问题。

附图说明

下面结合附图与实施案例进一步说明本实用新型。

图1为本实用新型的主视图；

图2为图1的B-B部剖视图；

图3为本实用新型的内燃气喷头主视图；

图4为本实用新型的内燃气喷头局部示意图；

图5为本实用新型的中心稳燃喷枪组件结构示意图；

图6为本实用新型的第二层低热值燃气喷管的结构示意图。

图中标号：

1、混合段        101、下燃气进气口    102、侧方燃气进气口

2、燃气枪组件    201、内进气口        202、内筒

203、外筒        204、内燃气喷头      2041、内燃气喷头座

2042、辅然喷枪   2043、内主燃喷枪     205、旋流器

2051、旋流片     206、稳焰盘          3、中心稳燃喷枪组件

301、稳燃主气管  302、稳燃分气管      303、稳燃喷枪头

4、点火枪组件    5、多层低热值燃气环  501、低热值燃气分配环

502、第一层低热值燃气喷管            503、第二层低热值燃气喷管

504、低热值燃气喷嘴                  6、火焰筒

具体实施方式

为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

如图1-2所示，一种低热值与天然气混烧燃气燃烧器，包括混合段1、燃气枪组件2、中心稳燃喷枪组件3、点火枪组件4、多层低热值燃气环5及火焰筒6；混合段1作为助燃风通道，其后端连接风机出口，前端连接火焰筒6；混合段1的底部设有下燃气进气口101，侧面设有侧方燃气进气口102；燃气枪组件2设置在混合段1内的中心位置，燃气枪组件2包括内进气口201、内筒202、外筒203、内燃气喷头204、旋流器205及稳焰盘206组成，内进气口201与下燃气进气口101连接，内筒202置于内进气口201内，外筒203置于内进气口201之外，内燃气喷头204固定安装在内筒202和外筒203的前端，旋流器205及稳焰盘206固定在内燃气喷头204的前端，旋流器205与稳焰盘206之间具有一定的导向间隙，中心稳燃喷枪组件3和点火枪组件4均设置在内筒202内，多层低热值燃气环5设置在混合段1内的前端，并且环抱设置在燃气枪组件2的外侧，侧方燃气进气口102与多层低热值燃气环5连通。

助燃风经风机升压，通过混合段1，经由燃气枪组件2的内筒202内侧、燃气枪组件2的外筒203外侧，再经由旋流器205、稳焰盘206及旋流器205与稳焰盘206之间的导向间隙、稳焰盘206与火焰筒6之间的间隙隙喷出；燃气经由中心稳燃喷枪组件3、燃气枪组件2、多层低热值燃气环5喷出；当燃气与助燃混合空气混合后形成可燃气体混合物，然后在风压的作用下配送到锅炉炉膛不同区域进行燃烧。

具体的，如图2、6所示，多层低热值燃气环5包括低热值燃气分配环501，4支第一层低热值燃气喷管502和8支第二层低热值燃气喷管503，低热值燃气分配环501与侧方燃气进气口102连通，4支第一层低热值燃气喷管502从低热值燃气分配环501上伸出等距离环抱设置在燃气枪组件2外侧，8支第二层低热值燃气喷管503从低热值燃气分配环501上伸出等距离环抱设置在第一层低热值燃气喷管501的外侧，为提供低热值燃气的输出通道。第一层低热值燃气喷管502和第二层低热值燃气喷管503的前端均安装有低热值燃气喷嘴504，低热值燃气喷嘴504的喷口向内倾斜，根据不同的燃烧器功率及氮氧化物排放其倾斜的角度有所变化。第一层低热值燃气喷管502提供次外层低热值燃气通道及喷射出口，第二层低热值燃气喷管503，提供外层低热值燃气通道及喷射出口，根据燃烧器功率及低热值燃气的热值不同，喷管内径也有所变化。

具体的，如图5所示，中心稳燃喷枪组件3为中心稳燃火焰提供燃气，其包括稳燃主气管301、稳燃分气管302、稳燃喷枪头303，稳燃分气管302有4支，等距离的环抱设置在稳燃主气管301的前端，并且与稳燃主气管301相互连通，稳燃喷枪头303设置在稳燃分气管302的前端，在稳燃喷枪头303的内壁、外壁及前端面上均设有燃气喷孔305，根据不同的燃烧器功率燃气喷孔305的孔径有所变化。

