高背壓爐膛、高溫燃氣燃燒器的製作方法

2023-10-25 11:36:17 1

本發明涉及一種燃燒裝置，特別是一種涉及氣體燃料、高背壓、高爐膛負荷熱容積的冷凝式鍋爐、預熱空氣的燃燒裝置。

背景技術：

隨著工業鍋爐的不斷進步，工業鍋爐體積、水容量、爐膛空間逐步減小、鍋爐效率逐步提高，燃燒器作為鍋爐的主要輔機之一，為適應鍋爐技術的進步也在不斷的完善提高。冷凝式鍋爐由於增加了空氣預熱器和煙氣冷凝器造成爐膛背壓快速增加、由於冷凝後煙氣含大量液態水，不適合採用引風來克服爐膛背壓，只能採用燃燒器來適應高爐膛背壓、高爐膛負荷熱容積、高溫助燃空氣的方案來解決，此項技術在日本、歐洲國家早已開發成型，在國內還沒有相關產品，國外產品價格非常昂貴。

技術實現要素：

本發明針對背景技術中提及的技術缺陷，針對高背壓冷凝式鍋爐，開發提供一種結構簡單、經濟性好、能夠很好的克服高爐膛背壓（3000Pa以上）、適應高爐膛負荷熱容積，又能利用煙氣餘熱的並將氣體燃料安全、充分燃燒的高背壓爐膛、高溫燃氣燃燒器，這種燃燒器是適應高溫助燃空氣、爐膛高體積負荷，高爐膛背壓的氣體燃料燃燒裝置。

實現上述目的採用以下技術方案：一種高背壓爐膛、高溫燃氣燃燒器，該燃燒器分別與9-19高壓風機、分線箱、控制箱連接在一起；高壓風機的出風口連接在立式冷凝式鍋爐尾部換熱器的空氣側入口上，換熱器的空氣側出口與燃燒器進風口相連；

所述的燃燒器包括均風箱、風氣調節裝置、補燃燃氣槍、燃氣分配孔板、預混加熱室、風量分配環、旋流燃燒頭、點火槍、火焰整流器、風量分配環調節手柄、觀火孔、1吋管接口；燃燒器設置在立式冷凝式鍋爐頂部，燃燒頭與均風箱連接，均風箱安裝在立式冷凝式鍋爐頂部內部；

所述的分線箱設置在燃燒器的均風箱上；所述的高壓風機設置在鍋爐底部的撬裝底座上；高壓風機和燃燒器之間通過立式冷凝式鍋爐空氣的換熱器連接；

所述的控制箱內配置有燃燒控制單元和調節單元，控制箱安裝在鍋爐底部的撬裝底座上。

均風箱為圓形和方形銜接組合在一起的箱體結構；圓形結構箱體的直徑為570mm，方形結構箱體的截面為260*360mm、長度為200mm；圓形結構箱體部分設有一圓形法蘭蓋，法蘭蓋上安裝有觀火孔、燃氣接管、風量分配器調節手柄、點火槍、預留1吋管接口。

用於助燃的高壓風機為9-19高壓風機，安裝在立式冷凝式鍋爐底部的撬裝底座上，風機出口和所述燃燒器的風氣調節裝置之間安裝有鍋爐空氣換熱器。

燃燒頭外殼與均風箱垂直設置，設置在均風箱的底部；所述的點火槍由上至下貫穿均風箱和燃燒頭殼體；所述點火槍槍身直徑為DN15，槍頭均布有孔徑為3mm的燃氣噴孔，點火槍頭部設置有碟狀多孔穩焰器19。

風氣調節裝置設置在均風箱錐形結構箱體的後面，其截面積和均風箱錐形結構箱體最小截面積一致；二者相結合位置的截面上設有風門調解板20，一側裝有用於風氣聯動和調節的伺服調節系統。

燃燒頭外殼內設置有六隻補燃燃燒槍，補燃燃燒槍均布在燃燒頭中央的旋流燃燒頭的外圍，其自由端伸出旋流燃燒頭前端；每隻補燃燃燒槍的前端分別設置有燃氣噴孔；各補燃燃氣搶的端部與燃氣管路連通。

燃氣分配孔板為多孔圓板，置於燃氣管路終端主燃氣噴孔的上遊。

燃氣管路的終端插裝在所述預混加熱室上端內部，並通過多孔環形板與燃氣管貫通連接；所述預混加熱室的下部通過連接件與旋流燃燒頭連接。

風量分配環為圓環狀結構，套裝在補燃燃燒槍的外圍；風量分配環與兩隻調節手柄連接，通過調節手柄上下移動，進而帶動調節環的上下移動，分配預混空氣量；風量分配環的端面置於旋流燃燒頭端面的後側；調節手柄上有角度刻度。

