專利名稱：適用于高溫燃?xì)馀c重油的兩用燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油氣燃燒器，尤其涉及一種適用于高溫燃?xì)馀c重油的兩用節(jié)能燃
；Bs-gg.
背景技術(shù)：
重油和燃?xì)馐枪I(yè)生產(chǎn)中常用的燃料，常規(guī)的燃?xì)夂腿加腿紵鹘?jīng)過多年發(fā)展，技術(shù)已趨于成熟。為了增加燃料適應(yīng)性，也發(fā)展了多種類型的油氣兩用燃燒器，既可以燃用重油，也可燃用一般燃?xì)猓蛲瑫r(shí)燃用兩種燃料。隨著近年來(lái)煤氣化行業(yè)的發(fā)展，節(jié)能高效的常壓粉煤氣化技術(shù)開始在工業(yè)爐、浙青攪拌站等領(lǐng)域的運(yùn)用推廣。粉煤氣化后，得到800 900 °C左右的高溫燃?xì)?。為了能量的最大化利用，直接燃用高溫燃?xì)馐亲罱?jīng)濟(jì)的做法。然而，常壓粉煤氣化后的得到的高溫燃?xì)庥腥缦绿攸c(diǎn)(1)發(fā)熱量低，但溫度高達(dá)600 1200 °C。(2)在同樣功率下，燃?xì)馑璧目諝饬績(jī)H為燃油的1/3，風(fēng)量配置方面存在困難。(3)由于燃?xì)鉄嶂档汀囟雀?，體積流量大，所需的流通面積大，布置高溫煤氣通道比較困難。因此，現(xiàn)有的普通燃燒器均無(wú)法使用高溫燃?xì)庾鳛槿剂稀＞C上，目前尚無(wú)燃用此類高溫燃?xì)獾某墒斓娜紵骷夹g(shù)，為了推動(dòng)常壓粉煤氣化技術(shù)在工業(yè)爐、浙青攪拌站等領(lǐng)域的應(yīng)用，亟需開發(fā)一種既可燃用高溫燃?xì)?、又可使用各種重油的兩用燃燒器。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種既可燃用常壓粉煤氣化產(chǎn)生的高溫燃?xì)?，又可燃用各種重油的兩用燃燒器。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種適用于高溫燃?xì)馀c重油的兩用燃燒器，由多個(gè)不同功能的通道構(gòu)成。燃燒器中心位置處設(shè)有中心管，中心管內(nèi)布置電子打火器、乙炔槍和重油槍部件；中心管外側(cè)設(shè)有中心風(fēng)道，中心風(fēng)道的出口端布置中心風(fēng)旋流器；中心風(fēng)道外側(cè)是二次風(fēng)道，二次風(fēng)道的出口端布置二次風(fēng)旋流器；二次風(fēng)道外側(cè)設(shè)有高溫燃?xì)馔ǖ溃桓邷厝細(xì)馔ǖ劳鈧?cè)設(shè)有周界風(fēng)道；重油槍一端設(shè)有重油進(jìn)口和壓縮空氣進(jìn)口，另一端為重油液滴噴霧出口，或采用機(jī)械霧化方式，取消壓縮空氣。所述的中心管呈圓筒形，內(nèi)徑為70 200 mm,主要功能是放置電子打火器、乙炔槍和重油槍。所述的中心風(fēng)道指的是中心管與中心風(fēng)管構(gòu)成的通道，中心風(fēng)管呈圓筒形，一端設(shè)有中心風(fēng)道進(jìn)口，另一端設(shè)有中心風(fēng)旋流器。中心風(fēng)旋流器由多個(gè)軸向或切向旋流葉片構(gòu)成，旋流葉片與軸線的夾角為30 60°。中心風(fēng)道橫截流通面積按中心風(fēng)道內(nèi)空氣流速為20 40 m/s設(shè)計(jì)，風(fēng)量占總風(fēng)量的5 35%。所述的二次風(fēng)道指的是中心風(fēng)管與二次風(fēng)管構(gòu)成的通道，二次風(fēng)管呈圓筒形，一端設(shè)有二次風(fēng)進(jìn)口，另一端設(shè)有二次風(fēng)旋流器。二次風(fēng)旋流器由多個(gè)軸向或切向旋流葉片構(gòu)成，旋流葉片與軸線的夾角為30 60°。二次風(fēng)道橫截流通面積按二次風(fēng)道內(nèi)空氣流速為20 45 m/s設(shè)計(jì)，風(fēng)量占總風(fēng)量的40 80%。