專利名稱：工業(yè)燃燒器氣體燃料和助燃空氣的超混合方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣體燃燒技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種助燃空氣通過燃燒器的穩(wěn)焰盤后與氣體燃料通過燃料槍后的二者充分混合、便于在爐膛中燃燒時(shí)能產(chǎn)生溫度均勻和污染物少的技術(shù)效果的新穎工業(yè)燃燒器氣體燃料和助燃空氣的超混合方法及其裝置。
背景技術(shù)：
工業(yè)鍋爐和加熱器工作時(shí)需要的熱量可以通過燃燒器在爐膛中燃燒氣體燃料和助燃空氣的混合物來提供，為了確保爐膛中燃燒物溫度均勻、無局部高溫產(chǎn)生，以利于降低燃燒過程中氮氧化物和一氧化碳的生成量、減少污染和廢氣的排出量及提高氣體燃料的利用率，因而氣體進(jìn)入爐膛時(shí)先合適地均相予混氣體燃料和助燃空氣使之燃燒時(shí)燃燒火焰面上的燃燒溫度低于NOx生成溫度。如果氣體燃料與助燃空氣混合不當(dāng)，即由于氣體燃料過量或由于助燃空氣過量，都將會影響火焰?zhèn)鞑ニ俣?，產(chǎn)生過多的一氧化碳?xì)怏w，同時(shí)造成降低鍋爐或加熱器的熱傳導(dǎo)效率，從而導(dǎo)致氣體燃料消耗的增加。因此，如何以合適的流量導(dǎo)入氣體燃料和助燃空氣、并使之處于超混合狀態(tài)來增大可燃溫合物的可燃極限是一項(xiàng)十分重要的工作，也是當(dāng)前各國均在研究的課題。
在現(xiàn)有技術(shù)中，氣體燃料和助燃空氣的送入并使之混合找方法和裝置有很多種，但較多采用的是助燃空氣通過燃燒器的穩(wěn)焰盤送出，氣體燃料通過燃料槍送出。目前常用的穩(wěn)焰盤的結(jié)構(gòu)形式主要有二種，一種是由平板式葉片構(gòu)成，這種結(jié)構(gòu)形式的穩(wěn)焰盤雖然送出的助燃空氣能形成旋流風(fēng)、并產(chǎn)生燃燒所需要的中心回流區(qū)，但由于助燃空氣進(jìn)入時(shí)的阻力較大，燃燒器的背部壓力較高、使得助燃空氣的進(jìn)入量和助燃空氣的旋流強(qiáng)度不匹配，即不能做到助燃空氣的進(jìn)入量大同時(shí)助燃空氣的旋流強(qiáng)度也強(qiáng)。另一種是采用在圓形平板上開孔的結(jié)構(gòu)形式(碗形結(jié)構(gòu))，這種結(jié)構(gòu)形式的穩(wěn)焰盤雖然因能形成中心局部負(fù)壓而產(chǎn)生燃燒所需要的中心回流區(qū)，但不能形成旋流風(fēng)，且阻力也較大，故也欠理想。燃燒器燃料槍的結(jié)構(gòu)形式目前也主要有二種，一種為出氣孔設(shè)置在燃料槍接近頂端的側(cè)面上或頂端面上，另一種為出氣孔設(shè)置在燃料槍斜面上，這二種燃料槍的結(jié)構(gòu)形式的缺點(diǎn)是氣體燃料的流向和通過穩(wěn)焰盤送出助燃空氣的流向不能很好交叉混合，同時(shí)燃料在經(jīng)出口處時(shí)阻力較大、流速較低，因而不能產(chǎn)生較強(qiáng)的混合穿透力，故不利于氣體燃料與助燃空氣的充分混合。由上可見，現(xiàn)有技術(shù)中的燃燒器穩(wěn)焰盤和燃料槍的結(jié)構(gòu)欠合理、不能滿足充分混合氣體燃料與助燃空氣的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要克服現(xiàn)有技術(shù)中助燃空氣與氣體燃料不能充分混合及穩(wěn)焰盤阻力過大和燃料槍出氣口流速過低的不足之處，提供一種能有效降低穩(wěn)焰盤的背壓和提高燃料槍出氣口流速、且有利于氣體燃料與助燃空氣充分混合的工業(yè)燃燒器氣體燃料和助燃空氣的超混合方法及其裝置。
