CN202056884U - 一种空气预热式燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空气预热式燃烧器，包括耐热材料制成的燃烧器本体、具有隔热外包覆的热风管道、三流程换热器及鼓风机；所述燃烧器本体通过法兰盘安装在锅炉本体上，且燃烧器本体的空气进气口的一端与所述具有隔热外包覆的热风管道一端连接，其具有隔热外包覆的热风管道的另一端与三流程换热器的横向出气口连接；三流程换热器的纵向管道与锅炉的烟气出口连接，三流程换热器的横向进气口与所述鼓风机连接。本实用新型结构简单、实用性强，能充分利用烟气余热，降低了锅炉烟气温度，相比传统燃烧器能提高5-8％的燃料利用率，减少环境污染。

Description

一种空气预热式燃烧器

技术领域

本实用新型涉及燃油、燃气工业燃烧器，尤其涉及一种空气预热式燃油、燃气工业燃烧器。

背景技术

燃油、燃气热煤载体炉一直来以高排烟温度运行，排烟温低则330-350℃，高则超过400℃，如此高的排烟温度，从烟道中带走较大的热量，一不利于提高燃油燃气热煤炉运行效率，能源利用率低，二不利于现场及周边环境环保，三不利于燃油、燃气热媒炉房的操作。现有的燃油、燃气工业燃烧器大多直接采用常温下的空气浴燃料直接进行配比进入燃烧室，这样会导致燃料的部分热值在加热空气的过程中白白损耗。近年来，已有开始有利用排烟余热加热空气的研究，但限于燃烧器的耐热程度和换热器的效率限制，空气预热温度很难达到200℃，排烟余热还可以进一步利用。

发明内容

为解决上述中存在的问题与缺陷，本实用新型提供了一种空气预热式燃烧器，该燃烧器有效利用了排烟余热预热空气。所述技术方案如下：

一种空气预热式燃烧器，包括：

所述燃烧器包括耐热材料制成的燃烧器本体、具有隔热外包覆的热风管道、三流程换热器及鼓风机；所述燃烧器本体通过法兰盘安装在锅炉本体上，且燃烧器本体的空气进气口的一端与所述具有隔热外包覆的热风管道一端连接，其具有隔热外包覆的热风管道的另一端与三流程换热器的横向出气口连接；三流程换热器的纵向管道与锅炉的烟气出口连接，三流程换热器的横向进气口与所述鼓风机连接。

本实用新型提供的技术方案的有益效果是：

结构简单、实用性强，能充分利用烟气余热，降低了锅炉烟气温度、相比传统燃烧器能提高5-8％的燃料利用率，减少环境污染。

附图说明

图1是空气预热式燃烧器的结构及运行状态图；

图2是三流程换热器工作流程示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述：

如图1所示，展示了本实用新型的结构及运行状态，该结构包括燃烧器本体1、具有隔热外包覆的热风管道2、三流程换热器3及鼓风机4，上述燃烧器本体通过法兰盘7安装在锅炉本体6上，且燃烧器本体的空气进气口的一端与上述具有隔热外包覆的热风管道一端连接，其具有隔热外包覆的热风管道的另一端与三流程换热器的横向出气口连接；三流程换热器的纵向管道与锅炉的烟气出口5连接，三流程换热器的横向进气口与所述鼓风机连接。上述耐热材料制成的燃烧器本体包括含燃料阀门、燃料管道、燃料喷嘴、风门及控制连杆、点火器和火焰探测器。

上述三流程换热器和鼓风机安装于锅炉烟气出口处，利用锅炉烟气的余热将空气加热，然后通过具有隔热外包覆的热风管道送入燃烧器本体。燃烧器本体的壳体及附属部件均采用耐热材料制成，能承受400℃的高温而不变形损坏；上述热风管道采用隔热式外包覆方式可减少热风空气热量辐射；连接燃烧器本体***的风门控制伺服电机与燃烧器本体之间具有隔热垫层隔阻热传导。

上述三流程换热器安装于锅炉烟气出口处，使锅炉烟气在换热器中做纵向冲刷，经鼓风机送入的空气在换热器中做横向的三流程冲刷，使热交换过程达到动平衡。

上述三流程换热器由错列或顺列布置的管束组成，烟气在管内做纵向冲刷，空气在管外横向冲刷管壁。

上述空气预热式燃烧器的工作流程为：前吹扫，启动鼓风机，往锅炉炉膛送入至少5倍炉膛体积的空气；启动燃料阀门，使燃料和空气同时进入炉膛，点火；锅炉正常运作后，烟气余热与进气空气在三流程换热器中达到动态热平衡；切断燃料阀门，后吹扫，继续往锅炉炉膛送入至少5倍炉膛体积的空气，关闭鼓风机。