所述的高溫煤氣通道指的是由二次風(fēng)管與周界風(fēng)內(nèi)管構(gòu)成的通道，一端設(shè)有高溫煤氣進(jìn)口，高溫煤氣進(jìn)口外壁敷設(shè)耐火保溫材料。在出口端，周界風(fēng)內(nèi)管比二次風(fēng)管長(zhǎng)，形成一個(gè)預(yù)混段。預(yù)混段軸向長(zhǎng)度為80 250 mm。高溫煤氣通道的橫截流通面積按高溫煤氣通道內(nèi)煤氣流速為30 50 m/s設(shè)計(jì)。所述的周界風(fēng)道指的是由周界風(fēng)內(nèi)管與周界風(fēng)外管構(gòu)成的通道，一端設(shè)有周界風(fēng)道進(jìn)口，另一端形成一個(gè)預(yù)燃室。預(yù)燃室呈圓臺(tái)型，軸向長(zhǎng)度為300 700 mm，母線與軸線夾角為15 30°。周界風(fēng)道橫截流通面積按周界風(fēng)道內(nèi)空氣流速為30 50 m/s設(shè)計(jì)，風(fēng)量占總風(fēng)量的5 20%。
本發(fā)明的有益效果是
(I)不僅可以單獨(dú)燃用200 1200°C的高溫燃?xì)猓部梢詥为?dú)燃用燃料油，具備較高的燃燒效率。煤制高溫燃?xì)庹９?yīng)時(shí)，可以直接燃燒煤制燃?xì)?；?dāng)煤制燃?xì)庠O(shè)備出現(xiàn)故障的時(shí)候，可以立即切換為燃用燃料油，不影響正常的生產(chǎn)。在特殊的生產(chǎn)情況下，還可以同時(shí)燃用二種燃料，對(duì)生產(chǎn)具備很大的適應(yīng)性。(2)經(jīng)過實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行試驗(yàn)，本發(fā)明燃燒器工作正常，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠滿足長(zhǎng)期工作的需要。(3)采用旋流的中心風(fēng)和二次風(fēng)，可形成回流區(qū)，同時(shí)采用預(yù)混段和預(yù)燃室，提高了燃油和燃?xì)鈺r(shí)的著火穩(wěn)定性。(4)節(jié)能效果好，燃用高溫燃?xì)鈺r(shí)，燃燒效率可達(dá)到99. 5%以上；燃用重油時(shí)，燃燒效率可達(dá)到99%以上。(5)周界風(fēng)與二次風(fēng)均可獨(dú)立調(diào)節(jié)，可方便地調(diào)整火焰形狀。( 6 )高溫燃?xì)馔ǖ纼蓚?cè)均布置空氣通道，可以對(duì)燃?xì)馔ǖ肋M(jìn)行有效冷卻，減少了耐火保溫材料使用，大大減少了燃燒器整體重量和體積。


圖1是適用于高溫燃?xì)馀c重油的兩用燃燒器結(jié)構(gòu)示意 圖2圖1的A-A截面 圖中二次風(fēng)道進(jìn)口1、高溫燃?xì)馔ǖ肋M(jìn)口 2、周界風(fēng)道進(jìn)口 3、重油槍4、中心風(fēng)旋流器
5、二次風(fēng)旋流器6、預(yù)混段7、預(yù)燃室8、電子打火器9、乙炔槍10、周界風(fēng)外管11、周界風(fēng)道12、周界風(fēng)內(nèi)管13、高溫燃?xì)馔ǖ?4、二次風(fēng)管15、二次風(fēng)道16、中心風(fēng)管17、中心風(fēng)道18、中心管19、中心風(fēng)道進(jìn)口 20、重油進(jìn)口 21和壓縮空氣進(jìn)口 22。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括多個(gè)不同功能的通道。燃燒器中心位置處設(shè)有中心管19，中心管19內(nèi)布置電子打火器9、乙炔槍10和重油槍4部件；中心管19外側(cè)設(shè)有中心風(fēng)道18，中心風(fēng)道18的出口端布置中心風(fēng)旋流器5 ;中心風(fēng)道18外側(cè)是二次風(fēng)道16，二次風(fēng)道16的出口端布置二次風(fēng)旋流器6 ;二次風(fēng)道16外側(cè)設(shè)有高溫燃?xì)馔ǖ?4 ;高溫燃?xì)馔ǖ?4外側(cè)設(shè)有周界風(fēng)道12。