CN108844064A - 一种用于燃气锅炉的半预混式燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于燃气锅炉的半预混式燃烧器，包括中空的燃烧器本体，燃烧器本体的下部设置有燃气进口管，燃烧器本体的顶部设置有燃气出口管，其特征在于，燃气出口管的外部套设有混合筒，混合筒与燃气出口管之间具有空隙，混合筒的底部设有一次风进口，混合筒的顶部设置有混合气出口，混合气出口的外部上方设置有稳焰环，稳焰环的内部中心处设置有打火杆，打火杆的首端向下延伸并穿入燃气出口管内后向下贯穿燃烧器本体，燃烧器本体上还设置有与打火杆的末端相对应的点火电极。保证了燃气和空气先在混合筒内进行第一次预混合，然后再和混合筒外部的二次风进行第二次的完全混合，使燃烧更充分，燃烧效率高。

Description

一种用于燃气锅炉的半预混式燃烧器

技术领域

本发明涉及燃烧器技术领域，具体来说，涉及一种用于燃气锅炉的半预混式燃烧器。

背景技术

燃烧器是一种将物质通过燃烧这一化学反应方式转化热能的一种设备,即将空气与燃料通过预混装置按适当比例混兑，按所要求的浓度、速度、湍流度和混合方式送入炉膛，并使燃料能在炉膛内稳定着火与燃烧的热能装置。燃料以燃油或燃气为主。一般应用在中小型燃油或燃气锅炉上。

燃烧器按结构划分为：整体式燃烧器、分体式燃烧器。而分体式燃烧器当用于工业锅炉生产等领域时，结构上的优化是非常关键。

在传统的高压喷射燃烧器烧头中，燃气与助燃空气通过特殊装置在燃烧头末端混合，火焰位于燃烧头出口处，因此会在燃烧室空间内扩散，火焰大小取决于燃烧器出力大小。因此存在很多缺点，如燃气与助燃空气混合不充分，导致燃气无法充分燃烧，气体燃烧效率低，而且产生很多有害气体。由于高压喷射，使得燃烧火焰冲击力大，危险性高。烟气排放系数达不到标准要求，对环境产生影响很大。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种用于燃气锅炉的半预混式燃烧器，可使燃烧后的排放更环保。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于燃气锅炉的半预混式燃烧器，包括中空的燃烧器本体，所述燃烧器本体的下部设置有燃气进口管，所述燃烧器本体的顶部设置有燃气出口管，其特征在于，所述燃气出口管的外部套设有混合筒，所述混合筒与所述燃气出口管之间具有空隙，所述混合筒的底部设有一次风进口，所述混合筒的顶部设置有混合气出口，所述混合气出口的外部上方设置有稳焰环，所述稳焰环的内部中心处设置有打火杆，所述打火杆的首端向下延伸并穿入所述燃气出口管内后向下贯穿所述燃烧器本体，所述燃烧器本体上还设置有与所述打火杆的末端相对应的点火电极。

进一步地，所述燃烧器本体的外部凸设有连接板，所述混合筒与所述连接板通过螺杆固定连接，所述混合筒的底部与所述连接板之间设置有间隙，所述一次风进口位于所述间隙处。

进一步地，所述一次风进口处设置有预混挡流片，所述预混挡流片固设在所述连接板上。

进一步地，所述混合筒的外部设置有节流器，所述节流器包括套筒，所述稳焰环位于所述套筒与所述节流器之间，所述节流器的顶部高于所述稳焰环的底部，并低于所述稳焰环的顶部，所述套筒的底部设置有二次风进口，所述套筒的顶部设置有二次风出口。

进一步地，所述打火杆在所述燃气出口管上方固设有稳焰盘，所述稳焰盘与所述燃气出口管之间设置有间隙。

进一步地，所述打火杆在所述混合气出口的上方固设有上下间隔的两个稳流盘，所述稳流盘与所述混合气出口之间设置有间隙。

进一步地，所述打火杆在两个所述稳流盘之间设置有若干气孔。

进一步地，所述燃烧器本体上还开设有检测孔。

进一步地，所述燃烧器本体上还设置有明火检测紫外管和观火孔。

进一步地，所述打火杆的首端通过锁紧螺母锁紧在所述燃烧器本体上。

本发明的有益效果：采用半预混方式并进行精密的调节和控制，保证了燃气和空气先在混合筒内进行第一次预混合，然后再和混合筒外部的二次风进行第二次的完全混合，使燃烧更充分，燃烧效率高，还具有耐热冲击、低压降、安全无回火、反应迅速、有害气体释放少等优势；与传统的在高压喷头外进行混合的燃烧器相比较，具有燃烧均匀、热效率高、尤其适合于炉膛体积小且底部方式进气的锅炉。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例所述的用于燃气锅炉的半预混式燃烧器的正视剖视图；