上述空气预热式燃烧器的换热器的传热过程由5部分组成：

1、烟气在管内对管壁的放热过程，该项由对流换热和辐射换热组成；

2、内管壁污垢的热阻过程；

3、从内管壁到管外壁的导热过程；

4、外管壁污垢的热阻过程；

5、管外壁和管外空气的对流换热过程。

设烟气到管内壁的放热系数为α(单位：W/m²·℃)、烟气侧污垢层的厚度为δ_h(单位：m)、烟气侧污垢层的导热系数为λ_h(单位：W/m·℃)、烟气金属管壁的厚度为δ_g(单位：m)、烟气金属管壁的导热系数为λ_g(单位：W/m·℃)、空气侧污垢层的厚度为δ_s(单位：m)、空气侧污垢层的导热系数为λ_s(单位：W/m·℃)、管外壁到管外空气的放热系数为β(单位：W/m²·℃)，则烟气侧的热阻为

(单位：m²·℃/W)、烟气侧污秽层的热阻为(单位：m²·℃/W)、管内壁到管外壁的热阻为

(单位：m²·℃/W)、空气侧污秽层的热阻为

(单位：m²·℃/W)、空气侧的热阻为

(单位：m²·℃/W)，最终可得到换热器总传热系数k用下式表示：

$k=\frac{1}{\frac{1}{\mathrm{\α}}\frac{{\mathrm{\δ}}_h}{{\mathrm{\λ}}_h}+\frac{{\mathrm{\δ}}_g}{{\mathrm{\λ}}_g}+\frac{{\mathrm{\δ}}_s}{{\mathrm{\λ}}_s}+\frac{1}{\mathrm{\β}}}$

式中分母第一项是烟气侧的热阻

与烟气到管内壁的放热系数α有关，采用带翅片结构的内管壁可提高α，从而增大k；分母第二、三、四项分别是烟气侧污秽层的热阻

管内壁到管外壁的热阻空气侧污秽层的热阻

其中烟气金属管壁的导热系数λ_g较大，因而第三项管内壁到管外壁的热阻

较小，可忽略，通过定期的吹扫，可以减小第二、四项中污秽层的厚度，从而增大k；分母第五项是空气侧的热阻

与管外壁到管外空气的放热系数β有关，采用带翅片结构的内管壁可提高β，从而增大k。

本实用新型空气预热式燃烧器中的换热器，按照空气的流动，在烟道的高度方向上分为3个流程，空气依次通过每个流程，与烟气形成总体逆流交叉流动的姿态，从而达到空气和烟气的动态热平衡。

如图2所示，展示了三流程换热器工作流程示意图，展示了本实用新型空气预热式燃烧器的三流程换热器的工作流程，烟气在管道内做纵向冲刷，空气在管道外做三流程的横向冲刷，空气依次通过每个流程，与烟气形成总体逆流交叉流动的姿态，从而达到空气和烟气的动态热平衡，这时进入燃烧器的空气温度一般可达200℃以上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种空气预热式燃烧器，其特征在于，所述燃烧器包括耐热材料制成的燃烧器本体、具有隔热外包覆的热风管道、三流程换热器及鼓风机；所述燃烧器本体通过法兰盘安装在锅炉本体上，且燃烧器本体的空气进气口的一端与所述具有隔热外包覆的热风管道一端连接，其具有隔热外包覆的热风管道的另一端与三流程换热器的横向出气口连接；三流程换热器的纵向管道与锅炉的烟气出口连接，三流程换热器的横向进气口与所述鼓风机连接。

2.根据权利要求1所述的空气预热式燃烧器，其特征在于，所述耐热材料制成的燃烧器本体包括含燃料阀门、燃料管道、燃料喷嘴、风门及控制连杆、点火器和火焰探测器。

3.根据权利要求1所述的空气预热式燃烧器，其特征在于，所述连接燃烧器本体***的风门控制伺服电机与燃烧器本体之间具有隔热垫层隔阻热传导。

4.根据权利要求1所述的空气预热式燃烧器，其特征在于，所述三流程换热器和鼓风机安装于锅炉烟气出口处，且三流程换热器由错列或顺列布置的管束组成。

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