重油槍4 一端設(shè)有重油進(jìn)口 21和壓縮空氣進(jìn)口 22，另一端為重油液滴噴霧出口。如圖1所示，所述的中心管19呈圓筒形，內(nèi)徑為70 200 mm，主要功能是放置電子打火器9、乙炔槍10和重油槍4。如圖1所示，所述的中心風(fēng)道18指的是中心管19與中心風(fēng)管17構(gòu)成的通道，中心風(fēng)管17呈圓筒形，一端設(shè)有中心風(fēng)道進(jìn)口 20，另一端設(shè)有中心風(fēng)旋流器5。中心風(fēng)旋流器5由多個(gè)軸向或切向旋流葉片構(gòu)成，旋流葉片與軸線的夾角為30 60°。中心風(fēng)道18的橫截流通面積按中心風(fēng)道18內(nèi)空氣流速為20 40 m/s設(shè)計(jì)，風(fēng)量占總風(fēng)量的5 35%。如圖1所示，所述的二次風(fēng)道16指的是中心風(fēng)管17與二次風(fēng)管15構(gòu)成的通道，二次風(fēng)管15呈圓筒形，一端設(shè)有二次風(fēng)進(jìn)口 1，另一端設(shè)有二次風(fēng)旋流器6。二次風(fēng)旋流器6由多個(gè)軸向或切向旋流葉片構(gòu)成，旋流葉片與軸線的夾角為30 60°。二次風(fēng)道16的橫截流通面積按二次風(fēng)道16內(nèi)空氣流速為20 45 m/s設(shè)計(jì)，風(fēng)量占總風(fēng)量的40 80%。如圖1所示，所述 的高溫煤氣通道14指的是由二次風(fēng)管15與周界風(fēng)內(nèi)管13構(gòu)成的通道，一端設(shè)有高溫煤氣進(jìn)口 2，高溫煤氣進(jìn)口 2的外壁敷設(shè)耐火保溫材料。在出口端，周界風(fēng)內(nèi)管13比二次風(fēng)管15長(zhǎng)，形成一個(gè)預(yù)混段7。預(yù)混段7的軸向長(zhǎng)度為80 250 mm。高溫煤氣通道14的橫截流通面積按高溫煤氣通道14內(nèi)煤氣流速為30 50 m/s設(shè)計(jì)。如圖1所示，所述的周界風(fēng)道12指的是由周界風(fēng)內(nèi)管13與周界風(fēng)外管11構(gòu)成的通道，一端設(shè)有周界風(fēng)道進(jìn)口 3，另一端形成一個(gè)預(yù)燃室8。預(yù)燃室8呈圓臺(tái)型，軸向長(zhǎng)度為300 700 _，母線與軸線夾角為15 30°。周界風(fēng)道12的橫截流通面積按周界風(fēng)道12內(nèi)空氣流速為30 50 m/s設(shè)計(jì)，風(fēng)量占總風(fēng)量的5 20%。本發(fā)明的工作過程如下
該燃燒器適用于高溫燃?xì)馀c重油兩種燃料，根據(jù)不同要求，可燃用其中一種燃料，下面分兩種情況進(jìn)行介紹。(I)燃用重油。開啟總風(fēng)機(jī)，通過閥門，調(diào)節(jié)中心風(fēng)道18、二次風(fēng)道16和周界風(fēng)道12的空氣流量。打開乙炔通道閥門，同時(shí)接通電子打火器9，此時(shí)乙炔就被點(diǎn)燃。隨后，接通重油槍4的壓縮空氣，保持在壓力為O. 2、. SMPa之間，穩(wěn)定后開啟重油泵，調(diào)節(jié)重油壓力為O. 2^0. 8 MPa，穩(wěn)定后開啟重油槍4的重油通道閥門。重油在壓縮空氣的輔助下進(jìn)行霧化，形成液霧，也可采用機(jī)械霧化方式。霧化后的重油立即被乙炔槍10的火焰點(diǎn)燃，此時(shí)切斷用于點(diǎn)火的乙炔，重油開始穩(wěn)定燃燒。燃用重油時(shí)，中心風(fēng)道18內(nèi)的空氣流量占總風(fēng)量的15% 35%，目的是為了保證燃燒初期需要的風(fēng)量，避免重油液滴缺氧分解形成碳黑顆粒，造成冒黑煙。周界風(fēng)量占總風(fēng)量的5% 10%，主要到冷卻作用。剩余的為二次風(fēng)量，占總風(fēng)量的55% 80%。