CN110107899B - 带稳焰器结构的低浓度瓦斯脉动燃烧器及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了带稳焰器结构的低浓度瓦斯脉动燃烧器，包括两根并列平行的低浓度脉动瓦斯供给管；还包括柱状的瓦斯分流管，两所述低浓度脉动瓦斯供给管的出气端分别垂直连通连接所述瓦斯分流管的两端；所述瓦斯分流管远离所述低浓度脉动瓦斯供给管的一侧还连通设置有若干稳焰器，各所述稳焰器沿所述瓦斯分流管的轴线方向等距分布；本发明加入稳焰器结构，在该优化设计方案下可以获得较优的速度场，流量均匀性，同时拓宽了燃烧器进气的速度上限，燃烧稳定性得到大大加强；与此同时在本方案中还增加了加浓的结构，解决了浓度过低无法连续燃烧的问题。
Description
技术领域
本发明属于瓦斯燃烧利用领域。
背景技术
我国煤炭资源虽然非常丰富，但是煤层有相当一部分处于高瓦斯或瓦斯突出煤层，约为48％，直接导致我国瓦斯资源的储量也十分丰富，我国的煤矿瓦斯抽采来看，大多瓦斯抽采混入空气较多且形式单一，抽采量的忽高忽低，导致抽采过程中大多是浓度在8％左右的低浓度瓦斯，占比抽采总量70％以上甚至更多，这部分瓦斯浓度比较低，使用常规的燃烧方式很难以维持其稳定燃烧，同时该浓度亦处于瓦斯***的浓度，如果不能被合理利用那么只能排入大气，否则会造成安全隐患，因此大量处于该浓度的瓦斯被抽出来后一般都是对空排放，在2006年曾报道，我国有36万亿立方米的瓦斯储量，其含量基本是陆上天然气的储量，而据不完全统计我国每年的煤炭开采都要空排约150亿立方米的瓦斯，不仅造成了严重的潜力能源浪费，还对环境造成污染。
众所周知瓦斯的主要成分甲烷，是一种严重的温室气体，其温室效应与CO2相比，是它的24.6倍，对破坏大气臭氧层的能力更是CO2的7倍。因此每年矿井大量的低浓度瓦斯因无法利用而对空排放，不仅是对有限的不可再生的化石能源的严重浪费，同时还导致了温室效应及环境污染加剧。瓦斯其燃烧热值在35000～39000kJ/m3之间，在成为温室气体的同时还扮演着优质能源的角色，，堪比常规天然气，可以作为能源化工过程的原料。
但是低浓度瓦斯顾名思义可供燃烧的成分极低，燃烧过程中所产生的热量远小于往环境中的散热量，持续燃烧非常困难，因此不能采用常规的燃烧装置来进行燃烧，因此对于处在该浓度的低浓度瓦斯必须采用特殊的燃烧方式及相应的燃烧器。
脉动燃烧作为一种特殊的燃烧方式，既非爆燃也非正常燃烧而是介于其中间。给予其一定条件的激励，使其产生的声学脉动与燃烧过程中产生的热脉动达到一定的声热耦合，便可以产生周期性的脉动燃烧。燃烧过程中压力、温度以及热释放率等表征燃烧特性的状态参数随时间做周期性的变化，具有高燃烧效率、较大传热系数、较小污染排放量、可以自吸增压的优点，利用脉动燃烧技术可以有效处理低浓度瓦斯的燃烧；
由于瓦斯源的浓度并非稳定值，从主管压入燃烧室中的低浓度瓦斯可能存在甲烷浓度过低的问题，即使在燃烧室脉动供气的情形下，燃烧室中也存在无法顺利点燃，或是无法保持多个脉动周期燃烧的连续性。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种燃烧稳定的带稳焰器结构的低浓度瓦斯脉动燃烧器。