本發(fā)明的工業(yè)燃燒器氣體燃料和助燃空氣的超混合方法是將穩(wěn)焰盤的葉片設(shè)計(jì)成主體呈傾斜狀、兩側(cè)面呈弧形的低阻力流線型，使通過的助燃空氣量較多、形成的助燃空氣旋流強(qiáng)度強(qiáng)，并能形成中心低壓空氣回流區(qū)，將燃料槍的出口端面設(shè)計(jì)成與穩(wěn)焰盤相配的傾斜狀、并在傾斜面上設(shè)置不同直徑的出氣孔、氣體燃料以垂直于斜面方向、且以亞音速流速噴射，使氣體燃料和助燃空氣互相對沖滲透、混合，實(shí)現(xiàn)二者完全、且充分的超混合。
基于本發(fā)明方法的工業(yè)燃燒器氣體燃料和助燃空氣的超混合裝置主要由燃燒器穩(wěn)焰盤、燃燒器燃料槍和殼體組成，燃燒器穩(wěn)焰盤主體呈圓盤狀、由內(nèi)筒、外筒和葉片組成，內(nèi)、外筒為同心圓筒、相互之間通過葉片固定相連，葉片主體呈傾斜弧形狀、與內(nèi)筒和外筒相交接的出口處呈與直徑間夾角α為20-50°的傾斜狀；燃燒器燃料槍由主燃料槍和次燃料槍構(gòu)成，以與內(nèi)筒和外筒同心圓的形式間隔排列，其中主燃料槍的出口端面設(shè)置呈與軸線垂直平面間的夾角β為5-35°的傾斜狀、傾斜面上設(shè)置有數(shù)個(gè)出氣孔，次燃料槍的頂端面設(shè)置呈與軸線垂直平面間的夾角γ為35-70°的傾斜狀、傾斜面上設(shè)置有數(shù)個(gè)出氣孔； 殼體以與內(nèi)筒和外筒同心圓的形式設(shè)置在最外圓、通過后部加強(qiáng)筋與前板固定相連并呈一整體。此外，主燃料槍的出口斜面朝向中間軸心的一側(cè)安裝、與穩(wěn)焰盤中送出的旋流狀助燃空氣的流動(dòng)方向相反；次燃料槍的頂端斜面朝向殼體內(nèi)壁一側(cè)、與穩(wěn)焰盤中送出的旋流狀助燃空氣經(jīng)殼體內(nèi)壁反射后形成的回轉(zhuǎn)狀旋流風(fēng)的流動(dòng)方向相反。
工作時(shí)，助燃空氣經(jīng)穩(wěn)焰盤的流線狀弧形葉片后形成中心低壓空氣區(qū)域、內(nèi)層為高速旋流風(fēng)和外層為近殼體內(nèi)壁附近的回轉(zhuǎn)旋流風(fēng)，氣體燃料通過主燃料槍和次燃料槍傾斜端面上的出氣孔以垂直于傾斜端面的方向和亞音速流速噴射，具有不同的穿透深度，且其流向與經(jīng)穩(wěn)焰盤后送出的旋流風(fēng)及回轉(zhuǎn)狀旋流風(fēng)的流動(dòng)方向相反，使氣體燃料形成多股細(xì)流且不同的穿透深度與助燃空氣反向?qū)_，有利于達(dá)到充分混合。
基于上述構(gòu)思，本發(fā)明工業(yè)燃燒器氣體燃料和助燃空氣的超混合方法及其裝置，由于穩(wěn)焰盤的葉片采用流線性設(shè)計(jì)，便于工作時(shí)便于形成強(qiáng)的旋流風(fēng)，且能降低穩(wěn)焰盤的阻力損失；由于燃料槍由多根主，次燃料槍組成，出口端面采用斜面設(shè)計(jì)且安裝設(shè)置朝向與助燃空氣的流動(dòng)方向相反，使得助燃空氣與氣體燃料形成對沖，有利于充分混合；由于氣體燃料出口的流速采用亞音速設(shè)計(jì)，形成與助燃空氣有較大的速差，同時(shí)具有不同的穿透深度，有利于與助燃空氣的充分且全面地混合。