旋流燃燒頭是旋流器和穩焰盤組成；旋流器採用葉片或多孔型結構，穩焰盤採用多孔型結構。

火焰整流罩為不鏽鋼材質製作而成的中空圓筒形結構，其直徑為340mm；所述整流罩前端為縮口結構。

採用上述技術方案，本發明所公開的這種燃燒器可將氣體燃料安全、高效的燃燒，可根據各種氣體組分的燃燒特點，設計計算燃氣分配、風量分配和組織燃燒；可實現高效快速燃燒，形成溫度梯度和回流區，從中心預混加熱室出來的預混好的燃料快速燃燒，形成高溫區，外側六支補燃槍噴出的燃氣為擴散燃燒，形成火焰低溫區，中心旋流燃燒頭可形成旋轉回流區，實現在高背壓、有限爐膛空間、高溫助燃空氣的條件下潔淨燃燒，同時結構簡單、經濟性好。

附圖說明

圖1為本發明的安裝位置結構示意圖。

圖2為圖1的A向結構示意圖。

圖3為本發明中燃燒器的結構示意圖。

圖4為圖3的B-B向結構示意圖。

圖5為圖3的俯視結構示意圖。

圖6為圖3中的C-C向結構示意圖。

圖中，均風箱1，燃氣管路2，風氣調節裝置3，補燃燃氣槍4，燃氣分配孔板5，預混加熱室6，風量分配環7，旋流燃燒頭8，火焰整流器9，風量分配環調節手柄10，點火槍11，觀火孔12，一吋接管13，控制箱14，分線箱15，高壓風機16，噴嘴17，風筒18，碟狀多孔穩焰器19，風門調解板20。

具體實施方式

下面結合附圖1-6，以及實施例，對本發明做進一步的描述。

本發明所公開的是一種高背壓爐膛、高溫燃氣燃燒器，適應高溫助燃空氣、爐膛高體積負荷，高爐膛背壓的氣體燃料燃燒裝置。燃燒器分別與高壓風機、分線箱、控制箱連接，分線箱與燃燒器相連的功能是：燃燒器上電氣線路的匯總和分配。高壓風機出風口連接在鍋爐（立式冷凝式鍋爐）尾部換熱器空氣側入口上，空氣側出口與燃燒器進風口相連，其功能是：提供給助燃空氣和高壓空氣流，以克服爐膛、煙道、風道等阻力。

燃燒器主要包括均風箱1，燃氣管路2，風氣調節裝置3，補燃燃氣槍4，燃氣分配孔板5，預混加熱室6，風量分配環7，旋流燃燒頭8，火焰整流器9，調節手柄10，點火槍11，觀火孔12，一吋接管13，控制箱14，分線箱15，高壓風機16，噴嘴17，風筒18，碟狀多孔穩焰器19，風門調解板20。

分線箱設置在燃燒器均風箱上；高壓風機設置鍋爐底部的撬裝底座上；高壓風機和燃燒器之間通過立式冷凝式鍋爐空氣的換熱器連接。控制箱內配置有燃燒控制單元和調節單元。

燃燒器包括均風箱、風氣調節裝置、補燃燃氣槍、燃氣分配孔板、預混加熱室、風量分配環、旋流燃燒頭、點火槍、火焰整流器、風量分配環調節手柄、觀火孔、1吋管接口；燃燒器設置在立式冷凝式鍋爐頂部，燃燒頭與均風箱連接，均風箱安裝在立式冷凝式鍋爐頂部內部。均風箱為圓形和方形銜接組合在一起的箱體結構；圓形結構箱體的直徑為570mm，方形結構箱體的截面為260*360mm、長度為200mm，圓形和方形箱體之間構成錐形筒結構。圓形結構箱體部分設有一圓形法蘭蓋，法蘭蓋上安裝有觀火孔、燃氣接管、風量分配器的調節手柄、點火槍、預留1吋管接口。

作為優選，用於助燃的高壓風機為9-19高壓風機，安裝在立式冷凝式鍋爐底部的撬裝底座上，風機出口和所述燃燒器的風氣調節裝置之間安裝有鍋爐空氣換熱器，換熱器是鍋爐輔助部件，可根據鍋爐換熱器的位置布置風機和均風箱的位置。

