CN107023827A - 一种生物质燃气燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物质燃气燃烧器，用于燃烧器技术领域，包括点火枪和设在蓄热室上的燃烧器本体，燃烧器本体包括内壳体、中壳体以及外壳体，内壳体上设有内进风口，内壳体内部形成内配风腔，中壳体上设有生物质燃气进口，中壳体与内壳体之间形成燃气腔，外壳体上设有外进风口，外壳体与中壳体之间形成外配风腔，燃气腔的前端形成燃烧喷口，燃烧腔在燃烧喷口的内侧位置形成燃烧一区，在燃烧喷口处形成燃烧二区，蓄热室内形成燃烧三区，内配风腔的前端形成内配风口，还包括可将外配风腔内的气流导入燃烧一区的一次配风管和可将外配风腔内的气流导入燃烧二区的二次配风管。由于采用分级燃烧和三级混合，燃烧器可以实现低氧配风，氮化物排放低。

Description

一种生物质燃气燃烧器

技术领域

本发明用于燃烧器技术领域，特别是涉及一种生物质燃气燃烧器。

背景技术

生物燃气属于低热值可燃气体，生物质燃气中焦油含量高，生物质气体需要足够的配风和混合才能保证燃尽，传统的燃烧器本体设计不合理，燃气和空气在本体一次混合后就出口燃烧，没有分级燃烧的条件，不易实现低氮燃烧，燃气排放氮化物无法满足更严格的排放标准。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种生物质燃气燃烧器，其可实现分级燃烧、低氮燃烧，满足严格的排放标准。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种生物质燃气燃烧器，包括点火枪和设在蓄热室上的燃烧器本体，所述燃烧器本体包括内壳体、套在所述内壳体外侧的中壳体以及套在所述中壳体外侧的外壳体，所述内壳体上设有内进风口，内壳体内部形成内配风腔，中壳体上设有生物质燃气进口，中壳体与内壳体之间形成燃气腔，所述外壳体上设有外进风口，外壳体与中壳体之间形成外配风腔，所述燃气腔的前端形成接入蓄热室内的燃烧喷口，所述燃烧腔在燃烧喷口的内侧位置形成燃烧一区，在燃烧喷口处形成燃烧二区，蓄热室内形成燃烧三区，所述内配风腔的前端在燃烧喷口处形成内配风口，还包括可将所述外配风腔内的气流导入燃烧一区的一次配风管和可将所述外配风腔内的气流导入燃烧二区的二次配风管。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述一次配风管沿气流方向前倾并呈右螺旋结构伸入燃烧一区，所述二次配风管沿气流方向前倾并呈左螺旋结构伸入燃烧二区，所述内壳体在内配风口处设有沿气流方向呈右螺旋结构的螺旋叶片。

进一步作为本发明技术方案的改进，还包括比例分流供风***，比例分流供风***包括进风母管、由进风母管分出并接入内进风口的第一进风子管、由进风母管分出并接入外进风口的第二进风子管以及可将气流鼓入进风母管内的燃烧风机，所述第一进风子管和第二进风子管上均设有电动调节比例阀。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述燃烧风机采用变频燃烧风机。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述点火枪沿气流方向插置在内壳体的轴线位置，点火枪的前端伸至燃烧喷口。

进一步作为本发明技术方案的改进，还包括天然气伴燃稳焰装置，天然气伴燃稳焰装置包括沿所述点火枪设置的天然气伴燃管，天然气伴燃管的后端在燃烧器本体外设置天然气接入口。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述天然气伴燃稳焰装置还包括设在内壳体前端的文丘里扩压管，所述文丘里扩压管将内配风腔的前部端口分隔为外侧的内配风口和内侧的稳焰配风口，所述点火枪和天然气伴燃管均由稳焰配风口穿出，所述稳焰配风口内设有稳焰配风盘，所述稳焰配风盘上开设若干配风孔。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述蓄热室具有呈双曲面状的燃烧炉口，所述燃烧器本体设在燃烧炉口的后端顶点处。