具体的，旋流器205包括旋流片2051、内圆环和外圆环，旋流片2051为内锥形设计，有8片，逆时针旋向布置在内圆环与外圆环之间，为中心稳燃喷枪组件3提供高速旋流的助燃空气，形成稳定的中心火焰。

稳焰盘206的内部中空，在其中部均布有4圈不同直径的小孔，每个小孔根据燃烧器功率需要数量变化，助燃空气通过小孔，形成负压稳定区；为第一层低热值燃气喷管502提供助燃空气，形成稳定火焰。

具体的，如图3-4所示，内燃气喷头204主要提供天然气燃气通道及天然气喷射出口，为外圈低热值燃气提供热辐射，保证低热值燃气稳定燃烧，其包括内燃气喷头座2041、辅然喷枪2042和内主燃喷枪2043，内燃气喷头座2041的后端内侧与内筒202连接，内燃气喷头座2041的后端外侧与外筒203连接；内燃气喷头座2041的前端内圈由内向外第一圈均布4只辅燃喷枪2042，辅燃喷枪2042的枪口角度向上倾斜，其倾斜角度与旋流器的内锥角的角度相同，在内燃气喷头座2041的前端内圈由内向外第二圈均布有4只内主燃喷枪2043，内主燃喷枪2043的枪口角度向上倾斜。

工作流程：

点火枪组件4形成点火火炬，引燃经由中心稳燃喷枪组件3前端外径向均布18只燃气喷孔、内径向均布3只燃气喷孔及轴向均布4只燃气喷孔喷出的天然气，与中心稳燃喷枪组件3的内部和旋流器205上8只均匀布置在内锥面上的旋流片提供的高速旋流的助燃空气混合，形成内部旋转的可燃气体混合物，形成中心稳燃火焰。

同时，一小部分天然气通过4支均布在内燃气喷头204上的辅燃喷枪2042喷出，与中心稳燃喷枪组件3的内部和旋流器205上8只均匀布置在内锥面上的旋流片提供的高速旋流的助燃空气混合，形成旋转火焰。旋转火焰引燃由4支均布在内燃气喷头204上的内主燃喷枪2043喷出的天然气和由旋流器205、稳焰盘206之间的间隙提供的高速助燃空气形成的可燃气体混合物，形成内层主火焰。

低热值燃气首先从第一层低热值燃气喷管502喷出，与由旋流器205和稳焰盘206之间的间隙以及稳焰盘206上均布的4圈不同直径小孔提供的助燃空气形成可燃气混合物，被由内燃气喷头204上的内主燃喷枪2043形成的内层主火焰点燃，稳焰盘206上均布的4圈不同直径小孔在助燃空气通过时形成负压区，第一层低热值燃气喷管502喷出的燃气形成的火焰在此负压区稳定燃烧，形成中层火焰。

与此同时第二层低热值燃气喷管503喷出的低热值燃气，与稳焰盘206和火焰筒6之间的间隙提供的助燃空气形成可燃气体混合物，形成外层火焰

低热值燃气与天然气喷枪采用分层、分段布置的方式，第一层低热值燃气喷管502和第二层低热值燃气喷管503的前后距离为L1,第一层低热值燃气喷管502和内燃气喷头204上内主燃喷枪2043的前后距离为L2，内燃气喷头204上的内主燃喷枪2043和中心稳燃喷枪组件3的前后距离为L3，这些距离都是可以根据不同功率以及不同低热值燃气热值大小变动。

助燃空气分级：多路、多层供风通道。中心稳燃喷枪组件3的稳燃喷枪头303内的助燃空气、旋流器205的8只均匀布置在内锥面上的的旋流片、旋流器205和稳焰盘206之间的间隙、稳焰盘206上均布的4圈不同直径小孔、稳焰盘206和火焰筒6之间的间隙都为助燃空气通道。以上助燃空气通道都可以根据不同功率以及不同低热值燃气热值大小变动。