燃燒頭外殼與均風箱垂直設置，設置在均風箱的底部；所述的點火槍由上至下貫穿均風箱和燃燒頭殼體；所述點火槍槍身直徑為DN15，槍頭均布有孔徑為3mm的燃氣噴孔，點火槍頭部設置有碟狀多孔穩焰器19。風氣調節裝置設置在均風箱錐形結構箱體的後面，其截面積和均風箱錐形結構箱體最小截面積一致；二者相結合位置的截面上設有風門調解板20，一側裝有用於風氣聯動和調節的伺服調節系統。燃燒頭外殼內設置有六隻補燃燃燒槍，補燃燃燒槍均布在燃燒頭中央的旋流燃燒頭的外圍，其自由端伸出旋流燃燒頭前端；每隻補燃燃燒槍的前端分別設置有燃氣噴孔。燃氣分配孔板為多孔圓板，置於燃氣管路終端主燃氣噴孔的上遊。燃氣管路的終端插裝在所述預混加熱室上端內部，並通過多孔環形板與燃氣管貫通連接；所述預混加熱室的下部通過連接件與旋流燃燒頭連接。

風量分配環為圓環狀結構，套裝在補燃燃燒槍的外圍；風量分配環與兩隻調節手柄連接，通過調節手柄上下移動，進而帶動調節環的上下移動，分配預混空氣量，調節手柄為長杆狀結構，調節手柄的末端與風量分配環側壁固接。通過調節手柄調節上下位置，風量分配環的端面置於旋流燃燒頭端面的後側，即風量分配環的端面不超過旋流燃燒頭的端面；調節手柄上有角度刻度，用於計算和記錄風量分配環的轉動角度。

旋流燃燒頭是旋流器和穩焰盤組成；旋流器採用葉片或多孔型結構，穩焰盤採用多孔型結構。火焰整流罩為不鏽鋼材質製作而成的中空圓筒形結構，其直徑為340mm；整流罩前端為向內側收縮的縮口結構。

均風箱上設置法蘭蓋，法蘭蓋作為燃燒器中心部件的連接載體，擰開法蘭連接螺絲，便可以將均風箱內部件整體抽出，便於維修和維護。

均風箱為燃燒器集風部件，其主要功能是：將流態不均勻空氣流收集整理，按一定的通道送出。

燃氣管路是燃料供應部件，按照燃氣流動方向從上遊分別設置燃氣切斷閥、燃氣調節閥、燃燒器外部管道、燃燒器內部管道、燃氣主噴嘴等，其功能是；安全、平穩的輸送燃料，嚴密的關斷燃料，由噴嘴實現合理按一定規則的噴出燃料。

風氣調節裝置設置在均風箱方形截面入口處，通過伺服系統實現風氣聯動調節功能。

補燃燃氣槍是由燃氣管路置於燃燒器內部的管路分出，均勻的分布在旋流燃燒頭的外圍上，其功能是：合理的分配補燃燃氣量，降低火焰溫度實現低NOX排放作用。

燃氣分配孔板設置在燃氣噴嘴上遊，實現燃氣合理的分配給噴嘴和補燃槍的比例。

預混加熱室上部與燃氣管路連通，下部通過三個作為支撐的；連接件與旋流燃燒頭連接，預混加熱室外徑為108mm左右，其功能是：在此處將燃氣和空氣充分混合，預熱。

風量分配環置於補燃燃燒槍（或者旋流燃燒頭）的外圈與風筒18內側之間，風筒即均風箱與燃燒頭之間風道。風量分配環與調節手柄連接，通過調節手柄的上下移動可以實現風量分配環的上下移動，其功能是：分配進入預混加熱室的空氣量。

旋流燃燒頭置於火焰整流罩的內部，其功能是：組織燃燒。

火焰整流器與風筒（即燃燒頭外殼）下端通過一過度鐵環連接，主要功能是：調整火焰形狀。

該燃燒器的工作原理：

本裝置是由控制箱、9-19高壓風機與燃燒器組成而成的分體式結構，同時也需要將三者之間通過電線電纜和相應的機械結構連接。該燃燒器主要是採用特殊的結構實現合理的預混比例，保證了燃料的快速燃燒，提高了爐膛負荷熱容積，同時為了避免爐膛高溫引起的排放超標和降低空氣過剩係數，又設置了六支補燃燃氣槍，補充燃燒降低了火焰溫度和空氣過剩係數。採用了高壓風機和合理的均風風箱，實現了均勻的火焰和高的抗背壓能力。工作時在鍋爐爐膛內，形成合理的溫度梯度和回流區，實現在該區域內燃料氣的可靠燃燒。該裝置還可以適用於其它類型的氣體燃料。