CN202470057U

CN202470057U - 低热值气体燃料燃烧装置

Info

Publication number: CN202470057U
Application number: CN2012200394527U
Authority: CN
Inventors: 王爱洁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2022-02-08

Abstract

一种燃烧装置，特别是一种低热值气体燃料燃烧装置，它的控制箱、动力机构、燃烧器本体连接为一体，装有控制器的控制箱设置在燃烧装置的尾部与动力机构连接，动力机构的助燃风机与位于燃烧装置前部的燃烧器本体相连，电机连接在助燃风机壳上，燃烧器本体的防回火装置设置在燃气入口处，点火枪设置在燃烧装置的中心位置位于引燃管内，引燃管、旋流器位于燃气分配管内，混合调节环设置在燃烧器本体的壳体上，燃烧器本体的火焰喷出口处设置有高温稳燃体。本装置将低热值气体燃料安全、充分燃烧，结构简单、经济性好。

Description

低热值气体燃料燃烧装置

技术领域

本实用新型涉及一种燃烧装置，特别是涉及一种低热值气体燃料（高炉煤气、焦炉煤气、生物制气、发生炉煤气、沼气、煤层气等）燃烧装置。

背景技术

低热值气体燃料广泛的存在于生活、生产之中，高炉煤气、焦炉煤气作为炼钢和炼焦的副产品，生物制气、沼气是生活废料的转化利用。生物质能,是指利用自然界的植物、粪便以及城乡有机废物转化成的能源。生物质能是一种可再生能源,是植物通过光合作用将太阳能转变为化学能而储存在生物质内部的能量。与煤相比较,生物质燃料具有C、N、S、Cl 含量低,O 含量高,挥发份含量高,热值低,易着火,燃烧生成CO₂、SOx 、燃料型NOx 低等特性。燃烧生物质燃料所释放的CO₂可在植物进行光合作用时被吸收,如果适当利用生物质能则可以构成一个封闭的CO₂ 循环, 因此从长远来看,燃用生物质燃料可以实现CO₂ 净排放为零。利用生物质能符合实现可持续发展的要求,许多国家加大了生物质能研究与开发力度,我国于2006年实施《中华人民共和国可再生能源法》,将生物质能等可再生能源的科学技术研究和产业化发展列为国家科技发展与高技术产业发展的优先领域我国生物质资源量巨大, 2010 年我国农业产生的废料约合12 ×1015 kJ , 相当于4109 ×108 t 标准煤。

目前生物能在利用过程中，大量的被先制成气体而后燃烧。生物制气主要可燃成分为CO、CH₄、H₂，低位发热值800-1000Kcal/M³，在制气过程中成分变化较大，因此生物制气不易稳定燃烧。其中CO有剧毒、H₂燃烧浓度范围为广，容易引起回火。

截止目前，以生物能为燃料，将其直接燃烧的装置还未见有报道。

发明内容

本实用新型的发明目的在于针对现有技术的缺陷，开发提供一种结构简单、经济性好、能够很好的将低热值气体燃料气安全、充分燃烧的低热值气体燃料（生物制气）燃烧装置。

实现上述目的采用以下技术方案：一种低热值气体燃料燃烧装置，包括控制器、动力机构、燃烧器本体，控制器置于控制箱内，控制箱、动力机构、燃烧器本体连接为一体，所述的装有控制器的控制箱设置在燃烧装置的尾部与动力机构连接，所述的动力机构由电机、助燃风机组成，设置在燃烧装置的中部，该助燃风机与位于燃烧装置前部的燃烧器本体相连，电机连接在助燃风机壳上，所述的燃烧器本体主要由防回火装置、点火枪、燃气分配管、旋流器、混合调节环高温稳燃体组成，防回火装置设置在燃气入口处，点火枪设置在燃烧装置的中心位置位于引燃管内，引燃管、旋流器位于燃气分配管内，混合调节环设置在燃烧器本体的壳体上，燃烧器本体的火焰喷出口处设置有高温稳燃体。

作为优选方案，所述的控制器主要由燃烧控制器、第一、第二PID调节仪、燃烧复合调节器组成，燃烧控制器分别与第一、第二PID调节仪、助燃风机、风压检测器、高压点火器、燃气高压检测器、燃气低压检测器、外部安全连锁机构、阀门检漏器、燃气安全切断阀线连接。

作为优选方案，所述的第一PID调节仪与风量调节阀、燃气调节阀、燃烧复合调节器连接，风量调节阀与助燃风机线连接，助燃风机与风压检测器连接；第二PID调节仪与炉膛压力表、变频器线连接，变频器与引风机连接。