技术方案：为实现上述目的，本发明的带稳焰器结构的低浓度瓦斯脉动燃烧器，包括两根并列平行的低浓度脉动瓦斯供给管；还包括柱状的瓦斯分流管，两所述低浓度脉动瓦斯供给管的出气端分别垂直连通连接所述瓦斯分流管的两端；所述瓦斯分流管远离所述低浓度脉动瓦斯供给管的一侧还连通设置有若干稳焰器，各所述稳焰器沿所述瓦斯分流管的轴线方向等距分布；
各所述稳焰器的出口端均连接有燃烧器，各所述燃烧器远离稳焰器的一端连通有尾气喷管。
进一步的，所述稳焰器从左至右依次同轴心包括呈管壁结构的第一圆柱段、锥柱段、第二圆柱段、第三圆柱段；所述第一圆柱段与第三圆柱段的直径相同，所述锥柱段的粗端与第一圆柱段连通连接，所述锥柱段的细端通过第二圆柱段连通连接所述第三圆柱段；所述第一圆柱段的左端旁通连接所述瓦斯分流管的内腔，所述第三圆柱段的右端同轴心连通所述燃烧器内的燃烧室。
进一步的，所述第三圆柱段的左侧上下对称设置有上稳焰凸起和下稳焰凸起，所述上稳焰凸起和下稳焰凸起的内部均为稳焰空腔，两所述稳焰空腔均连通所述第三圆柱段的内腔；所述第二圆柱段的上下侧还分别对称设置有上稳焰斜管和下稳焰斜管；所述上稳焰斜管将所述上稳焰凸起内部的稳焰空腔与锥柱段的内腔相互连通；所述下稳焰斜管将所述下稳焰凸起内部的稳焰空腔与锥柱段的内腔相互连通；所述上稳焰斜管和下稳焰斜管与所述第二圆柱段轴线呈40至50度的夹角；
所述第二圆柱段的两侧还分别对称设置有两根直稳焰管，两所述直稳焰管的轴线与所述第二圆柱段的轴线等高并且相互平行；各所述直稳焰管的两端分别连通所述锥柱段的内腔和第三圆柱段的内腔。
进一步的，所述燃烧器为柱状筒体结构，所述燃烧器内部为柱状的燃烧室，所述燃烧室内设置有点火装置，所述燃烧器的筒体外周一体化同轴心设置有配气环体，所述配气环体内同轴心设置有环状的纯甲烷蓄压室，所述纯甲烷蓄压室与所述燃烧室之间由换热壁体分隔；所述配气环体内还设置有若干甲烷加浓通道，各所述甲烷加浓通道将所述纯甲烷蓄压室与所述燃烧室相互连通，所述甲烷加浓通道的加浓出口方向与所述燃烧室的轴线垂直；还包括增压纯甲烷供给管，所述增压纯甲烷供给管的出气端连通所述纯甲烷蓄压室，所述配气环体内还设置有与所述甲烷加浓通道垂直相交的活塞阀通道；所述活塞阀通道内活动设置有活塞阀芯，所述活塞阀芯的推进能封堵所述甲烷加浓通道；还包括电磁推杆电机，所述电磁推杆电机的推杆末端驱动连接所述活塞阀芯；所述电磁推杆电机通过所述推杆带动所述活塞阀芯的推进和缩回。
进一步的，的带稳焰器结构的低浓度瓦斯脉动燃烧器的方法：
瓦斯源为包含CH4、O2、N2、CO2的混合气体，其中O2的浓度足够CH4的燃烧反应：
瓦斯源中CH4浓度超过4％时，不用对燃烧室进行CH4加浓；此时控制各电磁推杆电机，使各活塞阀芯向前推进至封堵甲烷加浓通道；然后在瓦斯泵的作用下将瓦斯通过两低浓度脉动瓦斯供给管呈脉动周期的形式连续向瓦斯分流管内供给瓦斯；进而使分流管的内部形成连续的脉动气压，进而分流管内的瓦斯通过若干稳焰器呈脉动周期的向燃烧室内喷射瓦斯气体；燃烧室内的瓦斯经点火装置点燃后，燃烧室内形成连续的脉动火焰，进而燃烧室内因燃烧产生的高温尾气持续通过尾气喷管以尾焰的形式喷出，进而各个尾气喷管所喷出的尾焰对用热设备进行加热；进而实现了对瓦斯的利用；
