專利名稱：變截面里克型聲振燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于燃燒器，尤其是變截面里克型聲振燃燒器，適用于工業(yè)上高效低污染聲振燃燒的場合。
在本發(fā)明作出之前，現(xiàn)有技術(shù)的里克型燃燒器是利用里克管現(xiàn)象，里克管現(xiàn)象是里克所發(fā)現(xiàn)的一個熱聲轉(zhuǎn)換的物理現(xiàn)象。本世紀(jì)八十年代以來，人們利用這種現(xiàn)象，使燃料在燃燒室內(nèi)燃燒時，處于自激振蕩的空氣流的聲場中，即發(fā)生所謂的“聲振燃燒”。事實證明，聲振燃燒不僅可以大幅度提高燃料的燃燒效率，因此也可以減少污染，而且可以明顯提高傳熱效率，從而成為一種頗有前途的全新的燃燒器。為用于各種鍋爐和加熱裝置上，現(xiàn)已發(fā)明了里克型燃燒器，它主要由兩端開口的等截面燃燒室和燃燒床所組成，燃燒器下端 處設(shè)置燃燒床，其主要缺點為(1)燃燒器長徑比一般為10，導(dǎo)致比較大的燃燒器，長度過長，燃燒床位置過高，這種結(jié)構(gòu)很難在工業(yè)上得到應(yīng)用；(2)聲振頻率基本上取決于燃燒器長度，因此對于大型工業(yè)鍋爐，當(dāng)它所需聲振頻率較高時，就無法實現(xiàn)；(3)對于不同的燃料要求聲振頻率不同時，難以滿足；(4)對于鄰近構(gòu)件固有頻率與之接近時，很易產(chǎn)生損壞而難以解決。
本發(fā)明的任務(wù)是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理、減小燃燒器長徑比、聲振頻率按不同燃料需要以及鄰近構(gòu)件為了抗振而提出的要求可調(diào)整、安全性好的變截面里克型聲振燃燒器。
變截面里克型聲振燃燒器，主要由下收口段(1)、上收口段(3)、以及燃燒室(2)和燃燒床(4)組成，燃燒室(2)出氣端和進(jìn)氣端分別與上收口段(3)和下收口段(1)相連，下收口段(1)和上收口段(3)分別可由1根或1根以上的直管組成，下收口段(1)的總截面積和上收口段(3)的總截面積分別與燃燒室(2)截面積之比為0.2～0.8，下收口段(1)的長度與燃燒器總長之比為0～0.2，上收口段(3)的長度與燃燒器總長之比為0～0.5，該燃燒器總長與燃燒室(2)的當(dāng)量直徑之比為3.5～6.0，燃燒床(4)設(shè)置在燃燒器進(jìn)氣端，燃燒器總長的 ～ 處。


圖1為變截面里克型聲振燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1—下收口段，2—燃燒室，3—上收口段，4—燃燒床。
圖1是本發(fā)明的一個實施例。如圖1所示，本發(fā)明的工作原理和實施方案為變截面里克型聲振燃燒器，主要由下收口段(1)、上收口段(3)以及燃燒室(2)、燃燒床(4)所組成，燃燒室(2)的出氣端和進(jìn)氣端分別與上收口段(3)和下收口段(1)相連，下收口段(1)和上收口段(3)分別由1根和1根以上直管組成，下收口段(1)的總截面積和上收口段(3)的總截面積與燃燒室(2)截面積之比均為0.2～0.8，下收口段(1)的長度與燃燒器總長之比為0～0.2，上收口段(3)的長度與燃燒器總長之比為0～0.5，該燃燒器總長與燃燒室(2)的當(dāng)量直徑之比為3.5～6.0，燃燒床(4)設(shè)置在燃燒器進(jìn)氣端，燃燒器總長的 ～ 處。以燃煤鍋爐燃燒器為例，下收口段(1)和上收口段(3)分別由1根和9根直管構(gòu)成，下收口段(1)和上收口段(3)分別與下消音器和上消音器相連，煙囪與上消音器相連，燃燒室(2)、上收口段(3)外側(cè)設(shè)置外水套，燃燒床(4)由爐條和不銹鋼絲網(wǎng)組成，當(dāng)對燃煤鍋爐的燃燒室(2)直徑為1米的燃燒器進(jìn)行設(shè)計時，其燃燒器總長與燃燒室(2)的當(dāng)量直徑之比僅為4.0，當(dāng)所需聲振頻率f＝28HZ時，下收口段(1)的總截面積與燃燒室(2)截面積之比為0.20，上收口段(3)的總截面積與燃燒室(2)截面積之比亦為0.20，下收口段(1)的長度與燃燒器總長之比為0.125，上收口段(3)的長度與燃燒器總長之比為0.35，燃燒床(4)設(shè)置在燃燒器進(jìn)氣端，燃燒器總長的 處，本發(fā)明設(shè)計合理，可在工業(yè)上廣泛采用。