作为优选方案，所述的助燃风机壳上设置有进风调节装置。

作为优选方案，所述的点火枪头部设置有碟状多孔稳焰器。

作为优选方案，所述的燃气分配管设置在燃烧器本体燃气入口的下方，该燃气分配管的出口处由中心向外，分别设置引燃管、旋流器，该引燃管采用的是多孔管结构，旋流器采用的是叶片或多孔型结构。

作为优选方案，所述的混合调节环设置在燃气分配管外部旋流器的外部，与燃烧器本体的壳体活动连接。

作为优选方案，所述的高温稳燃体设置在燃烧器本体的喷出口内侧，其厚度大于30mm。

采用上述技术方案，本实用新型将低热值气体燃料（生物制气）安全、充分燃烧，可综合各种气体组分的燃烧特点，设计计算燃气管路、配风管路和燃烧其本体；在燃烧装置某一位置，形成温度梯度和回流区，实现在该区域内生物制气的可靠燃烧，同时在燃烧装置的燃气入口处设置小孔结构防止回火发生，结构简单、经济性好。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型控制器的连接结构示意图。

图3是本实用新型的运行图。

图中，控制箱1，助燃风机2，电机3，防回火装置4，点火枪5，燃气分配管6，稳焰器7，旋流器8，混合调节环9，引燃管10，高温稳燃体11，安全切断阀12，燃气入口 13，进风自动调节装置14。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述。

本实施例是一种低热值气体燃料（生物制气）燃烧装置，这种低热值气体燃料（生物制气）燃烧装置由装有控制器的控制箱1 、动力机构和燃烧器本体组成，其结构见图1，控制箱、动力机构、燃烧器本体连接为一体，装有控制器的控制箱设置在燃烧装置的尾部与动力机构连接。其主要功能是：实现点火前吹扫、熄火后吹扫，运行全时火检、风气连锁、自动顺序点火、助燃风机启动、***连锁等功能。

控制器的连接结构见图2，控制器由燃烧控制器、第一、第二PID调节仪、燃烧复合调节器组成，燃烧控制器分别与第一、第二PID调节仪、助燃风机、风压检测器、高压点火器、燃气高压检测器、燃气低压检测器、外部安全连锁机构、阀门检漏器、燃气安全切断阀线连接。燃烧控制器采用S7-200/MSP430F1611/LFL1.3型。

第一PID调节仪与风量调节阀、燃气调节阀、燃烧复合调节器连接，风量调节阀与助燃风机线连接，助燃风机与风压检测器连接；第二PID调节仪与炉膛压力表、变频器线连接，变频器与引风机连接。

各部件之间按照逻辑控制图的功能进行布线连接，控制箱内预留外接端子，用于和外部执行部件的信号、动力连接。

控制器主要实现的功能有三个方面，1、保证点火前设备的安全，2、保证点火过程的设备安全。3、保证启动运行后的设备安全和运行中自动调节。其实现过程按下图进行。接通气源，调定压力后，设备上电，首先进行加热设备的安全连锁保护检测，正常后进行燃气管路中两级阀门的检测，分别检查两级阀门关闭时是否密封可靠，通过后启动燃烧器的点火程序，点火程序启动后首先自检，参与控制运行元器件的功能是否正常，确认后启动鼓风机，鼓风机启动后，即开始监控鼓风机输出风压，在6秒钟以内要有风压信号返回控制器，否则产生安全锁定，预吹扫可根据燃烧室情况自行增加，最少吹扫时间为36秒，预吹扫完成后频率降到点火频率准备点火，点火时间为6秒，分为前点火时间3秒和后点火时间3秒，电子点火器接通后，在第三秒末点火阀开启，点燃火种烧头，点火成功后有火焰探测信号返回程序控制器，程序继续运行，如果在第六秒末仍无火焰信号返回则关闭点火阀，对燃烧器进行安全锁定。点火成功后，火种稳定10秒，期间不出现火焰信号丢失，则打开主燃气加大燃烧负荷，火焰探测实时监控直到燃烧器工作结束。主火焰打开的同时投入负荷自动调节，燃烧负荷自动追踪目标值。