进一步作为本发明技术方案的改进，还包括伸入燃烧一区的红外线火检器和伸入燃烧三区的离子针火检器。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述燃烧器本体的底部设有排焦装置，排焦装置包括排焦管和设在排焦管上的截止阀。

本发明的有益效果：本发明中，通过一次配风管外配风腔内的气流与生物质燃气在燃烧一区进行充分预混，并在燃烧一区出口实现一次分级燃烧，通过二次配风管外配风腔内的气流与生物质燃气在燃烧二区进行充分预混，并在燃烧二区出口实现二次分级燃烧，经燃烧一区和燃烧二区燃烧后的烟气，里边还有过剩的氧气和焦油，在燃烧三区烟气进一步扩散膨胀，氧气与燃气进一步混合实现燃烧三级燃烧，燃气经过分级燃烧，极大地降低了氮化物的浓度。由于采用分级燃烧和三级混合，燃烧器可以实现低氧配风，氮化物排放低。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明结构示意图。

具体实施方式

参照图1，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构。以下将详细说明本发明各部件的结构特点，而如果有描述到方向( 上、下、左、右、前及后) 时，是以图1所示的结构为参考描述，但本发明的实际使用方向并不局限于此。

本发明提供了一种生物质燃气燃烧器，包括点火枪1和设在蓄热室2上的燃烧器本体3，所述燃烧器本体3包括内壳体31、套在所述内壳体31外侧的中壳体32以及套在所述中壳体32外侧的外壳体33，内壳体31、中壳体32以及外壳体33可根据实际需要设置为管状结构，内壳体31、中壳体32以及外壳体33依次嵌套形成一体结构，所述内壳体31上设有内进风口34，内壳体31内部形成内配风腔35，内配风腔35的后端封闭，中壳体32上设有生物质燃气进口36，中壳体32与内壳体31之间形成燃气腔37，燃气腔37的后端封闭，所述外壳体33上设有外进风口38，外壳体33与中壳体32之间形成外配风腔39，外配风腔39的后端封闭，所述燃气腔37的前端形成接入蓄热室2内的燃烧喷口，所述燃烧腔37在燃烧喷口的内侧位置形成燃烧一区310，燃烧区材质为310S，在燃烧喷口处形成燃烧二区311，燃烧区材质为310S，蓄热室2内形成燃烧三区312，所述内配风腔35的前端在燃烧喷口处形成内配风口，还包括可将所述外配风腔39内的气流导入燃烧一区310的一次配风管313和可将所述外配风腔39内的气流导入燃烧二区311的二次配风管314。

本发明中，通过一次配风管313将外配风腔39内的气流与生物质燃气在燃烧一区310进行充分预混，并在燃烧一区310出口实现一次分级燃烧，通过二次配风管314将外配风腔39内的气流与生物质燃气在燃烧二区311进行充分预混，并在燃烧二区311出口实现二次分级燃烧，经燃烧一区310和燃烧二区311燃烧后的烟气，里边还有过剩的氧气和焦油，在燃烧三区312烟气进一步扩散膨胀，氧气与燃气进一步混合实现燃烧三级燃烧，燃气经过分级燃烧，极大地降低了氮化物的浓度。由于采用分级燃烧和三级混合，燃烧器可以实现低氧配风，氮化物排放低。

其中，为了改善混合效果，一次配风管313设置多个并沿圆周均布，所述一次配风管313沿气流方向前倾并呈右螺旋结构伸入燃烧一区310，可产生右旋的空气流，二次配风管314设置多个并沿圆周均布，所述二次配风管314沿气流方向前倾并呈左螺旋结构伸入燃烧二区311，可产生左旋的空气流，所述内壳体31在内配风口处设有沿气流方向呈右螺旋结构的螺旋叶片315，可产生右旋的空气流，螺旋叶片315与二次配风管314和一次配风管313形成左右左的强旋流结构，保证空气与燃气的充分混合，为强制燃烧创造条件。

传统技术方案中，供风***配风不均，没有灵敏的风量调节措施，传统的供风***多采用单一回路与燃气直接混合，混合效果欠佳，生成物CO浓度偏高，且缺少自动流量调节***，不能随生物质燃气量的变动自动调节风量，燃烧配比不均，燃烧恶化，不能保证燃烧器高效燃烧。

