CN115468162A - 一种引射式微预混分级燃烧的长明灯 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种引射式微预混分级燃烧的长明灯，涉及燃烧器领域，包括燃气上升管，一端接燃气，另一端连接扩散烧嘴；预混管，一端连通燃气上升管，一端为预混烧嘴，预混烧嘴位于扩散烧嘴一侧；点火电级，一端伸入预混烧嘴内，用于对预混烧嘴内的气体引燃；引射喷嘴，连通于预混管，用于向预混管内引射空气进行混匀。将半预混燃烧引燃和扩散燃烧相结合形成分级燃烧，实现长明灯点火成功率的提升和燃烧稳定性的提高。

Description

一种引射式微预混分级燃烧的长明灯

技术领域

本发明涉及一种引射式微预混分级燃烧的长明灯，主要应用于锅炉等正压炉燃烧器的点火，属于燃烧器相关技术领域。

背景技术

长明灯是锅炉等正压炉燃烧器的重要部件之一，承担着燃烧器点火和维持燃烧器稳定连续燃烧的重要工作。长明灯一次点火成功率的高低，影响着锅炉等正压炉的点炉操作。长明灯一次点火不成功，按锅炉等正压炉操作流程就需要大风吹扫，在完成规定时间的吹扫后才能重新点长明灯，此操作过程至少5～10分钟，影响正常生产。另外，长明灯的稳定燃烧也很重要，一旦运行过程中自行熄灭，如果有火焰检测***，就会触发一系列相关联锁动作，甚至导致停炉；如果没有火焰检测***，则有可能导致燃烧器主火焰熄灭，引发爆燃***等安全事故。因此，长明灯的一次点火成功率和稳定连续燃烧对于燃烧器十分重要。

通常燃烧器的长明灯多为全部燃气引射助燃风的方式，一般的结构为燃气喷嘴与空气进入口配合，全部燃气将空气引射进长明灯燃气上升管，在燃气上升管头部喷出，电打火在适当位置引燃，火焰通过稳焰装置维持火焰稳定燃烧。这种结构长明灯有两个问题，首先，由于电火花需要引燃全部燃气，需要电火花的能量较高，增加电打火方面的费用。其次，受外部环境影响较大，一旦炉膛压力出现大幅波动，会造成燃气引射空气的效果变化，无法稳定燃烧。

另外，也有这样的长明灯结构，用全部燃气引射助燃空气，然后分出一小部分混合气作为一级点火混合气，剩余大部分作为二级混合气被一级引燃。这种结构长明灯由于一级混合气量小，可以降低点火电火花能量。但是，它并没有解决由全部燃气引射空气形成的混合气受外部空气条件影响较大的问题，另外，分出的一级点火混合气无法保证燃气混合的充分性，可能导致燃气量多或空气多的情况导致一次引燃成功率降低。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，本申请提供了一种引射式微预混分级燃烧的长明灯，一级燃烧利用引射器工作原理，利用微量的高压高速的燃料气引射低压低速的空气，使微量燃气和空气进行充分预混，从而用较小的电火花能量实现一级燃料可靠点燃和稳定燃烧。二级燃料由于有一级火焰的稳定伴烧，二级燃烧的稳定性更高，对配风的要求更低，增加了整个长明灯燃烧的可靠性。

本发明的技术解决方案是：

一种引射式微预混分级燃烧的长明灯，包括：

燃气上升管，一端接燃气，另一端连接扩散烧嘴；预混管，一端连通燃气上升管，一端为预混烧嘴，预混烧嘴位于扩散烧嘴一侧；点火电级，一端伸入预混烧嘴内，用于对预混烧嘴内的气体引燃；引射喷嘴，连通于燃气上升管和预混管，用于向预混管内引射空气进行混匀。

所述燃气上升管连通有旁通管，引射喷嘴连接于旁通管，引射喷嘴连通旁通管和预混管。

所述引射喷嘴包括喷嘴本体，喷嘴本体内设有进气腔，进气腔贯穿喷嘴本体至预混管内的一端为喷孔，喷嘴本体的周向开设有多个连通旁通管内腔和进气腔的进气孔，预混管开设有空气引射孔，空气引射孔与引射喷嘴的喷孔相对。