当瓦斯源中CH4浓度小于4％时，在瓦斯泵的作用下将瓦斯通过两低浓度脉动瓦斯供给管呈脉动周期的形式连续向瓦斯分流管内供给瓦斯；进而使分流管的内部形成连续的脉动气压，进而分流管内的瓦斯通过若干稳焰器呈脉动周期的向燃烧室内喷射瓦斯气体；由于通过若干稳焰器向燃烧室内喷出的瓦斯气体中CH4浓度小于4％，燃烧室中无法顺利点燃或是无法保持多个脉动周期燃烧的连续性，需要对燃烧室进行CH4加浓；此时增压纯甲烷供给管将纯甲烷压入纯甲烷蓄压室内，并且增压纯甲烷供给管持续维持纯甲烷蓄压室内的气压，然后同步启动各电磁推杆电机，使各活塞阀芯呈周期性做伸缩推进运动，进而使甲烷加浓通道呈周期性的封堵和畅通，进而使甲烷加浓通道的加浓出口呈周期性的向燃烧室内喷射纯CH4，通过控制活塞阀芯的伸缩推进运动的频率，使加浓出口向燃烧室内喷射纯CH4的周期和步调与稳焰器向燃烧室喷射瓦斯的周期和步调一致；进而实现对燃烧室内每个脉动燃烧周期都进行了燃气加浓，保证燃烧室能连续的脉动燃烧；进而燃烧室内因燃烧产生的高温尾气持续通过尾气喷管以尾焰的形式喷出，进而各个尾气喷管所喷出的尾焰对用热设备进行加热；进而实现了对瓦斯的利用；与此同时纯甲烷蓄压室内的纯甲烷气体能通过换热壁体吸收燃烧室内燃烧后产生的热量，进而使加浓出口向燃烧室内喷射的是已经预热的纯CH4，进而有效提高燃烧室内的燃烧效率。
有益效果：本发明加入稳焰器结构，在燃烧室中产生双回流区，在其稳焰器内部也形成了一对回流区，增强了着火期间的火焰稳定性，拓宽了进入燃烧器内的燃气流速上限，在该优化设计方案下可以获得较优的速度场，流量均匀性，燃烧稳定性得到大大加强；与此同时在本方案中还增加了加浓的结构，解决了浓度过低无法连续燃烧的问题。
附图说明
附图1为瓦斯脉动燃烧器整体结构示意图；
附图2为燃烧器整体速度云图；
附图3为附图1的附图标记114处的局部正视图；
附图4为稳焰器的剖切面速度云图；
附图5为附图4的局部速度矢量图；
附图6为燃烧器结构剖视图；
附图7为各个尾气喷管出口在不同第二圆柱段内径孔下的流量折线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至7所示的带稳焰器结构的低浓度瓦斯脉动燃烧器，包括两根并列平行的低浓度脉动瓦斯供给管13；还包括柱状的瓦斯分流管12，两所述低浓度脉动瓦斯供给管13的出气端分别垂直连通连接所述瓦斯分流管12的两端；所述瓦斯分流管12远离所述低浓度脉动瓦斯供给管13的一侧还连通设置有若干稳焰器9，各所述稳焰器9沿所述瓦斯分流管12的轴线方向等距分布；本实施例的稳焰器9数量为10根；
各所述稳焰器9的出口端均连接有燃烧器8，各所述燃烧器8远离稳焰器9的一端连通有尾气喷管10。
所述稳焰器9从左至右依次同轴心包括呈管壁结构的第一圆柱段4、锥柱段3、第二圆柱段7、第三圆柱段2；所述第一圆柱段4与第三圆柱段2的直径相同，所述锥柱段3的粗端与第一圆柱段4连通连接，所述锥柱段3的细端通过第二圆柱段7连通连接所述第三圆柱段2；所述第一圆柱段4的左端旁通连接所述瓦斯分流管12的内腔，所述第三圆柱段2的右端同轴心连通所述燃烧器8内的燃烧室22。