图2是根据本发明实施例所述的用于燃气锅炉的半预混式燃烧器的侧视图。

图中：

1、燃烧器本体；2、混合筒；3、节流器；4、打火杆；5、稳焰环；6、稳焰盘；7、螺杆；8、预混挡流片；9、检测孔；10、锁紧螺母；11、点火电极；12、明火检测紫外管；13、观火孔；14、稳流盘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，根据本发明实施例所述的一种用于燃气锅炉的半预混式燃烧器，包括中空的燃烧器本体1，所述燃烧器本体1的下部（图1中打火杆4的轴向方向为上下方向）设置有燃气进口管，所述燃烧器本体1的顶部设置有燃气出口管，所述燃气出口管的外部套设有混合筒2，所述混合筒2与所述燃气出口管之间具有空隙，所述混合筒2的底部设有一次风进口，所述混合筒2的顶部设置有混合气出口，所述混合气出口的外部上方设置有稳焰环5，所述稳焰环5的内部中心处设置有打火杆4，所述打火杆4的首端向下延伸并穿入所述燃气出口管内后向下贯穿所述燃烧器本体1，所述燃烧器本体1上还设置有与所述打火杆4的末端相对应的点火电极11。

在本发明的一个具体实施例中，所述燃烧器本体1的外部凸设有连接板，所述混合筒2与所述连接板通过螺杆7固定连接，所述混合筒2的底部与所述连接板之间设置有间隙，所述一次风进口位于所述间隙处。

在本发明的一个具体实施例中，所述一次风进口处设置有预混挡流片8，所述预混挡流片8固设在所述连接板上。

在本发明的一个具体实施例中，所述混合筒2的外部设置有节流器3，所述节流器3包括套筒，所述稳焰环5位于所述套筒与所述节流器3之间，所述节流器3的顶部高于所述稳焰环5的底部，并低于所述稳焰环5的顶部，所述套筒的底部设置有二次风进口，所述套筒的顶部设置有二次风出口。

在本发明的一个具体实施例中，所述打火杆4在所述燃气出口管上方固设有稳焰盘6，所述稳焰盘6与所述燃气出口管之间设置有间隙。

在本发明的一个具体实施例中，所述打火杆4在所述混合气出口的上方固设有上下间隔的两个稳流盘14，所述稳流盘14与所述混合气出口之间设置有间隙。

在本发明的一个具体实施例中，所述打火杆4在两个所述稳流盘14之间设置有若干气孔。

在本发明的一个具体实施例中，所述燃烧器本体1上还开设有检测孔9。

在本发明的一个具体实施例中，所述燃烧器本体1上还设置有明火检测紫外管12和观火孔13 。

在本发明的一个具体实施例中，所述打火杆4的首端通过锁紧螺母10锁紧在所述燃烧器本体1上。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式对本发明的上述技术方案进行详细说明。

本发明所述的固定连接方式可采用焊接、螺栓连接等常规技术手段。

本发明实施例所述的用于燃气锅炉的半预混式燃烧器，包括燃烧器本体1、混合筒2、节流器3、打火杆4、稳焰环5、稳焰盘6、螺杆7、预混挡流片8、检测孔9、锁紧螺母10、点火电极11、明火检测紫外管12、观火孔13。将混合筒2与安装底板焊接成一整体，用螺杆7固定在燃烧器本体1上的连接板上，混合筒2的外部设置有节流器3，节流器用于对风机产生的二次风的进行节流，打火杆4固定安装在燃烧器本体1上，打火杆4依次穿过燃烧器本体1、混合筒2、稳焰环5，混合筒2底部与燃烧器本体1的连接板之间还设置有预混挡流片8，预混挡流片8用于对一次风进行调节，混合筒2底部与燃烧器本体1的连接板之间的间隙用于通入风机产生的一次风，燃烧器本体1的燃气进口管上安装有燃气电磁阀组，燃烧器本体1上安装有点火电极11，燃烧器本体1上固定有明火检测紫外管12，用于检测火焰，打火杆4上开设有多个气孔。

用于在燃烧器启动阶段点燃燃气的火花是由打火杆4提供的。打火杆4的首端连接电输入导线，电输入导线被配置成接收一个电压，电压会像电输入导线处提供的电压那样或者采用放大的状态沿着打火杆4传播，并使处于高电压状态的末端与处于低电压状态的阴极（即点火电极11）之间产生的火花或电弧。

风机采用4级高速风机。节流器3材质为H62。燃烧器本体1材质为ZL102。混合筒2材质为1Cr13。

燃气进口管为天然气进口，其采用法兰连接至燃气进管。

节流器3和稳焰环5焊接固定在混合筒2上，打火杆4上焊接有稳焰盘6和二个稳流盘14，安装至燃烧器本体1上用锁紧螺母10固定锁紧，燃烧器本体1上开有观测火焰的观火孔13，燃烧器本体1的连接板与混合筒2的底部之间设有四块预混挡流片8。

具体使用时，燃气通过燃烧器本体1的燃气进口管进入，通过稳焰盘6与燃烧器本体1的燃气出口管之间的间隙排出，风机产生的一次风通过混合筒2底部和燃烧器本体1的连接板之间的空隙进入到混合筒2内，与进入到混合筒2内的燃气进行第一次预混合，然后混合气通过混合气出口到达点火处，与打火杆4的点火火花进行接触点燃，火焰产生的同时与流过节流器3的二次风进行再次混合，使燃气和空气能够完全的混合后进行燃烧，火焰形状为心型，并且火焰较短，整个燃烧区为一短小的椭圆心状，体积可较传统燃烧器小30%左右，为工业锅炉小炉膛结节约了尺寸。