中心風(fēng)和二次風(fēng)均為旋流射流，與重油液霧能夠強(qiáng)烈混合，燃燒效率高。合適的旋流強(qiáng)度使燃燒火焰形成長(zhǎng)度和擴(kuò)散角度合理的形狀。重油在預(yù)混段7和預(yù)燃室8內(nèi)經(jīng)過部分燃燒后，才噴出燃燒器，確保著火的穩(wěn)定性和燃盡度。(2)燃用高溫燃?xì)?。高溫燃?xì)膺M(jìn)入燃燒器時(shí)的溫度一般為600 1200 °C，已高于燃?xì)獾闹瘘c(diǎn)溫度，這種情況下，無(wú)須點(diǎn)火即可燃燒。因此，燃用高溫燃?xì)鈺r(shí)不需要進(jìn)行點(diǎn)火。首先，開啟總風(fēng)機(jī)，通過閥門，調(diào)節(jié)中心風(fēng)道18、二次風(fēng)道16和周界風(fēng)道12的空氣流量，使中心風(fēng)量占總風(fēng)量的5% 10%，僅起到冷卻作用；周界風(fēng)量占總風(fēng)量的25% 50% ;剩余為二次風(fēng)。各通道風(fēng)量穩(wěn)定后，通入高溫燃?xì)?，高溫燃?xì)饨佑|到空氣后，立即被點(diǎn)燃。由于預(yù)混段7的作用，高溫燃?xì)馀c空氣有一個(gè)預(yù)混過程。高溫燃?xì)馔ǖ?4的內(nèi)側(cè)和外側(cè)均為空氣通道，既起到冷卻作用，又增大了高溫燃?xì)馀c空氣的接觸面積，提高兩者的混合程度，加強(qiáng)了燃盡度。二次風(fēng)為旋流，在燃燒器出口較近的距離內(nèi)具有強(qiáng)烈的擾動(dòng)作用；周界風(fēng)量大，流速高，后期的擾動(dòng)作用強(qiáng)烈。同時(shí)，通過調(diào)節(jié)周界風(fēng)與二次風(fēng)的比例，可方便調(diào)節(jié)火焰形狀。
權(quán)利要求
1.一種適用于高溫燃?xì)馀c重油的兩用燃燒器，其特征在于燃燒器中心位置處設(shè)有中心管(19),中心管(19)內(nèi)布置電子打火器(9)、乙塊槍(10)和重油槍4部件；中心管(19)外側(cè)設(shè)有中心風(fēng)道(18)，中心風(fēng)道(18)的出口端布置中心風(fēng)旋流器(5);中心風(fēng)道(18)外側(cè)是二次風(fēng)道(16)，二次風(fēng)道(16)的出口端布置二次風(fēng)旋流器(6) ;二次風(fēng)道(16)外側(cè)設(shè)有高溫燃?xì)馔ǖ?14);高溫燃?xì)馔ǖ?14)外側(cè)設(shè)有周界風(fēng)道(12);重油槍(4) 一端設(shè)有重油進(jìn)口(21)和壓縮空氣進(jìn)口(22)，另一端為重油液滴噴霧出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于高溫燃?xì)馀c重油的兩用燃燒器，其特征在于所述的中心管(19)呈圓筒形，內(nèi)徑為70 200 mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于高溫燃?xì)馀c重油的兩用燃燒器，其特征在于所述的中心風(fēng)道(18)是中心管(19)與中心風(fēng)管(17)構(gòu)成的通道，中心風(fēng)管(17)呈圓筒形，一端設(shè)有中心風(fēng)道進(jìn)口(20)，另一端設(shè)有中心風(fēng)旋流器(5);中心風(fēng)道(18)的橫截流通面積按中心風(fēng)道(18)內(nèi)空氣流速為20 40 m/s設(shè)計(jì)，風(fēng)量占總風(fēng)量的5% 35%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種適用于高溫燃?xì)馀c重油的兩用燃燒器，其特征在于中心風(fēng)旋流器(5)由多個(gè)軸向或切向旋流葉片構(gòu)成，旋流葉片與軸線的夾角為30 