所述进气孔轴线与进气腔轴线垂直。

所述进气孔在喷嘴本体周向均匀分布。

所述喷嘴本体的喷孔内径与空气引射孔直径的比值为1:(30-50)。

所述通过设计合理的引射喷嘴、空气引射孔与预混管，燃气上升管内为一级燃气，使一级燃气与空气混合后的空气过剩系数达到60％～150％的可点燃范围。

所述喷嘴本体的一端穿过旁通管、另一端卡设于旁通管外壁，喷管本体穿过旁通管的一端外螺纹连接有锁紧螺母。

所述进气腔沿着喷嘴本体轴线方向贯穿喷管本体，喷嘴本体远离预混管的一端螺纹连接有用于堵住进气腔端部的封闭螺杆。

所述燃气上升管内设有孔板，沿着燃气流动方向，孔板、扩散烧嘴依次连接于燃气上升管。

所述燃气上升管与点火电极连接于安装法兰，安装法兰连接有长明灯套筒，长明灯套筒设有引入空气的通孔。

所述点火电极位于相对封闭的预混烧嘴内，受外界环境影响小，一次点燃成功率高。所需打火功率小，有利于延长点火装置的使用寿命。

所述预混烧嘴点燃后，在预混烧嘴出口设计与点火枪轴线平行的一级火焰喷孔和与轴线垂直的一级火焰稳火孔，喷孔面积远大于稳火孔面积，喷孔保证一级火焰向前燃烧有足够的长度去引燃扩散烧嘴，稳火孔则保证一级火焰预混烧嘴根部能持续燃烧。

所述扩散烧嘴与预混烧嘴相比具有着火范围宽的特点，只要遇到一级火焰喷孔就可以稳定燃烧。

本发明充分利用了半预混燃烧引燃可靠的特点和扩散燃烧对空气配比适应范围大的特点，将二者相结合形成分级燃烧，实现长明灯点火成功率的提升和燃烧稳定性的提高。

综上所述，本申请至少包括以下有益技术效果：

一种引射式微预混分级燃烧的长明灯，能够提高长明灯一次点燃成功率，能够提高长明灯燃烧的稳定性。利用较少量的燃料气与空气进行预混，此预混中燃气和空气有着稳定的配比，便于点燃，且所需的电打火能量较小；点燃后的火焰再去点燃大部分由扩散烧嘴出来的燃料，既容易引燃，又能保证稳定的伴烧，提高了整个长明灯的可靠性。这样既利于锅炉等正压炉的投产，也降低了由于长明灯熄火造成的运行安全隐患。

附图说明

图1为本申请实施例中的一种引射式微预混分级燃烧的长明灯结构图；

图2为本申请实施例中的引射喷嘴的结构示意图。

附图标记说明：1、扩散烧嘴；2、孔板；3、燃气上升管；31、旁通管；4、安装法兰；5、燃气接头；6、预混烧嘴；7、预混管；71、空气引射孔；8、点火电极；9、引射喷嘴；91、喷嘴本体；911、进气腔；912、进气孔；92、锁紧螺母；93、封闭螺杆；10、电极锁紧件；11、长明灯套筒。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细的描述：

本申请实施例公开一种引射式微预混分级燃烧的长明灯，如图1所示，包括扩散烧嘴1、孔板2、燃气上升管3、安装法兰4、燃气接头5、预混烧嘴6、预混管7、点火电极8、引射喷嘴9、电极锁紧件10、长明灯套筒11。燃气上升管3的一端接燃气接头5、另一端沿着燃气流动方向依次连接孔板2和扩散烧嘴1；预混管7一端连通于燃气上升管3、一端连接预混烧嘴6，预混烧嘴6位于扩散烧嘴1一侧；点火电级的一端伸入预混烧嘴6内、用于对预混烧嘴6内的气体引燃，点火电极8位于相对封闭的预混烧嘴6内，受外界环境影响小，一次点燃成功率高。所需打火功率小，有利于延长点火装置的使用寿命；引射喷嘴9连通于预混管7、用于向预混管7内引射空气进行混匀；燃气上升管3与点火电极8连接于安装法兰4，点火电极8通过电极锁紧件10连接于安装法兰4，安装法兰4连接有长明灯套筒11，长明灯套筒11套设于燃气上升管3和预混管7外，长明灯套筒11设有引入空气的通孔。

燃气从燃气接头5进入长明灯，经燃气上升管3后分为两路，一路少量燃气经引射喷嘴9引射空气后进入预混管7进行预混，预混后的燃料气进入预混烧嘴6，经点火电极8电打火点燃后进行燃烧。第二路大量燃气继续由燃气上升管3前进，进入孔板2节流加速后进入扩散烧嘴1进行扩散，扩散的燃气由预混烧嘴6喷出的火焰进行引燃形成长明灯主火焰。长明灯安装在锅炉等正压炉燃烧器的底部，长明灯长度略低于燃烧器主燃气烧嘴，以便于通过长明灯点燃燃烧器的主火焰。

如图1所示，外部空气经长明灯套筒11(燃烧器自带)的通孔进入长明灯套筒11内部，一部分经引射烧嘴的引射进入预混管7进行预混，一部分经套筒后到扩散烧嘴1处参与扩散烧嘴1的燃烧，为长明灯主火焰补充空气。

