專利名稱：一種工業(yè)燃氣燃燒器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)使用的，以可燃氣體為燃料的燃燒器，確切講本發(fā)明是一種 燃燒工業(yè)燃氣的燃燒器。該燃燒器由風室、燃氣倉和置于風室內(nèi)的燃氣分配管束、置于燃燒 器內(nèi)部帶有點火電極的中心管槍以及位于前部的燃燒頭及安裝法蘭構成。
背景技術：
現(xiàn)有的工業(yè)燃氣燃燒器大多采用鼓風式預混結構，強調(diào)燃氣與助燃空氣的充分混 合。但普遍存在功率小、燃氣與空氣不能精確配比、負荷調(diào)節(jié)范圍受到限制、安全性差和對 燃氣性能要求較高等問題，尤其是針對大型工業(yè)燃氣燃燒器問題尤為突出。目前國內(nèi)也有 部分專利技術涉及到以上問題的研究，但解決問題的方式過于單一，不能相互兼顧，如中國 發(fā)明專利02111914. 7公開的完全預混式燃氣燃燒器、200710072397. 5公開的強性預混合 燃氣燃燒器、中國發(fā)明專利200810010867X公開的高效燃氣燃燒器、02273600. X公開的燃 氣燃燒器、022^538. 5公開的高效節(jié)能燃氣燃燒器、200720150391. 0公開的工業(yè)烘干、加 熱用全預混蜂巢式燃氣燃燒器等。以200710072397. 5為例，其技術解決方案是它的噴槍 噴嘴上帶有斜孔、前端有噴孔的噴槍燃氣管和噴槍配風管。噴槍燃氣管通過燃氣導管連接 燃氣分管形的燃氣主道和分道，第一混合器為一組，其內(nèi)部氣道入口 一一對應燃氣管和風 道的噴孔；第二混合器和第三混合器各為兩組，混合器與混合器之間、混合器與噴槍噴嘴設 有混合室，燃氣和空氣在第一混合器的入口匯入，在混合室混合后從噴槍噴嘴斜孔噴出。噴 槍燃氣管和噴槍配風管裝有控制閥。該技術雖然解決了燃氣與助燃空氣的混合問題，但結 構過于繁雜，特別是這類的燃燒器對燃氣的壓力及潔凈度要求高，當氣源壓力出現(xiàn)波動時 火焰穩(wěn)定性差?，F(xiàn)有的各類燃燒器均不太適用于燃燒熱值較低的工業(yè)燃氣(如高爐煤氣)，特別 不適合用于燃燒氣體中含較多固體雜質(zhì)的燃氣，現(xiàn)在實際應用的燃燒工業(yè)燃氣的燃燒器又 存在著易發(fā)生回火的不足。另外，由于工業(yè)燃氣熱值較低，現(xiàn)在的各類燃燒器均存在點火困 難的通病。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種可以克服現(xiàn)有技術不足，具有功率大、對燃料氣體適用范圍廣且 具有良好防回火功能的燃氣燃燒器，尤其是當燃料氣體壓力波動時仍能穩(wěn)定燃燒的燃氣燃/jm-nfr ο本發(fā)明的工業(yè)燃氣燃燒器的結構是在燃氣供氣管的末端設置一個燃氣倉，燃氣倉 用一個隔板與空氣室隔開，在隔板上設置有位于空氣室內(nèi)的燃氣分配管束，燃氣分配管束 的總面積按燃氣流速在25 30m/s確定，每個燃氣分配管的直徑與長度比為1/10 1/20， 并按此范圍確定燃氣分配管的數(shù)量，在各燃氣分配管內(nèi)設置有導流葉片，在各燃氣分配管 上距其總長度6/7以外的管壁上開設有與空氣室連通的孔，各孔的總面積按相應燃氣分配 管輸出的燃氣燃燒所需空氣量的0. 75 5倍確定，即每個燃氣分配管徑上的小孔總面積與該燃氣分配管徑之比為0. 05 0. 008，燃氣管束下游末端與空氣倉末端邊緣的距離為30 50mm，這一區(qū)域為燃氣與空氣混合的混風及燃燒室。