一種燃氣伴燃的重油燃燒器的製作方法

2023-10-28 23:12:34

本實用新型屬於熱能工程中的燃燒設備領域，具體涉及一種重油燃燒器，該裝置可以應該於鍋爐、冶金加熱爐、隧道窯等燃燒系統中。

背景技術：

燃油燃燒器一般可以分為輕油燃燒器和重油燃燒器，其中輕油主要指柴油，重油主要指的是原油提取汽油、柴油後剩餘的重質油。與輕油相比，重油具有價格低廉、燃燒安全和易於儲存的優點。隨著優質燃油和天然氣價格的不斷攀升，重油燃燒裝置也越來越受到工業界的重視。但是重油在燃燒過程中還存在以下幾點缺陷：

1、由於重油閃點高，常態下難以點燃，尤其是200#以上的重油，因此在燃燒中存在點火困難的問題；

2、由於重油中高分子碳氫化合物含量高，不容易燃燼，當油蒸發速度小於其燃燒速度時會發生裂解析碳，特別是當油/氣混合不良，燃燒器區域溫度不夠高，燃料在高溫區停留時間不夠長，火或氧濃度不足時，更容易發生析碳等不完全燃燒現象；

3、相對於輕柴油，重油中的N含量偏高，約在0.5～1％，因此在燃燒中除了生成熱力型的NOx，還會生成大量的燃料型NOx。

如何解決重油燃燒的點火困難問題、燃燒不完全問題和NOx排放較高的問題，是重油燃燒設備亟待解決的難題。

技術實現要素：

為了解決現有重油燃燒點火困難的技術問題，本實用新型提供一種燃氣伴燃的重油燃燒器。

本實用新型的技術解決方案：

一種燃氣伴燃的重油燃燒器，其特殊之處在於：包括重油芯管19、燃氣外套管18、一次風外套筒17、燃氣預混室11、高能點火裝置2以及預混燃氣點火槍12，所述重油芯管19的一端設置有重油油槍入口1，所述重油芯管19的另一端設置有重油霧化噴頭13，所述燃氣外套管18位於重油芯管19的外側且與重油芯管19之間形成半燃燃氣環形通道，半燃燃氣通過設置在燃氣外套管18上的燃氣入口進行半燃燃氣環形通道，一次風外套筒17設置在燃氣外套管18的外側且與燃氣外套管18之間形成一次風環形通道，一次空氣入口5設置在一次風外套筒17上，所述預混燃氣點火槍12設置在一次風環形通道內，所述預混燃氣點火槍12的一端設置有高能點火裝置2，所述預混燃氣點火槍12上設置有預混燃氣點火槍空氣入口4和預混燃氣點火槍燃氣入口；所述預混燃氣點火槍空氣入口4和預混燃氣點火槍燃氣入口3均與一次風環形通道連通，所述燃氣預混室11固定在一次風外套筒17的出口端，所述預混燃氣點火槍出口、重油霧化噴頭13、燃氣外套管18的出口以及一次風外套筒的出口均位於燃氣預混室11內。

燃氣預混室11內布置有伴燃預混燃氣旋流片14，所述伴燃預混燃氣旋流片14位於半燃燃氣環形通道和一次風環形通道的出口處。

上述燃氣預混室11為縮放結構，燃氣預混室11的材料為Cr25Ni20。

還包括二次風外套筒16，所述二次風外套筒16設置有二次空氣入口6，所述二次風外套筒16設置在一次風外套筒17的外側且與一次風外套筒17之間形成二次空氣環形通道，二次空氣通過二次空氣入口6進入二次空氣環形通道。

上述二次空氣環形通道的出口處設置有二次空氣旋流片10。

還包括三次風外套筒15，所述三次風外套筒15設置在二次風外套筒16的外側且與二次風外套筒16之間形成三次空氣環形通道，所述三次風外套筒15上設置有三次空氣入口7，三次空氣通過三次空氣入口7進入三次空氣環形通道。