少量的燃气经引射喷嘴9引射空气后预混，可实现利用较少量的燃料气与少量的空气进行预混，比全部燃料气与空气预混相比更容易控制，预混更加完全。

点火电极8在相对密闭空间点燃少量混合后的燃料气，点火电极8的工作温度低，可延长点火电极8使用寿命。

如图1所示预混烧嘴点燃6后，在预混烧嘴6出口与点火枪轴线平行的一级火焰喷孔喷孔61面积远大于稳火孔62面积，喷孔61保证一级火焰向前燃烧有足够的长度去引燃扩散烧嘴1；在预混烧嘴6出口与点火枪轴线垂直的一级火焰稳火孔62，保证一级火焰预混烧嘴6根部能持续燃烧。

如图2所示，燃气上升管3连通有旁通管31，引射喷嘴9连接于旁通管31，且引射喷嘴9连通旁通管31和预混管7。本实施例中，旁通管31垂直于燃气上升管3、垂直于预混管7于旁通管31的连接端。

如图2所示，引射喷嘴9包括喷嘴本体91、锁紧螺母92和封闭螺杆93，喷嘴本体91的一端穿过旁通管31、另一端卡设于旁通管31外壁，喷管本体穿过旁通管31的一端外部与锁紧螺母92螺纹连接。喷嘴本体91内设有进气腔911，沿着喷管本体的轴线方向、进气腔911贯穿喷嘴本体91，进气腔911伸入预混管7内的一端为喷孔，喷孔内径小于进气腔911内径，封闭螺杆93螺纹连接于喷嘴本体91远离预混管7的一端，用于堵住进气腔911的端部。喷嘴本体91的周向开设有多个连通旁通管31内腔和进气腔911的进气孔912，进气孔912轴线与进气腔911轴线垂直，进气孔912在喷嘴本体91周向均匀分布。本实施例中，进气孔912设置两个，两个进气孔912轴线相互垂直且沿喷嘴本体91的轴线方向呈交错分布，两个进气孔912垂直于进气腔911的轴线、并贯穿喷嘴本体91。预混管7开设有空气引射孔71，空气引射孔71与引射喷嘴9的喷孔相对，喷嘴本体91的喷孔内径与空气引射孔71直径的比值为1:(30-50)。

如图2所示，引射烧嘴的中间通过90°的两组直通孔来流通燃气，此结构置于燃气上升管3的旁通管31内，便于燃气从引射烧嘴的周边均匀进入，燃气烧嘴的安装角度将不构成限制。流通的少量燃气再通过前端喷孔流出形成较高流速来引射周围的空气进入预混管7。

预混烧嘴6出口设有与预混烧嘴6轴线平行的一级火焰喷孔61和与预混烧嘴6轴线垂直的一级火焰稳火孔62，一级火焰稳火孔62在预混烧嘴6的周向均匀设置多个，一级火焰喷孔61面积大于一级火焰稳火孔62面积。一级火焰喷孔61保证一级火焰向前燃烧有足够的长度去引燃扩散烧嘴1，稳火孔62则保证一级火焰预混烧嘴6根部能持续燃烧。

如图2所示，扩散烧嘴1的喷孔大于预混烧嘴6的喷孔，扩散烧嘴1与预混烧嘴6相比具有着火范围宽的特点，只要遇到一级火焰喷孔61就可以稳定燃烧。通过引射烧嘴喷出的少量燃气引射空气，燃气量和空气量均较少的情况下，燃气和空气有着稳定的配比，从而用较小的电火花能量实现一级燃料可靠点燃和稳定燃烧。

如图2所示，通过改变引射烧嘴的喷孔大小，可以方便调整喷出的燃气量多少，喷孔大小的改变同样会改变引射空气的多少，以此改变分级燃烧的第一级火焰大小，由此解决不同环境下一级火焰引燃二级火焰的可靠性问题。

在本申请的引射烧嘴的安装方法为，将喷嘴本体91的外部套设密封圈，然后将喷嘴本体91穿过旁通管31，然后在喷嘴本体91外继续套设密封圈，然后将锁紧螺母92连接于喷嘴本体91外部，此时为了保证密封稳定性，可以将锁紧螺母92与喷嘴本体91之间进行焊接，然后将封闭螺杆93螺纹连接于喷嘴本体91远离预混管7的端部，此时进气腔911的一端被封闭螺杆93堵住。之后将预混管7套设于喷嘴本体91连接锁紧螺母92的一端，并将预混管7的端部与旁通管31进行焊接，完成引射烧嘴和预混管7的安装。