所述第三圆柱段2的左侧上下对称设置有上稳焰凸起6.1和下稳焰凸起6.2，所述上稳焰凸起6.1和下稳焰凸起6.2的内部均为稳焰空腔，两所述稳焰空腔均连通所述第三圆柱段2的内腔；所述第二圆柱段7的上下侧还分别对称设置有上稳焰斜管5.1和下稳焰斜管5.2；所述上稳焰斜管5.1将所述上稳焰凸起6.1内部的稳焰空腔与锥柱段3的内腔相互连通；所述下稳焰斜管5.2将所述下稳焰凸起6.2内部的稳焰空腔与锥柱段3的内腔相互连通；所述上稳焰斜管5.1和下稳焰斜管5.2与所述第二圆柱段7轴线呈40至50度的夹角；
所述第二圆柱段7的两侧还分别对称设置有两根直稳焰管1，两所述直稳焰管1的轴线与所述第二圆柱段7的轴线等高并且相互平行；各所述直稳焰管1的两端分别连通所述锥柱段3的内腔和第三圆柱段2的内腔。
所述燃烧器8为柱状筒体结构，所述燃烧器8内部为柱状的燃烧室22，所述燃烧室22内设置有点火装置，所述燃烧器8的筒体外周一体化同轴心设置有配气环体50，所述配气环体50内同轴心设置有环状的纯甲烷蓄压室14，所述纯甲烷蓄压室14与所述燃烧室22之间由换热壁体03分隔；所述配气环体50内还设置有若干甲烷加浓通道15，各所述甲烷加浓通道15将所述纯甲烷蓄压室14与所述燃烧室22相互连通，所述甲烷加浓通道15的加浓出口20方向与所述燃烧室22的轴线垂直；还包括增压纯甲烷供给管21，所述增压纯甲烷供给管21的出气端连通所述纯甲烷蓄压室14，所述配气环体50内还设置有与所述甲烷加浓通道15垂直相交的活塞阀通道17；所述活塞阀通道17内活动设置有活塞阀芯16，所述活塞阀芯16的推进能封堵所述甲烷加浓通道15；还包括电磁推杆电机18，所述电磁推杆电机18的推杆19末端驱动连接所述活塞阀芯16；所述电磁推杆电机18通过所述推杆19带动所述活塞阀芯16的推进和缩回。
本方案的具体操作方法，过程以及技术进步整理：
瓦斯源为包含CH4、O2、N2、CO2的混合气体，其中O2的浓度足够CH4的燃烧反应：
瓦斯源中CH4浓度超过4％时，不用对燃烧室22进行CH4加浓；此时控制各电磁推杆电机18，使各活塞阀芯16向前推进至封堵甲烷加浓通道15；然后在瓦斯泵的作用下将瓦斯通过两低浓度脉动瓦斯供给管13呈脉动周期的形式连续向瓦斯分流管12内供给瓦斯；进而使分流管12的内部形成连续的脉动气压，进而分流管12内的瓦斯通过若干稳焰器9呈脉动周期的向燃烧室22内喷射瓦斯气体；燃烧室22内的瓦斯经点火装置点燃后，燃烧室22内形成连续的脉动火焰，进而燃烧室22内因燃烧产生的高温尾气持续通过尾气喷管10以尾焰的形式喷出，进而各个尾气喷管10所喷出的尾焰对用热设备进行加热；进而实现了对瓦斯的利用；