上述三次空氣環形通道的出口處設置有三次空氣旋流片9。

還包括UV火焰探測器20，所述UV火焰探測器20設置在一次風外套筒17的端頭。

上述伴燃預混燃氣旋流片14上開設多個透光孔。

上述二次空氣入口6和三次空氣入口7前加裝空調調節閥門。

本實用新型所具有優點：

1、本實用新型為一種應用於鍋爐、冶金加熱爐、隧道窯等領域的帶燃氣伴燃的重油燃燒器，該裝置為了解決重油燃燒器點火困難的問題，首先採用預混燃氣點火槍取代傳統的簡單高能點槍，採用明火方式引燃伴燃燃氣和霧化重油；其次引入燃氣伴燃，在重油霧化槍外側形成旋流預混氣(燃氣與空氣)，提高點火可靠性，降低燃燒不完全程度和NOx排放。

2、本實用新型為了解決重油燃燒器燃燒不完全，析碳嚴重的現象，設置了旋流預混氣，在重油霧化區域創造高溫環境，增加重油蒸發速度，此外，還在重油噴嘴外側設置了旋流空氣，增強空氣與重油的混合強度。在重油霧化槍外側設置旋流預混氣的另外一個好處就是在重油早期燃燒時，就創造一個高溫低氧環境，通過燃氣在再燃作用，降低重油燃料型NOx的生成量。

3、本實用新型為了提高燃燒裝置的可靠性，在燃燒器端部增加紫外火焰探測器(UV)，為了更好的通過UV採集火焰信號，在預混氣出口旋流片上開設多個透光孔。

4、本實用新型重油燃燒器的推廣，在降低企業運營成本的同時，也為重油燃燒節能減排做出巨大貢獻。

附圖說明

圖1是燃氣伴燃重油燃燒器主視圖；

圖2是燃氣伴燃重油燃燒器俯視圖；

圖3是燃氣伴燃重油燃燒器左視圖；

圖4是燃氣伴燃重油燃燒器右視圖；

其中附圖標記為：1-重油油槍入口，2-高能點火裝置，3-預混燃氣點火槍燃氣入口，4-預混燃氣點火槍空氣入口，5-一次空氣入口，6-二次空氣入口，7-三次空氣入口，8-安裝法蘭，9-三次空氣旋流片，10-二次空氣旋流片，11-燃氣預混室，12-預混燃氣點火槍出口，13-重油霧化噴頭，14-伴燃預混燃氣旋流片，15-三次風外套筒，16-二次風外套筒，17-一次風外套筒，18-燃氣外套管，19-重油芯管，20-UV火焰探測器，21-燃氣入口。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。

實施例1：

如圖1、圖2、圖3、圖4所示一種燃氣伴燃的重油燃燒器，包括重油芯管19、燃氣外套管18、一次風外套筒17、燃氣預混室11、高能點火裝置2以及預混燃氣點火槍12，重油芯管19的一端設置有重油油槍入口1，重油芯管19的另一端設置有重油霧化噴頭13，燃氣外套管18位於重油芯管19的外側且與重油芯管19之間形成半燃燃氣環形通道，半燃燃氣通過設置在燃氣外套管18上的燃氣入口進行半燃燃氣環形通道，一次風外套筒17設置在燃氣外套管18的外側且與燃氣外套管18之間形成一次風環形通道，一次空氣入口5設置在一次風外套筒17上，所述預混燃氣點火槍12設置在一次風環形通道內，預混燃氣點火槍12的一端設置有高能點火裝置2，預混燃氣點火槍12上設置有預混燃氣點火槍空氣入口4和預混燃氣點火槍燃氣入口所述預混燃氣點火槍空氣入口4和預混燃氣點火槍燃氣入口3均與一次風環形通道連通，燃氣預混室11固定在一次風外套筒17的出口端，預混燃氣點火槍出口、重油霧化噴頭13、燃氣外套管18的出口以及一次風外套筒的出口均位於燃氣預混室11內。