60°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于高溫燃?xì)馀c重油的兩用燃燒器，其特征在于所述的二次風(fēng)道(16)指的是中心風(fēng)管(17)與二次風(fēng)管(15)構(gòu)成的通道，二次風(fēng)管(15)呈圓筒形，一端設(shè)有二次風(fēng)進(jìn)口(1)，另一端設(shè)有二次風(fēng)旋流器(6) ;二次風(fēng)道(16)的橫截流通面積按二次風(fēng)道(16)內(nèi)空氣流速為20 45 m/s設(shè)計(jì)，風(fēng)量占總風(fēng)量的40% 80%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種適用于高溫燃?xì)馀c重油的兩用燃燒器，其特征在于二次風(fēng)旋流器(6)由多個(gè)軸向或切向旋流葉片構(gòu)成，旋流葉片與軸線的夾角為30 60°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于高溫燃?xì)馀c重油的兩用燃燒器，其特征在于所述的高溫煤氣通道(14)指的是由二次風(fēng)管(15)與周界風(fēng)內(nèi)管(13)構(gòu)成的通道，一端設(shè)有高溫煤氣進(jìn)口(2)，高溫煤氣進(jìn)口(2)的外壁敷設(shè)耐火保溫材料；在出口端，周界風(fēng)內(nèi)管(13)比二次風(fēng)管(15)長(zhǎng)，形成一個(gè)預(yù)混段(7);預(yù)混段(7)的軸向長(zhǎng)度為80 250 mm ;高溫煤氣通道(14)的橫截流通面積按高溫煤氣通道(14)內(nèi)煤氣流速為30 50 m/s設(shè)計(jì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于高溫燃?xì)馀c重油的兩用燃燒器，其特征在于所述的周界風(fēng)道(12)指的是由周界風(fēng)內(nèi)管(13)與周界風(fēng)外管(11)構(gòu)成的通道，一端設(shè)有周界風(fēng)道進(jìn)口(3)，另一端形成一個(gè)預(yù)燃室(8);預(yù)燃室(8)呈圓臺(tái)型，軸向長(zhǎng)度為300 700mm，母線與軸線夾角為15 30°。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于高溫燃?xì)馀c重油的兩用燃燒器，其特征在于周界風(fēng)道(12)的橫截流通面積按周界風(fēng)道(12)內(nèi)空氣流速為30 50 m/s設(shè)計(jì)，風(fēng)量占總風(fēng)量的5 20%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于高溫燃?xì)馀c重油的兩用燃燒器。其軸線中心處布置中心管，內(nèi)有電子打火器、乙炔槍和重油槍；中心管外側(cè)設(shè)有中心風(fēng)道，中心風(fēng)道的出口端布置中心風(fēng)旋流器；中心風(fēng)道外側(cè)是二次風(fēng)道，二次風(fēng)道的出口端布置二次風(fēng)旋流器；二次風(fēng)道外側(cè)設(shè)有高溫燃?xì)馔ǖ?；高溫燃?xì)馔ǖ劳鈧?cè)設(shè)有周界風(fēng)道。本發(fā)明采用旋流的中心風(fēng)和二次風(fēng)，可形成回流區(qū)，提高著火穩(wěn)定性。通過調(diào)整各通道風(fēng)量，可方便地調(diào)整火焰形狀。燃用高溫燃?xì)鈺r(shí)，燃燒效率可達(dá)到99.5%以上；燃用重油時(shí)，燃燒效率可達(dá)到99%以上，可廣泛用于工業(yè)爐和瀝青攪拌站等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)F23D17/00GK103062773SQ201210569488
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者張光學(xué), 李季偉, 徐頌 申請(qǐng)人:杭州全合科技有限公司, 浙江赤道筑養(yǎng)路機(jī)械有限公司