低热值与天然气混烧燃气燃烧器燃气及助燃空气通过采用分层、分段布置的方式，中心有天然气提供燃气的中心稳燃火焰，内层有内燃气喷头组件提供的主火焰，中层有第一层低热值燃气提供的中层火焰，外层有第二层低热值燃气提供的外层火焰。燃烧稳定，解决了低热值燃气发热量低、点火困难、燃烧稳定性差等问题，保证了燃烧器的运行稳定以及功率输出。

综上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的权利要求范围内。

Claims (7)

1.一种低热值与天然气混烧燃气燃烧器，其特征在于，包括混合段、燃气枪组件、中心稳燃喷枪组件、点火枪组件、多层低热值燃气环及火焰筒；所述混合段作为助燃风通道，其后端连接风机出口，前端连接所述火焰筒；所述混合段的底部设有下燃气进气口，侧面设有侧方燃气进气口；所述燃气枪组件设置在所述混合段内的中心位置，所述燃气枪组件包括内进气口、内筒、外筒、内燃气喷头、旋流器及稳焰盘组成，所述内进气口与所述下燃气进气口连接，所述内筒置于所述内进气口内，所述外筒置于所述内进气口之外，所述内燃气喷头固定在所述内筒和外筒的前端，所述旋流器及稳焰盘固定在所述内燃气喷头的前端，所述中心稳燃喷枪组件和所述点火枪组件均设置在所述内筒内，所述多层低热值燃气环设置在所述混合段内的前端，并且环抱设置在所述燃气枪组件的外侧，所述侧方燃气进气口与所述多层低热值燃气环连通。

2.根据权利要求1所述的一种低热值与天然气混烧燃气燃烧器，其特征在于，所述多层低热值燃气环包括低热值燃气分配环，4支第一层低热值燃气喷管和8支第二层低热值燃气喷管，所述低热值燃气分配环与所述侧方燃气进气口连通，4支所述第一层低热值燃气喷管从所述低热值燃气分配环上伸出等距离环抱设置在所述燃气枪组件外侧，8支所述第二层低热值燃气喷管从所述低热值燃气分配环上伸出等距离环抱设置在所述第一层低热值燃气喷管的外侧。

3.根据权利要求2所述的一种低热值与天然气混烧燃气燃烧器，其特征在于，所述第一层低热值燃气喷管和第二层低热值燃气喷管的前端均安装有低热值燃气喷嘴，所述低热值燃气喷嘴的喷口向内倾斜。

4.根据权利要求1所述的一种低热值与天然气混烧燃气燃烧器，其特征在于，所述中心稳燃喷枪组件包括稳燃主气管、稳燃分气管、稳燃喷枪头，所述稳燃分气管有4支，等距离的环抱设置设置在所述稳燃主气管的前端，并且与所述稳燃主气管相互连通，所述稳燃喷枪头设置在所述稳燃分气管的前端，在所述稳燃喷枪头的内壁、外壁及前端面上均设有燃气喷孔。

5.根据权利要求1所述的一种低热值与天然气混烧燃气燃烧器，其特征在于，所述内燃气喷头包括内燃气喷头座、辅然喷枪和内主燃喷枪，所述内燃气喷头座的后端内侧与所述内筒连接，所述内燃气喷头座的后端外侧与所述外筒连接；所述内燃气喷头座的前端内圈由内向外第一圈均布4只辅燃喷枪，所述辅燃喷枪的枪口角度向上倾斜，其倾斜角度与所述旋流器的内锥角的角度相同，在所述内燃气喷头座的前端内圈由内向外第二圈均布有4只内主燃喷枪，所述内主燃喷枪的枪口角度向上倾斜。

6.根据权利要求1所述的一种低热值与天然气混烧燃气燃烧器，其特征在于，所述旋流器包括旋流片、内圆环和外圆环，所述旋流片为内锥形设计，有8片，逆时针旋向布置在内圆环与外圆环之间。

7.根据权利要求1所述的一种低热值与天然气混烧燃气燃烧器，其特征在于，所述稳焰盘的内部中空，在其中部均布有4圈不同直径的小孔。

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