当瓦斯源中CH4浓度小于4％时，在瓦斯泵的作用下将瓦斯通过两低浓度脉动瓦斯供给管13呈脉动周期的形式连续向瓦斯分流管12内供给瓦斯；进而使分流管12的内部形成连续的脉动气压，进而分流管12内的瓦斯通过若干稳焰器9呈脉动周期的向燃烧室22内喷射瓦斯气体；由于通过若干稳焰器9向燃烧室22内喷出的瓦斯气体中CH4浓度小于4％，燃烧室22中无法顺利点燃或是无法保持多个脉动周期燃烧的连续性，需要对燃烧室22进行CH4加浓；此时增压纯甲烷供给管21将纯甲烷压入纯甲烷蓄压室14内，并且增压纯甲烷供给管21持续维持纯甲烷蓄压室14内的气压，然后同步启动各电磁推杆电机18，使各活塞阀芯16呈周期性做伸缩推进运动，进而使甲烷加浓通道15呈周期性的封堵和畅通，进而使甲烷加浓通道15的加浓出口20呈周期性的向燃烧室22内喷射纯CH4，通过控制活塞阀芯16的伸缩推进运动的频率，使加浓出口20向燃烧室22内喷射纯CH4的周期和步调与稳焰器9向燃烧室22喷射瓦斯的周期和步调一致；进而实现对燃烧室22内每个脉动燃烧周期都进行了燃气加浓，保证燃烧室22能连续的脉动燃烧；进而燃烧室22内因燃烧产生的高温尾气持续通过尾气喷管10以尾焰的形式喷出，进而各个尾气喷管10所喷出的尾焰对用热设备进行加热；进而实现了对瓦斯的利用；与此同时纯甲烷蓄压室14内的纯甲烷气体能通过换热壁体03吸收燃烧室22内燃烧后产生的热量，进而使加浓出口20向燃烧室22内喷射的是已经预热的纯CH4，进而有效提高燃烧室22内的燃烧效率。
采用CFD数值模拟方法对燃烧器的结构合理性和技术进步进行验证：
使用用ANSYS Fluent16.0完成该网格下的数值模拟，首先检验网格，确保其网格面积和体积没有负值的存在，不考虑重力影响。
在模型中，设置流动过程为基于压力的稳态流动，同时由于我们主要关心低浓度瓦斯的流动状况，因此假定流体为CH4和空气的混合气，采用多组分模型数值计算其在燃烧器管道中的流场分布情况。
模型设置：能量方程、标准K-ε湍流方程、组分输运方程；
材料设置：流体为methane-air、固体壁面为默认aluminum；
边界条件设置：入口边界条件：速度入口，设定低浓度脉动瓦斯供给管13的供给速度为1.5m/s；出口边界条件：尾气喷管10为压力出口；湍流指标：湍流强度+水力直径；
温度：300K；
组分：4％CH4、19.74％O2、2.82％CO2、73.44％N2；
求解方法：SIMPLE单精度，梯度基于网格采用最小二乘法，压力采用二阶迎风，动量采用一阶迎风，湍流动能采用一阶迎风，湍流耗散率采用一阶迎风；
残差监视：所有参数收敛精度设置为0.001；
迭代步长：1000；
初始化，运算过程中，在第324步时，各项指标均收敛至设定精度；
模拟结束后得到的燃烧器整体速度云图如附图2，稳焰器9的剖切面速度云图如附图4；稳焰器9的剖切面速度矢量图如附图5；由速度云图可以看出双进气加稳焰器9结构进气能获得较好的速度场。同时由于稳焰器9的存在，除了在燃烧室稳22中产生双回流区，在其稳焰器9内部也形成了一对回流区，增强了着火期间的火焰稳定性，拓宽了进入燃烧器8内的燃气流速上限。为防止结果的偶然性，本次共进行了4组不同第二圆柱段7的内径孔尺寸下的模拟，模拟结果如下表所示：
