CN87212158U - 燃用含水分大粘度高的渣油的燃烧器 - Google Patents

Abstract

本燃烧器适用于含水份大(可高达30％)，粘度高(可高达18°E)(现有技术一般＜5°E)的渣油。渣油加温到100℃以内，并经加压后和经螺旋槽旋流器引来的混燃剂及通过叶片式旋流器引来的空气一同进入混合喷嘴喷出，从而得到雾化混合较理想的可燃气体。本燃烧器适用于各种工业炉窑单体能量在(8.5～500)×10⁵KJ/H。它的优点是点火容易，雾化质量好，燃烧效率高，在燃烧能量不变时，火焰长短可以控制。同时，渣油的价格低，容量获得。

Description

燃用含水分大粘度高的渣油的燃烧器

本实用新型所属技术领域是把液体燃料或其汽态直接喷进燃烧区的燃烧器。

现有技术的工业炉窑液体燃烧器，一般要求液体燃料的运动粘度不大于35.3×10^－6m²／S（＜5°E），同时要滤去较粗的机械杂质，以防喷油咀堵塞，才能进行正常的燃烧。如日本生产的GR型、5422型燃烧器分别要求油的粘度为（6.4～21.2）×10^－6m²／S，20.2×10^－6m²／S（100SSU最高）我国生产的F型燃油燃烧器要求油的粘度为35.3×10^－6m²／S（5°E）；RK型燃油燃烧器要求油的粘度为（19.8～31.5）×10^－6m²／S（3°～4.5°E）。当燃烧粘度高的燃料油和渣油时，均采取将油加热的方法，使其粘度降到燃烧器对粘度要求的范围以内。当使用油温在100℃，其粘度在（1.1～1.3）×10^－4m²／S，含水份高达30％的渣油时，按现有技术需将渣油加热到140℃以上才能使其粘度降到35.3×10^－6m²／S以下，这时由于水的气化将使燃烧器喷出的燃料时断时续，严重影响正常的燃烧，同时现有技术的燃烧器均不能在能量一定的条件下，对火焰长度进行控制，燃烧腔壁砖的燃烧道内也没有采取降低NO_X的措施。因此要保证正常的燃烧，渣油油温要控制在100℃以内，由于使用现有技术的燃烧器，由此带来冷炉点火困难，雾化效果差，不能完全燃烧，维修周期缩短等缺点。

本实用新型的燃烧器，其目的是解决燃用含水份大，粘度高，机械杂质多的渣油在工业炉窑中正常燃烧的技术问题。这种渣油在我国容易获得，价格便宜。它适用于粘度≤1.3×10^－4m²／S（≤18°E）的液体燃料。当然用上述渣油时，把它予热到100℃以内，使其粘度降至≤1.3×10^－4m²／S，这时油内所含水份仍保持液态情况下，因此能获得良好的雾化质量、混合质量和燃烧效率，其燃烧器的技术性能有实质性的进步优于现有技术，同时在燃烧能量不变的情况下，火焰长短可以控制，在燃烧过程中NO_X的生成量也低于现有技术。

本实用新型的结构组成如图1和图2所示。液体燃料从油管接头（1）引入，通过中心导油管（2）进入油喷咀（3）喷出。油喷咀用不锈钢材料制造，其内部有混燃剂通道（16），和燃油通道（17）。混燃剂（蒸气或压缩空气）从腔体（4）侧面的混燃剂进口（5）引入，通过外套管（6）进入油喷咀（3）喷出。在油喷咀混燃剂通道（16）内设有矩形螺旋槽旋流器（7），使通过的混燃剂气体在喷出时产生旋流强度。燃用空气从壳体（8）切线方向的空气进口（9）引入，进入中心导气管（10），导气管的末端设有叶片式旋流器（11），叶片式旋流器的轮毂（18）内孔套在外套管（6）的外径上，其作用是除起到定位外，还保证油喷咀与旋流器的同心度，旋流器的外缘（20）套在导气管的内径上，起着旋流器的定位作用，铣削加工槽（21），用于叶片焊接固定时定位。燃油、混燃剂、燃用空气均在油喷咀的出口处相遇，在混合喷咀（12）进行雾化和混合，形成喷雾流，从混合喷咀喷出进入燃烧腔内，在其燃烧道内进行正常燃烧。调节装置（14）是用来调节油喷咀出口处与混合喷咀出口处的距离，定位螺栓（15）是用来保持油喷咀位置。燃用空气引入的切线方向与叶片式旋流器和矩形螺旋槽旋流器的空气流动方向，可采用顺时针或逆时针方向，但三者必须保持一致。

图1燃烧器的总装图

图2图1的左侧视图

图3油喷咀的放大图

图4矩形螺旋槽旋流器放大图

图5叶片式旋流器的放大图

图6图5的轮毂A向铣削槽展开图

本实用新型燃烧器所使用油压不大于30×10⁴Pa，混燃剂蒸气压力不大于50×10⁴Pa，燃用空气压力不大于6×10³Pa

本实用新型为了达到前述的目的，采取了下列措施来实现。

1.如图1和图5所示叶片式旋流器（11）是安装在壳体（8）上，从切线引入空气，经中心导管（10）在其末端进入叶片旋流器（11），由于切线引入，使进入中心导气管的空气速度场是均匀的，由于空气又经过叶片式旋流器使流经各叶片之间的速度和从叶片旋流器出来的空气的速度场和旋流强度也是均匀的。这样就为良好的雾化和混合创造了前提条件。根据燃烧器规格的大小，其叶片数量可在20～100片之间选用，倾斜角度在20°～70°之间选用，确定某一旋流度，进而确定火焰的长度范围，使之与热加工工艺及炉型相匹配，同时通过调节装置（14）调节油喷咀（3）出口的位置，从而改变油雾与燃用空气的相对速度，获得最佳的混合质量或改变混合质量，达到对火焰长度的控制。