點火燃氣和點火空氣通過預混燃氣點火槍燃氣入口3和預混燃氣點火槍空氣入口4進入點火槍內，在點火槍內形成預混氣體，然後被高能點火裝置2釋放的高壓電弧引入，形成明火小火焰。重油燃燒器伴燃燃氣由燃氣入口21進入燃燒器，然後在重油芯管19和燃氣外套筒18形成的環形通道內流動；一次空氣由一次空氣入口5進入燃燒器，然後在燃氣外套筒18和一次風外套筒17之間形成的環形通道內流動。伴燃燃氣和一次空氣在燃氣預混室11內進行混合，形成伴燃混合氣。伴燃混合氣通過布置在燃氣預混室11內的旋流片14形成旋轉氣流，然後被由預混燃氣點火槍出口12噴出的明火引燃，在重油霧化區域形成高溫低氧環境。重油由重油油槍入口1進入重油芯管，然後經重油霧化噴頭13霧化後進入爐膛參與燃燒，被點火槍形成的明火火焰和伴流燃燒形成的高溫區引燃，由於燃氣伴燃的作用，可以減少重油燃燒析碳現象和降低燃料型NOx生成。伴燃燃氣由燃氣入口21進入燃燒器，然後在重油芯管19和燃氣外套筒18形成的環形通道內流動；一次空氣由一次空氣入口5進入燃燒器，然後在燃氣外套筒18和一次風外套筒17之間形成的環形通道內流動。伴燃燃氣和一次風在燃氣預混室11內進行混合，形成伴燃混合氣。採用預混燃氣點火槍12取代傳統的簡單高能點槍，採用明火方式引燃霧化重油，空氣和燃氣進入預混燃氣點火槍，形成預混氣體，然後被高能點火裝置2形成的高壓電弧引燃，形成明火，然後引燃燃氣預混室11噴出的伴燃預混氣和霧化後的重油。

實施例2：

燃氣預混室11內布置有伴燃預混燃氣旋流片14，伴燃預混燃氣旋流片14位於半燃燃氣環形通道和一次風環形通道的出口處。本實用新型在重油霧化噴頭13的外側設置預混伴燃混合氣，伴燃混合氣通過燃氣預混室11內設置的旋流片14，形成旋轉氣流。預混燃氣點火槍12首先點燃伴燃混合氣，伴燃混合氣的燃燒能夠提高霧化後重油點火可靠性，還能夠提供高溫低氧環境，減少重油燃燒析碳現象和降低燃料型NOx生成。

實施例3：

燃氣預混室為縮放結構，能夠進一步提高伴燃混合氣燃燒時回流區的尺寸。燃氣預混室11一般耐熱鋼結構，建議選擇Cr25Ni20耐熱不鏽鋼。

實施例4：

還包括二次風外套筒16和三次風外套筒15，二次風外套筒16設置有二次空氣入口6，二次風外套筒16設置在一次風外套筒17的外側且與一次風外套筒17之間形成二次空氣環形通道，二次空氣通過二次空氣入口6進入二次空氣環形通道。二次空氣通道的出口處設置有二次空氣旋流片10。三次風外套筒15設置在二次風外套筒16的外側且與二次風外套筒16之間形成三次空氣環形通道，所述三次風外套筒15上設置有三次空氣入口7，三次空氣通過三次空氣入口7進入三次空氣環形通道。二次風和三次風分別由二次風入口和三次風入口(6、7)進入燃燒器，然後分布在一次風外套筒(17)、二次風外套筒(16)和三次風外套筒(15)形成的環形通道內流動，分別經設置在環形通道內的旋流片(9、10)形成旋轉氣流，噴入爐膛。通過調節加裝在二次風和三次風入口前閥門控制火焰形態，當需要長火焰時，增加三次風供給，減少二次風供給；當需要短火焰時，增加二次風供給，減少三次風供給。

實施例5：

空氣分別由一次風入口5、二次風入口6和三次風入口7供入燃燒器內，且在一次風、二次風和三次風出口通道分別設置旋流片(9、10、14)。一次風、二次風和三次風出口通道旋流片(9、10、14)均為軸向旋流方式，且旋流方向相同，一次風和二次風建議採用強旋流結構，三次風採用弱旋流結構，旋流片與軸的夾角建議小於30°。為了進一步的提高空氣旋流效果，二次風和三次風採用蝸殼方式進氣(6、7)，所形成的旋流方向與軸向旋流片(9、10、14)形成的旋流方向相同。

實施例6：

本實用新型推薦一次風、二次風和三次風的比例分別為20％、30％和50％，但建議在二次風和三次風入口前加裝空調調節閥門，可以通過閥門調節控制火焰形態，當需要長火焰時，增加三次風供給，減少二次風供給；當需要短火焰時，增加二次風供給，減少三次風供給。

實施例7：

為了提高燃燒裝置的可靠性，在燃燒器端部增加紫外UV火焰探測器20，UV火焰探測器20設置在一次風外套筒17的端頭。為了更好的通過UV採集火焰信號，在預混氣出口旋流片14上開設多個透光孔。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。