綜上所述，本發(fā)明工業(yè)燃燒器氣體燃料和助燃空氣的超混合方法及其裝置與現(xiàn)有的同類技術(shù)相比，具有結(jié)構(gòu)合理、方法可行且可靠，氣體燃料和助燃空氣在超混合的狀態(tài)下進(jìn)入爐膛并充分燃燒，有利于確保爐膛中燃燒溫度均勻、無局部高溫產(chǎn)生及降低燃燒過程中氮氧化物和一氧化碳的生成量、減少污染和廢氣的排出量及提高氣體燃料的利用率，因而具有十分明顯的技術(shù)先進(jìn)性、顯著的經(jīng)濟(jì)性和很強(qiáng)的實(shí)用性。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的主燃料槍出口端面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的次燃料槍出口端面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例的穩(wěn)焰盤結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1.穩(wěn)焰盤2.燃料槍 3.殼體4.內(nèi)筒5.外筒6.葉片 7.邊沿 8.主燃料槍9.次燃料槍10.出口端面11.出氣孔 12.出口端面 13.出氣孔具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及典型實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
在圖1、圖2、圖3和圖4中，本發(fā)明的工業(yè)燃燒器氣體燃料和助燃空氣的超混合裝置主要由燃燒器穩(wěn)焰盤1、燃燒器燃料槍2和殼體3組成，特征在于燃燒器穩(wěn)焰盤1的主體呈圓盤狀、由內(nèi)筒4、外筒5和葉片6組成，內(nèi)筒4和外筒5處同軸設(shè)置狀態(tài)、相互之間通過葉片6固定相連，所述的葉片6主體呈傾斜弧形狀、與內(nèi)筒4和外筒5相交接的出口處的邊沿7設(shè)置呈與直徑間夾角α為20-50°的傾斜狀；燃燒器燃料槍2由以與內(nèi)筒4和外筒5同心圓的形式間隔排列、主體呈桿狀的主燃料槍8和次燃料槍9構(gòu)成，其中主燃料槍8的出口端面10設(shè)置呈與軸線垂直平面間的夾角β為5-35°的傾斜狀、上面設(shè)置有一個(gè)較大出氣孔11，次燃料槍9的出口端面12設(shè)置呈與軸線垂直平面間的夾角γ為35-70°的傾斜狀、上面設(shè)置有6個(gè)較小出氣孔13；殼體3以與內(nèi)筒8和外筒9同心圓的形式設(shè)置、通過后部加強(qiáng)筋與外筒9固定相連、設(shè)置呈一體。此外，在安裝狀態(tài)下，所述的主燃料槍8的出口端面10朝向中間軸心一側(cè)、與穩(wěn)焰盤1中送出的旋流狀助燃空氣的流動(dòng)方向相反；所述的次燃料槍9的出口端面12朝向殼體3內(nèi)壁一側(cè)、與穩(wěn)焰盤1中送出的旋流狀助燃空氣經(jīng)殼體3內(nèi)壁反射后形成的回轉(zhuǎn)狀旋流風(fēng)的流動(dòng)方向相反。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)燃燒器氣體燃料和助燃空氣的超混合裝置，由燃燒器穩(wěn)焰盤(1)、燃燒器燃料槍(2)和殼體(3)組成，其特征在于a.燃燒器穩(wěn)焰盤(1)的主體呈圓盤狀、由內(nèi)筒(4)、外筒(5)和葉片(6)組成，內(nèi)筒(4)和外筒(5)處同軸設(shè)置狀態(tài)、通過主體呈傾斜弧形狀、與內(nèi)筒(4)和外筒(5)相交接的出口處的邊沿(7)設(shè)置呈與直徑間的夾角α為20-50°傾斜狀的葉片(6)固定相連；b.