如按現(xiàn)有技術(shù)的里克型燃燒器設(shè)計，不僅因燃燒器總長與燃燒室當(dāng)量直徑比≥10而需燃燒器總長為10米，而且此時，燃燒床高度為2.9米，這樣的燃燒器在工業(yè)上很難采用，甚至是不現(xiàn)實的。上收口段(3)采用多管式可以增加換熱面積，下收口段(1)采用多管式可促進(jìn)進(jìn)氣均勻。下消音器與下收口段做成一體可減少尺寸。下收口段(1)和上收口段分別設(shè)置下消音器和上消音器后可使噪聲控制在60DB左右，大大低于國家環(huán)保的要求，本發(fā)明可使工業(yè)上多種燃料的燃燒器提高燃燒效率、熱效率并降低排煙對環(huán)境的污染，例如在燃煤鍋爐中，由燃燒器中振蕩空氣流與燃煤的相對運動，使煤充分燃燒，并且在低空氣過剩系數(shù)(α＝1.05－1.10)下便使得未加工塊煤的燃燒效率高達(dá)95％以上，燃燒器中的聲振不僅改善了煤的燃燒環(huán)境，使化學(xué)不完全燃燒熱損失由常規(guī)的1-3％減少到1％以下，而且由于速度耦合效應(yīng)大大加快了煤的燃速，煤粒燃盡時間小于它在燃燒區(qū)中停留的時間，使得機(jī)械不完全燃燒熱損失Q4只有0～5％，而我國目前非煤粉爐約為5～15％。由于聲振下對流換熱系數(shù)在層流時可增強(qiáng)100-300％，在湍流時也能增強(qiáng)20～30％，故在高溫燃?xì)馀懦銮氨憧稍谙嗤軣崦娣e下吸收更多的熱量，同時所需的空氣過剩系數(shù)低，故可進(jìn)一步減小排煙熱損失Q2，因此，鍋爐的熱效率可提高5-10％，由于燃燒完全，排煙黑度可達(dá)0.5級以下，排煙中基本不含未燃盡煤粒，飛灰也極少，排煙中CO的含量可比非聲振燃燒時少一半，NOx的含量亦可減少一半左右。采用本發(fā)明時，無需強(qiáng)力鼓風(fēng)，在垂直放置時甚至可以不鼓風(fēng)，從而減少了附加能源，為節(jié)約能源和改善我國的環(huán)境污染提供了一條有效的途徑。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，結(jié)構(gòu)合理可行，可減少燃燒器長徑比，聲振頻率可按不同燃料需要以及鄰近構(gòu)件為了抗振提出的要求進(jìn)行調(diào)整，燃燒效率和熱效率高，環(huán)境污染小，安全可靠，具有較大的實施價值和社會經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.變截面里克型聲振燃燒器，包含有燃燒室(2)和燃燒床(4)，其持征是主要由下收口段(1)、上收口段(3)組成，燃燒室(2)的進(jìn)氣端和出氣端分別與上收口段(3)和下收口段(1)相連，下收口段(1)和上收口段(3)分別可由1根或1根以上的直管組成。下收口段(1)的總截面積和上收口段(3)的總截面積分別與燃燒室(2)截面積之比為0.2～0.8，下收口段(1)的長度與燃燒器總長之比為0～0.2，上收口段(3)的長度與燃燒器總長之比為0～0.5.該燃燒器總長與燃燒室(2)的當(dāng)量直徑之比為3.5～6.0，燃燒床(4)設(shè)置在燃燒器進(jìn)氣端，燃燒器總長的 ～ 處。
全文摘要
變截面里克型聲振燃燒器，主要由下收口段(1)、燃燒器(2)、上收口段(3)、燃燒床(4)所組成。下收口段(1)和上收口段(3)分別可由1根或1根以上的直管組成，下收口段(1)和上收口段(3)是與燃燒室(2)截面積不相等的直管，燃燒床(4)設(shè)置在燃燒器進(jìn)氣端，燃燒器總長的1/10～1/4處。結(jié)構(gòu)合理，可減小燃燒器長徑比，聲振頻率可按不同燃料要求以及鄰近構(gòu)件為了抗振提出要求進(jìn)行調(diào)整，燃燒效率和熱效率高，環(huán)境污染小，安全性好，具有較大的實施價值和應(yīng)用前景。
文檔編號F23D1/00GK1144897SQ9510410
公開日1997年3月12日 申請日期1995年4月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月1日
發(fā)明者陳福連, 史祖齡, 鐘英杰, 徐溫干, 嚴(yán)紅, 涂建華, 吳心平 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)