针对上述不足，本发明还包括比例分流供风***，比例分流供风***包括进风母管41、由进风母管41分出并接入内进风口34的第一进风子管42、由进风母管41分出并接入外进风口38的第二进风子管43以及可将气流鼓入进风母管41内的燃烧风机44，所述燃烧风机44采用变频燃烧风机。所述第一进风子管42和第二进风子管43上均设有电动调节比例阀45。通过变频燃烧风机调节总流量满足燃烧器供热符合的波动。电动调节比例阀45通过电动执行机构调节开度，保证前后第一进风子管42和第二进风子管43配风在1:2的范围内，进风方式采用一进双出结构，并根据负荷大小自动调节风量分配，满足最佳配风比，保证燃烧器的高效燃烧。

传统技术方案中，气化炉起炉过程中生物质燃气品质较低，传统的燃烧器没有天然气伴燃装置，即便设计了伴燃装置，由于没有考虑燃气品质较低，起炉初期水蒸气成分较大，天然气伴燃极易灭火，缺少天然气伴燃的有效稳焰措施。

针对上述不足，本发明中，所述点火枪1沿气流方向插置在内壳体31的轴线位置，点火枪1的前端伸至燃烧喷口。还包括天然气伴燃稳焰装置，天然气伴燃稳焰装置包括沿所述点火枪1设置的天然气伴燃管，天然气伴燃管的后端在燃烧器本体3外设置天然气接入口51，天然气伴燃管的前端设置天然气油枪出口装置52。而且，所述天然气伴燃稳焰装置还包括设在内壳体31前端的文丘里扩压管53，所述文丘里扩压管53将内配风腔35的前部端口分隔为外侧的内配风口和内侧的稳焰配风口，所述点火枪1和天然气伴燃管均由稳焰配风口穿出，所述稳焰配风口内设有稳焰配风盘54，所述稳焰配风盘54上开设若干配风孔。天然气油枪出口装置52采用轴向和换向综合出气，出口处通过稳焰配风盘54上的配风孔与空气充分混合，同时，稳焰配风盘54直径挡住外部旋流风保持中心天然气伴燃的稳定燃烧。

传统的生物质燃烧器出口缺乏生物质燃烧强化措施，生物质燃烧器出口火焰温度偏低，如强制提高燃烧器出口温度，氮化物严重超标，没有出口蓄热装置不能保证生物气中焦油的燃尽。

针对上述不足，本发明中，所述蓄热室2具有呈双曲面状的燃烧炉口21，所述燃烧器本体3设在燃烧炉口21的后端顶点处。螺旋叶片315采用右旋结构，与二次配风管314和一次配风管313形成左右左的强旋流结构，保证空气与燃气的充分混合，为强制燃烧创造条件。文丘里扩压管53采用空气压缩后再扩散的结构，充分保证空气配风的动能，并以一定初速度把混合燃气引射至双曲面蓄热强化燃烧炉口表面。双曲面蓄热强化燃烧炉口设计为双曲面反射拱，对燃气具有强烈的反射效果，件混凝土蓄热室在燃烧过程中形成巨大的蓄热能力，仅表层温度高，当微小焦油通过文丘里扩压管引射到双曲面壁面上，焦油瞬间裂解燃烧，既可以降低主火焰区的燃烧温度保证低氮燃烧，又能满足焦油的燃尽和燃气的强烈混合。

传统的生物气燃烧器均设计单一的红外线火检，由于生物质燃气中有焦油成分，容易污染火检探头造成火检失效，为安全运行带来隐患。

针对上述不足，本发明还包括双火检探头装置，双火检探头装置包括伸入燃烧一区310的红外线火检器61和伸入燃烧三区312的离子针火检器62及其控制***组成，两火检器进行连锁进行火焰检测。红外线检测器61检测灵敏度高，但会经常遭受燃气焦油污染失效，离子针火检器62检测灵敏度低，但不怕焦油的污染，当红外线检测器61失效或清洗的时候，离子针检测器62进行有效的检测补充，两个检测器互相补充检测缺陷，稳定火焰检测信号，保证点火的安全性。