燃燒器燃料槍(2)由以與內(nèi)筒(4)和外筒(5)同心圓的形式間隔排列、主體呈桿狀的主燃料槍(8)和次燃料槍(9)構(gòu)成，主燃料槍(8)的出口端面(10)設(shè)置呈與軸線垂直平面間的夾角β為5-35°的傾斜狀、上面設(shè)置有出氣孔(11)，次燃料槍(9)的出口端面(12)設(shè)置呈與軸線垂直平面間的夾角γ為35-70°的傾斜狀、上面設(shè)置有出氣孔(13)；c.殼體(3)以與內(nèi)筒(8)和外筒(9)同心圓的形式設(shè)置、通過加強(qiáng)筋與外筒(9)固定相連成一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)燃燒器氣體燃料和助燃空氣的超混合裝置，其特征在于所述的主燃料槍(8)的出口端面(10)在安裝狀態(tài)下朝向中間軸心一側(cè)、與穩(wěn)焰盤(1)中送出的旋流狀助燃空氣的流動(dòng)方向相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)燃燒器氣體燃料和助燃空氣的超混合裝置，其特征在于所述的次燃料槍(9)的出口端面(12)在安裝狀態(tài)下朝向殼體(3)內(nèi)壁一側(cè)、與穩(wěn)焰盤(1)中送出的旋流狀助燃空氣經(jīng)殼體(3)內(nèi)壁反射后形成的回轉(zhuǎn)狀旋流風(fēng)的流動(dòng)方向相反。
4.一種工業(yè)燃燒器氣體燃料和助燃空氣的超混合方法，其特征在于將穩(wěn)焰盤的葉片設(shè)計(jì)成主體呈傾斜狀、兩側(cè)面呈弧形的低阻力流線型，使通過的助燃空氣量較多、形成的助燃空氣旋流強(qiáng)度強(qiáng)，并能形成中心低壓空氣回流區(qū)，將燃料槍的出口端面設(shè)計(jì)成與穩(wěn)焰盤相配的傾斜狀、并在傾斜面上設(shè)置不同直徑的出氣孔、氣體燃料以垂直于斜面方向、且以亞音速流速噴射，使氣體燃料和助燃空氣互相對沖滲透、混合，實(shí)現(xiàn)二者完全、且充分的超混合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種工業(yè)燃燒器氣體燃料和助燃空氣的超混合方法及裝置，由燃燒器穩(wěn)焰盤、燃料槍和殼體組成，穩(wěn)焰盤呈圓盤狀、由同軸設(shè)置的內(nèi)外筒及固定設(shè)置在內(nèi)外筒之間、主體呈傾斜弧形狀的流線型葉片組成，燃料槍由以與內(nèi)外筒同心圓形式間隔排列、主體呈桿狀、上帶出氣孔傾斜端面的主燃料槍和次燃料槍構(gòu)成，殼體以與內(nèi)外筒同心圓形式設(shè)置、通過加強(qiáng)筋互連成一體。由于將穩(wěn)焰盤的葉片設(shè)置成有利于產(chǎn)生旋流風(fēng)的傾斜弧形面的低阻力流線型，將燃料槍的出口端面設(shè)置成帶出氣孔的傾斜狀、并使氣體燃料以垂直于斜面方向、且與旋流風(fēng)的流動(dòng)方向相反、并以亞音速流速噴射，使二者對沖滲透、完全且充分的超混合，有利于爐膛燃燒溫度均勻及燃料合理且充分燃燒和減少污染環(huán)境廢氣的生成量和排出量。
文檔編號F23D14/64GK101067495SQ20071004189
公開日2007年11月7日 申請日期2007年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月12日
發(fā)明者陳寶明 申請人:上海諾特飛博燃燒設(shè)備有限公司