本实施例的长明灯还利用了以下原理：

引射器原理，利用喷嘴喷出高压高速的一股介质，引射低压低速的另一股介质，射流经收缩形喷嘴进入混合室，在混合室出口处形成均匀流动。

扩散式燃烧原理，将喷嘴喷出的燃气点燃进行燃烧，如果燃气中不含氧气，燃烧所需的氧气依靠扩散作用从周围大气获得。

半预混燃烧原理，燃气在燃烧前与部分空气混合好，喷出点燃后所需的剩余氧气从周围大气获得。

高压电打火原理，由点火装置将低压电流变换出高压电流，让其在小间隙产生放电火花，从而起到点火的作用。

稳焰燃烧原理：预混烧嘴设计的横向稳火孔，保证一级火焰点燃后的持续稳定燃烧。

本申请的实施原理为：燃气进入长明灯后分两路，少量燃气进入引射喷嘴9形成半预混燃烧，大量燃气进入扩散烧嘴1形成扩散燃烧。点火电极8通过电打火的方式点燃预混烧嘴6喷出燃气并在几秒后停止电打火，扩散烧嘴1喷出的燃气被预混烧嘴6的火焰引燃并稳定伴烧。在预混烧嘴出口与点火枪轴线平行的一级火焰喷孔喷孔面积远大于稳火孔面积，喷孔保证一级火焰向前燃烧有足够的长度去引燃扩散烧嘴；在预混烧嘴出口与点火枪轴线垂直的一级火焰稳火孔，保证一级火焰预混烧嘴根部能持续燃烧。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此，本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种引射式微预混分级燃烧的长明灯，其特征在于：包括

燃气上升管(3)，一端接燃气，另一端连接扩散烧嘴(1)；

预混管(7)，一端连通燃气上升管(3)，一端为预混烧嘴(6)，预混烧嘴(6)位于扩散烧嘴(1)一侧；

点火电级，一端伸入预混烧嘴(6)内，用于对预混烧嘴(6)内的气体引燃；

引射喷嘴(9)，连通于燃气上升管(3)和预混管(7)，用于向预混管(7)内引射空气进行混匀。

2.根据权利要求1所述的一种引射式微预混分级燃烧的长明灯，其特征在于：所述燃气上升管(3)连通有旁通管(31)，引射喷嘴(9)连接于旁通管(31)，引射喷嘴(9)连通旁通管(31)和预混管(7)。

3.根据权利要求2所述的一种引射式微预混分级燃烧的长明灯，其特征在于：所述引射喷嘴(9)包括喷嘴本体(91)，喷嘴本体(91)内设有进气腔(911)，进气腔(911)贯穿喷嘴本体(91)至预混管(7)内的一端为喷孔，喷嘴本体(91)的周向开设有多个连通旁通管(31)内腔和进气腔(911)的进气孔(912)，预混管(7)开设有空气引射孔(71)，空气引射孔(71)与引射喷嘴(9)的喷孔相对。

4.根据权利要求3所述的一种引射式微预混分级燃烧的长明灯，其特征在于：所述进气孔(912)轴线与进气腔(911)轴线垂直；

所述进气孔(912)在喷嘴本体(91)周向均匀分布。

5.根据权利要求3所述的一种引射式微预混分级燃烧的长明灯，其特征在于：所述喷嘴本体(91)的喷孔内径与空气引射孔(71)直径的比值为1:(30-50)。

6.根据权利要求3所述的一种引射式微预混分级燃烧的长明灯，其特征在于：所述燃气上升管(3)内为一级燃气，一级燃气与空气混合后的空气过剩系数达到60％～150％的可点燃范围。

7.根据权利要求3所述的一种引射式微预混分级燃烧的长明灯，其特征在于：所述喷嘴本体(91)的一端穿过旁通管(31)、另一端卡设于旁通管(31)外壁，喷管本体穿过旁通管(31)的一端外螺纹连接有锁紧螺母(92)。

8.根据权利要求7所述的一种引射式微预混分级燃烧的长明灯，其特征在于：所述进气腔(911)沿着喷嘴本体(91)轴线方向贯穿喷管本体，喷嘴本体(91)远离预混管(7)的一端螺纹连接有用于堵住进气腔(911)端部的封闭螺杆(93)。

9.根据权利要求1所述的一种引射式微预混分级燃烧的长明灯，其特征在于：所述燃气上升管(3)内设有孔板(2)，沿着燃气流动方向，孔板(2)、扩散烧嘴(1)依次连接于燃气上升管(3)；

所述燃气上升管(3)与点火电极(8)连接于安装法兰(4)，安装法兰(4)连接有长明灯套筒(11)，长明灯套筒(11)设有引入空气的通孔。

10.根据权利要求1所述的一种引射式微预混分级燃烧的长明灯，其特征在于：所述预混烧嘴(6)出口设有与预混烧嘴(6)轴线平行的一级火焰喷孔(61)和与预混烧嘴(6)轴线垂直的一级火焰稳火孔(62)，一级火焰喷孔(61)面积大于一级火焰稳火孔(62)面积。

Images