對于燃氣中存在更多的固體雜質(zhì)的工業(yè)燃氣(即燃氣中灰污級別更高的)，本發(fā) 明提供一種與前述燃燒器結構稍有不同的另一種工業(yè)燃氣燃燒器，其具體結構是在燃氣供 氣管的末端設置一個燃氣倉，燃氣倉用一個隔板與空氣室隔開，在隔板上設置有位于空氣 室內(nèi)的燃氣分配管束，燃氣分配管束的總面積按燃氣流速在25 30m/s確定，每個燃氣分 配管的直徑與長度比為1/10 1/20，并按此范圍燃氣分配管的數(shù)量，在各燃氣分配管內(nèi) 設置有導流葉片，在各燃氣分配管上距其總長度6/7以外的管壁上開設有與空氣室連通的 孔，各孔的總面積按相應燃氣分配管輸出的燃氣燃燒所需理論空氣量的0. 75 5倍確定， 即每個燃氣分配管徑上的小孔總面積與該燃氣分配管徑之比為0. 05 0. 008，燃氣管束下 游末端與空氣倉末端邊緣的距離為30 50mm，這一區(qū)域為混風及燃燒區(qū)，在燃燒區(qū)位置的 空氣倉內(nèi)壁上設置有沿軸線傾斜布置的導流葉片，導流葉片的高度為50 90mm，導流葉片 的導程為1。在以上的技術方案中，燃氣分配管的徑/長值對于低壓燃氣為1/20，對于大于 5KPa的高壓燃氣該值可大于1/20至1/10之間的值；燃氣分配管中混入的空氣量的大小與燃氣熱值大小成正比，燃氣熱值小則取其下 限；優(yōu)選地本發(fā)明的工業(yè)燃氣燃燒器的外輪廓截面為圓形，空氣室的進氣管與進氣 室相切，并使燃氣分配管噴出的氣體流向與空氣室內(nèi)旋轉(zhuǎn)氣體的流向相反。這樣可以使從 燃氣分配管中噴出的燃氣更為有效地與空氣混合。針對熱值低的工業(yè)燃氣燃燒器不容易被引燃的不足，本發(fā)明在以上所述的兩類燃 燒器的基礎上提供一處改進的方案，即在前述燃燒器的其軸線處設置有一個可燃氣體源連 通且?guī)в悬c火電極的中心管槍，該中心管槍由設置于中心的燃氣管和位于其外的助燃空氣 通道構成，且中心管槍與燃氣倉隔絕，在燃氣管末端設有與空氣室連通的擴散小孔，小孔面 積按點火槍燃氣流通面積的1/4確定，位于中心管槍出口 50mm處設置導流葉片，葉片導程 為1，高度50mm。對于特別難以引燃的工業(yè)燃氣，可以將前述的中心管槍中的燃氣管與第二 可燃氣源，特別是某種高熱值的燃氣源(如液化石油氣)連通，將高熱值的燃氣引入中心點 火管槍，這樣在使用時可利用高熱值燃氣先在燃燒器中燃燒，進而點燃工業(yè)燃氣建立燃燒。本發(fā)明的燃燒器最好采用鋼制殼體及耐熱不銹鋼制的噴口(即燃燒區(qū))結構制 造。本發(fā)明的優(yōu)點在于1)通過燃氣分配管束將燃氣從燃氣倉中引入到燃燒器近出口處的燃燒位置，同時 在各燃氣分配管上距其總長度6/7以外的管壁上開設有與空氣室連通的小孔，這樣可有效 地實現(xiàn)低熱值燃氣在燃燒器燃燒位置的正常燃燒。經(jīng)計算和試驗表明，所輸入燃氣分配管 的空氣量為燃氣量的0. 75 5倍，即燃氣分配管徑與小孔總面積之比0. 05 0. 008，這一 方面可以使燃氣分配管中的燃氣事先混入少量空氣，這樣就解決了在燃氣在燃燒位置能與 空氣進行充分足量混合的問題，同時又不至于如現(xiàn)有技術那樣因空氣混入過大而影響其燃 燒的不足。2)由于采用了有較大長徑比的燃氣分配管這一最簡單的技術措施，可有效地克服燃燒中發(fā)生的回火問題3)對于一般的工業(yè)燃氣采用在燃氣分配管中設置導向葉片的技術方案；對灰污 級別更高的工業(yè)燃氣，則采用了在燃燒器的燃燒區(qū)位置的空氣倉內(nèi)壁上設置有沿軸線傾斜 布置的導流葉片結構，這樣可以克服使燃氣中固體雜質(zhì)對燃燒器的影響，特別是當采用后 一種結構，可以完全避免工業(yè)燃氣中較大的固體雜質(zhì)對燃燒器的堵塞與沉積。4)本發(fā)明中，燃料氣體在燃氣分配管束中經(jīng)導流葉片形成旋流與經(jīng)切向進入風室 的助燃風相互作用，可充分混合，并能保證了火焰的剛性及火焰尺寸。5)本發(fā)明由于配置獨立的帶有點火電極的中心管槍，特別是在中心管槍中導入第 二燃氣源，可保證在氣源雜質(zhì)較多或熱值較低時的仍能正常引燃。6)采用本發(fā)明的裝置，再加設一些附屬的電控閥門等，還可以很方便地對燃燒條 件進行控制。