绘制其各个尾气喷管10出口在不同第二圆柱段7的内径孔下的流量折线图如图7所示：从数据表中可以看出在各个第二圆柱段7的内径孔尺寸均为25mm、45mm、65mm的情况下可以保证其流量均匀性，但当第二圆柱段7的内径孔尺寸均为100mm时存在了稍大的流量偏差。原因是尺寸变大，虽各管总阻力变小，但阻力差变大。即使是这样在实际工程中已经能满足精度要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.带稳焰器结构的低浓度瓦斯脉动燃烧器，其特征在于：包括两根并列平行的低浓度脉动瓦斯供给管（13）；还包括柱状的瓦斯分流管（12），两所述低浓度脉动瓦斯供给管（13）的出气端分别垂直连通连接所述瓦斯分流管（12）的两端；所述瓦斯分流管（12）远离所述低浓度脉动瓦斯供给管（13）的一侧还连通设置有若干稳焰器（9），各所述稳焰器（9）沿所述瓦斯分流管（12）的轴线方向等距分布；
各所述稳焰器（9）的出口端均连接有燃烧器（8），各所述燃烧器（8）远离稳焰器（9）的一端连通有尾气喷管（10）；
所述稳焰器（9）从左至右依次同轴心包括呈管壁结构的第一圆柱段（4）、锥柱段（3）、第二圆柱段（7）、第三圆柱段（2）；所述第一圆柱段（4）与第三圆柱段（2）的直径相同，所述锥柱段（3）的粗端与第一圆柱段（4）连通连接，所述锥柱段（3）的细端通过第二圆柱段（7）连通连接所述第三圆柱段（2）；所述第一圆柱段（4）的左端旁通连接所述瓦斯分流管（12）的内腔，所述第三圆柱段（2）的右端同轴心连通所述燃烧器（8）内的燃烧室（22）；
所述第三圆柱段（2）的左侧上下对称设置有上稳焰凸起（6.1）和下稳焰凸起（6.2），所述上稳焰凸起（6.1）和下稳焰凸起（6.2）的内部均为稳焰空腔，两所述稳焰空腔均连通所述第三圆柱段（2）的内腔；所述第二圆柱段（7）的上下侧还分别对称设置有上稳焰斜管（5.1）和下稳焰斜管（5.2）；所述上稳焰斜管（5.1）将所述上稳焰凸起（6.1）内部的稳焰空腔与锥柱段（3）的内腔相互连通；所述下稳焰斜管（5.2）将所述下稳焰凸起（6.2）内部的稳焰空腔与锥柱段（3）的内腔相互连通；所述上稳焰斜管（5.1）和下稳焰斜管（5.2）与所述第二圆柱段（7）轴线呈40至50度的夹角；
所述第二圆柱段（7）的两侧还分别对称设置有两根直稳焰管（1），两所述直稳焰管（1）的轴线与所述第二圆柱段（7）的轴线等高并且相互平行；各所述直稳焰管（1）的两端分别连通所述锥柱段（3）的内腔和第三圆柱段（2）的内腔；
所述燃烧器（8）为柱状筒体结构，所述燃烧器（8）内部为柱状的燃烧室（22），所述燃烧室（22）内设置有点火装置，所述燃烧器（8）的筒体外周一体化同轴心设置有配气环体（50），所述配气环体（50）内同轴心设置有环状的纯甲烷蓄压室（14），所述纯甲烷蓄压室（14）与所述燃烧室（22）之间由换热壁体（03）分隔；所述配气环体（50）内还设置有若干甲烷加浓通道（15），各所述甲烷加浓通道（15）将所述纯甲烷蓄压室（14）与所述燃烧室（22）相互连通，所述甲烷加浓通道（15）的加浓出口（20）方向与所述燃烧室（22）的轴线垂直。