本发明实施例所述的用于燃气锅炉的半预混式燃烧器，在燃烧前将燃气和空气（即一次风）先进行半预混合，再与二次风进行充分混合，燃烧反应更完全，且这种结构优于其它的传统的结构，尺寸上更小，更适合因外形限制的小炉膛使用，而且它燃烧后的烟气CO浓度几乎为0；过量空气系数低至1.1，排烟损失比传统燃烧器的更小，比国家排放的标准低很多。

本发明实施例所述的用于燃气锅炉的半预混式燃烧器由于火焰混合完全，发热均匀，基本杜绝燃烧室的极端高温，因此，氮氧化物的排放非常低，是很环保的燃烧方式。

本发明实施例所述的用于燃气锅炉的半预混式燃烧器通过对燃料和空气进行半预混合，并进行精密的调节和控制，保证了燃气和空气的完全混合，使燃烧更充分，所以燃烧器具有燃烧效率高，与传统的燃烧器外部混合的结构比较，具有燃烧均匀、热效率高、有害气体释放少、可减小锅炉炉膛体积等特点。

该燃烧器可应用在热水锅炉、蒸汽锅炉、物料解冻、烘烤设备、船舶、油田、学校、工矿企业等需要热能的地方。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，采用半预混方式并进行精密的调节和控制，保证了燃气和空气先在混合筒内进行第一次预混合，然后再和混合筒外部的二次风进行第二次的完全混合，使燃烧更充分，燃烧效率高，还具有耐热冲击、低压降、安全无回火、反应迅速、有害气体释放少等优势；与传统的在高压喷头外进行混合的燃烧器相比较，具有燃烧均匀、热效率高、尤其适合于炉膛体积小且底部方式进气的锅炉。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于燃气锅炉的半预混式燃烧器，包括中空的燃烧器本体（1），所述燃烧器本体（1）的下部设置有燃气进口管，所述燃烧器本体（1）的顶部设置有燃气出口管，其特征在于，所述燃气出口管的外部套设有混合筒（2），所述混合筒（2）与所述燃气出口管之间具有空隙，所述混合筒（2）的底部设有一次风进口，所述混合筒（2）的顶部设置有混合气出口，所述混合气出口的外部上方设置有稳焰环（5），所述稳焰环（5）的内部中心处设置有打火杆（4），所述打火杆（4）的首端向下延伸并穿入所述燃气出口管内后向下贯穿所述燃烧器本体（1），所述燃烧器本体（1）上还设置有与所述打火杆（4）的末端相对应的点火电极（11）。

2.根据权利要求1所述的用于燃气锅炉的半预混式燃烧器，其特征在于，所述燃烧器本体（1）的外部凸设有连接板，所述混合筒（2）与所述连接板通过螺杆（7）固定连接，所述混合筒（2）的底部与所述连接板之间设置有间隙，所述一次风进口位于所述间隙处。

3.根据权利要求2所述的用于燃气锅炉的半预混式燃烧器，其特征在于，所述一次风进口处设置有预混挡流片（8），所述预混挡流片（8）固设在所述连接板上。

4.根据权利要求1所述的用于燃气锅炉的半预混式燃烧器，其特征在于，所述混合筒（2）的外部设置有节流器（3），所述节流器（3）包括套筒，所述稳焰环（5）位于所述套筒与所述节流器（3）之间，所述节流器（3）的顶部高于所述稳焰环（5）的底部，并低于所述稳焰环（5）的顶部，所述套筒的底部设置有二次风进口，所述套筒的顶部设置有二次风出口。

5.根据权利要求1所述的用于燃气锅炉的半预混式燃烧器，其特征在于，所述打火杆（4）在所述燃气出口管上方固设有稳焰盘（6），所述稳焰盘（6）与所述燃气出口管之间设置有间隙。

6.根据权利要求1所述的用于燃气锅炉的半预混式燃烧器，其特征在于，所述打火杆（4）在所述混合气出口的上方固设有上下间隔的两个稳流盘（14），所述稳流盘（14）与所述混合气出口之间设置有间隙。

7.根据权利要求6所述的用于燃气锅炉的半预混式燃烧器，其特征在于，所述打火杆（4）在两个所述稳流盘（14）之间设置有若干气孔。

8.根据权利要求1所述的用于燃气锅炉的半预混式燃烧器，其特征在于，所述燃烧器本体（1）上还开设有检测孔（9）。

9.根据权利要求1所述的用于燃气锅炉的半预混式燃烧器，其特征在于，所述燃烧器本体（1）上还设置有明火检测紫外管（12）和观火孔（13） 。

10.根据权利要求1所述的用于燃气锅炉的半预混式燃烧器，其特征在于，所述打火杆（4）的首端通过锁紧螺母（10）锁紧在所述燃烧器本体（1）上。