附圖1為本發(fā)明典型結構剖面示意圖。其中1為帶有供氣閥組的供氣管路；2為 帶有供風閥組的供風管路；3為點火回路；4為進氣口 ；5為燃氣倉；6為進風口 ；7為助燃空 氣室；8為帶有點火電極的中心管槍；9為燃氣分配管束；10為支撐板；11為混風及燃燒室； 12為燃燒頭；13為燃燒器安裝面板。附圖2為燃氣分配管束的徑向剖面示意圖。其中14為螺旋狀導流葉片。附圖3為助燃風入口示意圖。由此可見助燃空氣切向進入助燃風室。附圖4為帶有點火電極的中心管槍結構示意圖。15為點火電極插入口 ；16為點火 用壓縮空氣入口 ；17為點火電極；18為點火燃氣入口 ；19為點火管束；20為中心管槍與燃燒器安裝法蘭。附圖5為設置于點火槍出口 50mm處的旋流葉片示意圖。21為旋流片；22為點火 槍；23為助燃空氣通道；對為中心槍管壁；25為點火燃氣管。具體實施方案附圖為本發(fā)明的實施例。附圖1中燃料氣體由供氣管路1經(jīng)過進氣口 4進入燃氣倉5。燃氣倉5用一個隔 板與空氣室7隔開。在隔板上設置有燃氣分配管束9，由燃氣分配管束9至混風燃燒區(qū)11 與助燃空氣混合燃燒。本實施例中使用了 M個燃氣分配管(參見附圖幻，在各燃氣分配管 上開設有與助燃空氣室7相通的孔(在圖中未表示這些孔)，這些孔開在距末端130mm處， 環(huán)向錯列排列開孔8個，每個小孔的孔徑為Φ 14mm。導流葉片的長度為50 90mm，導流葉 片的導程為1，每個燃氣分配管管徑為45毫米，長900毫米，助燃風由供風管路2經(jīng)進風口 6切向進入助燃風室7形成旋流至混風室11與燃氣混合，且助燃風的旋向與燃氣流動旋向 相反。本發(fā)明適用的燃料為高爐煤氣，熱值為3^0KJ/Nm3，額定功率下壓力為3. 2KPa，流速 為27m/s。本發(fā)明中設置于供氣管路的供氣閥組與供風管路的供風閥組通過比例調(diào)節(jié)器相 互聯(lián)動，從而保證燃氣與助燃空氣精確配比。在燃氣分配管束9中的每根管子內(nèi)部設有導 流葉片14，使進入燃氣分配管束的燃氣在導流葉片的作用下形成與室11中空氣相反流向 的旋流，在管束出口處與助燃空氣形成的旋流相互作用，達到充分混合的目的。同時該燃氣分配管束具有典型的阻火結構設計，具有防回火功能。在本實施例中，燃燒器點火是由帶有獨立點火電極17的中心管槍8完成的。該中 心管槍注入氣源可以是燃料氣體，也可另行接入其它易燃氣源，如液化石油氣；其外為助燃 空氣通道，即30 5010 壓縮空氣通道。中心管槍與燃氣倉隔絕。其助燃空氣為經(jīng)點火用 壓縮空氣入口 16供給的壓縮空氣。此部分壓縮空氣同時具有冷卻點火電極的作用，以保證 點火電極在點火動作完成后不必退出燃燒頭12的情況下安全使用。中心管槍8與燃燒器 通過安裝法蘭20連接，便于更換維修。從附圖4可見，帶有獨立點火電極17的中心管槍8相當于是置于燃燒器內(nèi)的一個 小功率燃燒器。在實際使用中，首先確認該點火火焰已建立后，再開啟供氣閥組和供風閥 組，引燃主火焰；在確認主火焰建立后，點火過程完成。該過程可為程序控制，以確保點火安 全可靠，且當主燃料氣體雜質(zhì)較多或熱值較低時這種點火方式顯得尤為重要。由附圖5給出的中心管槍的端部示意圖可見，距點火槍22的出口 50mm處的設置 有旋流片21，點火槍22外為點火燃氣管25，點火燃氣管22外為助燃空氣通道23。在本實旋例中，大型工業(yè)燃氣燃燒器采用鋼制結構，當燃料氣體及助燃空氣溫度 達300攝氏度時仍能安全生產(chǎn)。在實際應用中，燃料氣體可以直接使用工業(yè)可燃尾氣，助燃 空氣可經(jīng)余熱加熱后進入燃燒器節(jié)能環(huán)保效果顯著。本燃燒器的燃氣分配管束及燃燒頭部 分采用耐熱不銹鋼制成，設備預計其使用壽命不少于五年。
權利要求