2.根据权利要求1所述的带稳焰器结构的低浓度瓦斯脉动燃烧器，其特征在于：还包括增压纯甲烷供给管（21），所述增压纯甲烷供给管（21）的出气端连通所述纯甲烷蓄压室（14），所述配气环体（50）内还设置有与所述甲烷加浓通道（15）垂直相交的活塞阀通道（17）；所述活塞阀通道（17）内活动设置有活塞阀芯（16），所述活塞阀芯（16）的推进能封堵所述甲烷加浓通道（15）；还包括电磁推杆电机（18），所述电磁推杆电机（18）的推杆（19）末端驱动连接所述活塞阀芯（16）；所述电磁推杆电机（18）通过所述推杆（19）带动所述活塞阀芯（16）的推进和缩回。
3.根据权利要求2所述的带稳焰器结构的低浓度瓦斯脉动燃烧器的方法，其特征在于：
瓦斯源为包含CH4、O2、N2、CO2的混合气体，其中O2的浓度足够CH4的燃烧反应：
瓦斯源中CH4浓度超过4%时，不用对燃烧室（22）进行CH4加浓；此时控制各电磁推杆电机（18），使各活塞阀芯（16）向前推进至封堵甲烷加浓通道（15）；然后在瓦斯泵的作用下将瓦斯通过两低浓度脉动瓦斯供给管（13）呈脉动周期的形式连续向瓦斯分流管（12）内供给瓦斯；进而使分流管（12）的内部形成连续的脉动气压，进而分流管（12）内的瓦斯通过若干稳焰器（9）呈脉动周期的向燃烧室（22）内喷射瓦斯气体；燃烧室（22）内的瓦斯经点火装置点燃后，燃烧室（22）内形成连续的脉动火焰，进而燃烧室（22）内因燃烧产生的高温尾气持续通过尾气喷管（10）以尾焰的形式喷出，进而各个尾气喷管（10）所喷出的尾焰对用热设备进行加热；进而实现了对瓦斯的利用；
当瓦斯源中CH4浓度小于4%时，在瓦斯泵的作用下将瓦斯通过两低浓度脉动瓦斯供给管（13）呈脉动周期的形式连续向瓦斯分流管（12）内供给瓦斯；进而使分流管（12）的内部形成连续的脉动气压，进而分流管（12）内的瓦斯通过若干稳焰器（9）呈脉动周期的向燃烧室（22）内喷射瓦斯气体；由于通过若干稳焰器（9）向燃烧室（22）内喷出的瓦斯气体中CH4浓度小于4%，燃烧室（22）中无法顺利点燃或是无法保持多个脉动周期燃烧的连续性，需要对燃烧室（22）进行CH4加浓；此时增压纯甲烷供给管（21）将纯甲烷压入纯甲烷蓄压室（14）内，并且增压纯甲烷供给管（21）持续维持纯甲烷蓄压室（14）内的气压，然后同步启动各电磁推杆电机（18），使各活塞阀芯（16）呈周期性做伸缩推进运动，进而使甲烷加浓通道（15）呈周期性的封堵和畅通，进而使甲烷加浓通道（15）的加浓出口（20）呈周期性的向燃烧室（22）内喷射纯CH4，通过控制活塞阀芯（16）的伸缩推进运动的频率，使加浓出口（20）向燃烧室（22）内喷射纯CH4的周期和步调与稳焰器（9）向燃烧室（22）喷射瓦斯的周期和步调一致；进而实现对燃烧室（22）内每个脉动燃烧周期都进行了燃气加浓，保证燃烧室（22）能连续的脉动燃烧；进而燃烧室（22）内因燃烧产生的高温尾气持续通过尾气喷管（10）以尾焰的形式喷出，进而各个尾气喷管（10）所喷出的尾焰对用热设备进行加热；进而实现了对瓦斯的利用；与此同时纯甲烷蓄压室（14）内的纯甲烷气体能通过换热壁体（03）吸收燃烧室（22）内燃烧后产生的热量，进而使加浓出口（20）向燃烧室（22）内喷射的是已经预热的纯CH4，进而有效提高燃烧室（22）内的燃烧效率。
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