2.为了获得渣油粘度在1.3×10^－4m²／S，其平均雾化粒径在50～80μ之间〔按索太尔（S·M·D）公式计算〕满足燃烧对粒径的要求采用了蒸气（或压缩空气）作为混燃剂并在油喷咀混燃剂通道上装设有矩形螺旋槽旋流器（7），矩形螺旋槽与轴线成45°～75°的交角。油喷咀出口的两个同心环形的同心度，是确定混燃剂喷射速度场均匀的重要因素，因此合理选择矩形螺旋槽的外径（d）与螺旋槽的轴线长度（L）之比是重要的条件。本实用新型采用d：L为0.6～1.0之间。同时从喷口喷射的具有大于200m／S速度的蒸汽具有轴向、径向和切向速度，从而增大了出口的喷雾流的立体角。由于混燃剂与油具有大的相对速度以及在较大的喷雾流的立体角作用下，使喷出的油流股迅速碎裂成为细小的雾滴，获得良好的雾化质量。

本实用新型燃烧器适用于工业炉窑单体能量在（8.5～500）×10⁵KJ／H，液体燃料粘度为≤1.3×10^－4m²／S含水份为≤30％的渣油正常燃烧之用。当燃用其他燃料油、柴油以及轻质液体燃料时，同样能获得上述良好的雾化效果、混合质量、燃烧效率和稳定的正常火焰。

为了进一步说明本实用新型的优点，下面介绍一种能量为1.25×10⁶KJ／H燃用渣油的燃烧器，其能量和技术性能如下：

1.燃料：渣油能量 1.25×10⁶KJ／H

渣油油压    ＜2.5atm

渣油粘度 ≤1.3×10^－4m²／S

2.混燃剂：蒸气用量    6.5kg／H

蒸气压力    3atm

3.燃用空气：空气量 335Nm³／H

压力    4000Pa

4.喷雾流的立体角为60°，平均雾化液滴粒径50～80μ

5.燃料调节比为1：12

6.火焰稳定性α＝0.7～2.5

7.过剩空气系数α＝1.08

8.噪音＜80dB

通过上述技术指标可知，本实用新型的优点是点火容易，雾化质量好，燃烧效率高，在燃烧能量不变时，火焰长短可以控制。

渣油从3／8′的油管接头引入，通过外径为φ14mm壁厚为2mm的油管进入油喷咀。油喷咀的喷油孔直径为φ2.5mm，中心油管及油喷咀均采用不锈钢材料。混燃剂（蒸气）从铸铁的腔体侧面GZ    1／2′的螺孔引入，通过外径为φ33mm，壁厚为3.5mm的外套管进入油喷咀。蒸气喷口的外环直径为φ7mm，内环直径φ6mm，矩形螺旋槽旋流器的外径为φ24.5mm，内径为φ20mm，螺旋槽与轴线成60°交角，螺旋槽轴线长为20mm。燃用空气接管为3′，是从壳体的切线方向引入，中心导管内径为φ120mm。叶片式旋流器空气进口外环直径为90mm，内环直径为58mm，在内外环中间镶有22片厚为1mm的不锈钢叶片，叶片与轴线的倾斜角为45°。油喷咀出口与混合喷咀喷口的距离为25mm，混合喷咀喷口直径为φ50mm。

Claims (3)

1、一种燃用含水份大粘度高的渣油燃烧器，是由油管接头(1)，中心导油管(2)，油喷咀(3)，腔体(4)，混燃剂进口(5)，外套管(6)，壳体(8)，燃用空气进口(9)，燃烧腔壁砖(13)，调节装置(14)，定位螺栓(15)组成，其特征在于：该燃烧器中，有一中心导气管(10)和一混合喷咀(12)，其中：

(1)中心导气管(10)的末端有一叶片式旋流器(11)，其轮毂(18)的内孔安装在外套管(6)的外径上，旋流器(11)的外缘(20)安装在中心导气管(10)的内径上，以保证安装的同心度；

(2)在油喷咀(3)的混燃剂通道(16)内装有螺旋槽旋流器(7)；

(3)油喷咀(3)位于混合喷咀(12)内，从而使燃料油、混燃剂，和燃用空气在同一处相遇。

2、按权利要求1的渣油燃烧器，其特征是：所述的叶片式旋流器（11）是由轮毂（18），叶片（19）和外缘（20）组成，其中叶片（19）的倾角大小是根据火焰长度的要求可在20°～70°之间选用，叶片数量是根据燃烧器规格的大小可在20～100片之间选用。

3、按权利要求1的燃烧器，其特征是：螺旋槽旋流器（7）上的螺旋槽与其轴线成45°～75°的交角，其长度为L＝（0.6～1.0）d之间选用。

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