1.一種工業(yè)燃氣燃燒器，包括與工業(yè)燃氣源連接的燃氣供氣管，與空氣源連接的且 位于燃氣管外的空氣室，用于使流動氣體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的導流葉片，及燃氣與空氣混合的混風 室，其特征在于燃氣供氣管的末端設置一個燃氣倉，燃氣倉用一個隔板與空氣室隔開，在 隔板上設置有位于空氣室內(nèi)的燃氣分配管束，燃氣分配管束的總面積按燃氣流速在25 30m/s確定，每個燃氣分配管的直徑與長度比為1/10 1/20，并按此范圍確定燃氣分配管 的數(shù)量，在各燃氣分配管內(nèi)設置有導流葉片，在各燃氣分配管上距其總長度6/7以外的管 壁上開設有與空氣室連通的孔，每個燃氣分配管徑上的孔的總面積與該燃氣分配管徑之比 為0. 05 0. 008，燃氣管束下游末端與空氣倉末端邊緣的距離為30 50mm，這一區(qū)域為燃 氣與空氣混合的混風及燃燒室。
2.—種工業(yè)燃氣燃燒器，包括與工業(yè)燃氣源連接的燃氣供氣管，與空氣源連接的且 位于燃氣管外的空氣室，用于使流動氣體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的導游葉片，及燃氣與空氣混合的混風 室，其特征在于燃氣供氣管的末端設置一個燃氣倉，燃氣倉用一個隔板與空氣室隔開，在 隔板上設置有位于空氣室內(nèi)的燃氣分配管束，燃氣分配管束的總面積按燃氣流速在25 30m/s確定，每個燃氣分配管的直徑與長度比為1/10 1/20，并按此范圍燃氣分配管的數(shù) 量，在各燃氣分配管內(nèi)設置有導流葉片，在各燃氣分配管上距其總長度6/7以外的管壁上 開設有與空氣室連通的孔，各孔的總面積按相應燃氣分配管輸出的燃氣燃燒所需空氣量 的0. 75 5倍確定，每個燃氣分配管徑上的孔的總面積與該燃氣分配管徑之比為0. 05 0. 008，燃氣管束下游末端與空氣倉末端邊緣的距離為30 50mm，這一區(qū)域為燃氣與空氣 混合的混風及燃燒室，在燃燒區(qū)位置的空氣倉內(nèi)壁上設置有沿軸線傾斜布置的導流葉片， 導流葉片的高度為50 90mm，導流葉片的導程為1。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的工業(yè)燃氣燃燒器，其特征在于燃燒器的外輪廓截面為圓 形，空氣室的進氣管與進氣室相切，燃氣分配管噴出的氣體流向與空氣室內(nèi)旋轉(zhuǎn)氣體的流 向相反。
4.根據(jù)權利要求3所述的工業(yè)燃氣燃燒器，其特征在于沿其軸線處設置有一個可燃氣 體源連通且?guī)в悬c火電極的中心管槍，該中心管槍由設置于中心的點火槍、燃氣管和位于 其外的助燃空氣通道構成，且中心管槍與燃氣倉隔絕，在燃氣管末端設有與空氣室連通的 擴散小孔，小孔面積按點火槍燃氣流通面積的1/4確定，位于中心管槍出口 50mm處設置導 流葉片，葉片導程為1，高度50mm。
5.根據(jù)權利要求4所的工業(yè)燃氣燃燒器，其特征在于中心管槍中的燃氣管與第二可燃 氣源連通。
全文摘要
本發(fā)明公開一種燃燒工業(yè)燃氣的燃燒器。本發(fā)明的工業(yè)燃氣燃燒器的結構是在燃氣供氣管的末端設置一個燃氣倉，燃氣倉用一個隔板與空氣室隔開，在隔板上設置有位于空氣室內(nèi)的燃氣分配管束，在各燃氣分配管內(nèi)設置有導流葉片，在各燃氣分配管上的管壁上開設有與空氣室連通的孔，燃氣管束下游末端與空氣倉末端邊緣的距離為30～50mm，這一區(qū)域為燃氣與空氣混合的混風及燃燒室。
文檔編號F23D14/02GK102052677SQ201110024489
公開日2011年5月11日 申請日期2011年1月19日 優(yōu)先權日2011年1月19日
發(fā)明者蔣玉亭 申請人:蘭州泰得燃燒設備工程有限公司