此外，传统的生物质燃烧器缺少专门的排焦管，在燃烧器工作过程中，燃烧器本体集聚大量的焦油，在高温作用下脱水固化堵塞燃烧器喷口，造成经常停炉清理，严重影响***的稳定运行工况。

针对上述不足，本发明在所述燃烧器本体3的底部设有排焦装置，排焦装置包括排焦管71和设在排焦管71上的截止阀72。燃烧器定期燃烧一段时间后需要及时排放燃烧器底部焦油，保证燃烧器出口不会出现焦油结块堵塞燃烧器。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种生物质燃气燃烧器，其特征在于：包括点火枪和设在蓄热室上的燃烧器本体，所述燃烧器本体包括内壳体、套在所述内壳体外侧的中壳体以及套在所述中壳体外侧的外壳体，所述内壳体上设有内进风口，内壳体内部形成内配风腔，中壳体上设有生物质燃气进口，中壳体与内壳体之间形成燃气腔，所述外壳体上设有外进风口，外壳体与中壳体之间形成外配风腔，所述燃气腔的前端形成接入蓄热室内的燃烧喷口，所述燃烧腔在燃烧喷口的内侧位置形成燃烧一区，在燃烧喷口处形成燃烧二区，蓄热室内形成燃烧三区，所述内配风腔的前端在燃烧喷口处形成内配风口，还包括可将所述外配风腔内的气流导入燃烧一区的一次配风管和可将所述外配风腔内的气流导入燃烧二区的二次配风管。

2.根据权利要求1所述的生物质燃气燃烧器，其特征在于：所述一次配风管沿气流方向前倾并呈右螺旋结构伸入燃烧一区，所述二次配风管沿气流方向前倾并呈左螺旋结构伸入燃烧二区，所述内壳体在内配风口处设有沿气流方向呈右螺旋结构的螺旋叶片。

3.根据权利要求1所述的生物质燃气燃烧器，其特征在于：还包括比例分流供风***，比例分流供风***包括进风母管、由进风母管分出并接入内进风口的第一进风子管、由进风母管分出并接入外进风口的第二进风子管以及可将气流鼓入进风母管内的燃烧风机，所述第一进风子管和第二进风子管上均设有电动调节比例阀。

4.根据权利要求3所述的生物质燃气燃烧器，其特征在于：所述燃烧风机采用变频燃烧风机。

5.根据权利要求1所述的生物质燃气燃烧器，其特征在于：所述点火枪沿气流方向插置在内壳体的轴线位置，点火枪的前端伸至燃烧喷口。

6.根据权利要求5所述的生物质燃气燃烧器，其特征在于：还包括天然气伴燃稳焰装置，天然气伴燃稳焰装置包括沿所述点火枪设置的天然气伴燃管，天然气伴燃管的后端在燃烧器本体外设置天然气接入口。

7.根据权利要求6所述的生物质燃气燃烧器，其特征在于：所述天然气伴燃稳焰装置还包括设在内壳体前端的文丘里扩压管，所述文丘里扩压管将内配风腔的前部端口分隔为外侧的内配风口和内侧的稳焰配风口，所述点火枪和天然气伴燃管均由稳焰配风口穿出，所述稳焰配风口内设有稳焰配风盘，所述稳焰配风盘上开设若干配风孔。

8.根据权利要求7所述的生物质燃气燃烧器，其特征在于：所述蓄热室具有呈双曲面状的燃烧炉口，所述燃烧器本体设在燃烧炉口的后端顶点处。

9.根据权利要求1所述的生物质燃气燃烧器，其特征在于：还包括伸入燃烧一区的红外线火检器和伸入燃烧三区的离子针火检器。

10.根据权利要求1所述的生物质燃气燃烧器，其特征在于：所述燃烧器本体的底部设有排焦装置，排焦装置包括排焦管和设在排焦管上的截止阀。