动力机构由电机3、助燃风机2组成，设置在燃烧装置的中部。助燃风机2与位于燃烧装置前部的燃烧器本体相连，电机3连接在助燃风机2壳上，助燃风机2壳上安装进风调节装置13，用来实现自动调节。燃烧器本体由防回火装置4、点火枪5、燃气分配管6、稳焰器7、旋流器8、混合调节环9、引燃管10，高温稳燃体11组成。防回火装置4设置在燃气入口13处，点火枪5设置在燃烧装置的中心位置位于引燃管10内，点火枪5头部设置有碟状多孔稳焰器7。引燃管10、旋流器8位于燃气分配管6内，燃气分配管6设置在燃烧器本体燃气入口13的下方，该燃气分配管6的出口处由中心向外，分别设置引燃管10、旋流器8。该引燃管10采用的是多孔管结构，旋流器8采用的是叶片或多孔型结构。混合调节环9设置在燃气分配管6外旋流器8的外部，与燃烧器本体的壳体活动连接。高温稳燃体11设置在燃烧器本体的喷出口内侧，其厚度大于30mm。高温稳燃体11采用耐热金属或耐火水泥材料。燃气入口13的上方安装安全切断阀组12，共2只切断阀。

控制箱1直接连接在燃烧器壳体上，也可分离安装于其他合适的位置。实现燃烧器的安全点火、实时监控、报警切断、全自动运行。

本实用新型所述的仪表、检测器等部件、设备均可根据设计要求从市场上购买。

本实用新型由控制箱1、动力机构与燃烧器本体组成一体结构，也可以将三者之间通过电线电缆，机械结构连接。

本实用新型的工作原理：

本实用新型的前部设置防回火装置4、点火枪5、混合调节环9、燃烧及稳燃装置，防回火装置4设置在燃气入口13处，点火枪5设置在中心位置、混合及燃烧采用旋流逐级混合燃烧方式，火焰喷出口处设置高温稳燃体11，维持火焰的持续稳定燃烧。中部设置助燃风机2，与燃烧装置前部直接相连，电机3直接连接在助燃风机2的壳上，在助燃风机2的壳上设置进风自动调节装置14，实现风自动调节。尾部设置控制箱1，实现吹扫、火检、风气连锁、顺序点火、风机启动、***连锁等功能。

本实用新型的控制器主要实现的功能有三个方面，1、保证点火前设备的安全，2、保证点火过程的设备安全，3、保证启动运行后的设备安全和运行中自动调节。其实现过程按下图进行。按下电源开关，接通气源，调定压力后，设备上电，首先进行加热设备的安全连锁保护检测，正常后进行燃气管路中两级阀门的检测，分别检查两级阀门关闭时是否密封可靠，通过后启动燃烧器的点火程序，点火程序启动后首先自检，参与控制运行元器件的功能是否正常，确认后启动鼓风机，鼓风机启动后，即开始监控鼓风机输出风压，在6秒钟以内要有风压信号返回控制器，否则产生安全锁定，预吹扫可根据燃烧室情况自行增加，最少吹扫时间为36秒，预吹扫完成后频率降到点火频率准备点火，点火时间为6秒，分为前点火时间3秒和后点火时间3秒，电子点火器接通后，在第三秒末点火阀开启，点燃火种烧头，点火成功后有火焰探测信号返回程序控制器，程序继续运行，如果在第六秒末仍无火焰信号返回则关闭点火阀，对燃烧器进行安全锁定。点火成功后，火种稳定10秒，期间不出现火焰信号丢失，则打开主燃气加大燃烧负荷，火焰探测实时监控直到燃烧器工作结束。主火焰打开的同时投入负荷自动调节，燃烧负荷自动追踪目标值。

使用时，综合各种气体组分的燃烧特点，设计计算燃气管路、配风管路和燃烧装置；工作时在燃烧装置内，形成温度梯度和回流区，实现在该区域内生物制气的可靠燃烧。该装置还可以适用于其它类型的气体燃料。

以上公开的仅为本实用新型的具体实施例，虽然本实用新型以较佳的实施例揭示如上，但本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，在不脱离本实用新型的设计思想和范围内，对本实用新型进行各种改动和润饰，都应落在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种低热值气体燃料燃烧装置，包括控制器、动力机构、燃烧器本体，控制器置于控制箱内，控制箱、动力机构、燃烧器本体连接为一体，其特征在于，所述的装有控制器的控制箱设置在燃烧装置的尾部与动力机构连接，所述的动力机构由电机、助燃风机组成，设置在燃烧装置的中部，该助燃风机与位于燃烧装置前部的燃烧器本体相连，电机连接在助燃风机壳上，所述的燃烧器本体主要由防回火装置、点火枪、燃气分配管、旋流器、混合调节环高温稳燃体组成，防回火装置设置在燃气入口处，点火枪设置在燃烧装置的中心位置位于引燃管内，引燃管、旋流器位于燃气分配管内，混合调节环设置在燃烧器本体的壳体上，燃烧器本体的火焰喷出口处设置有高温稳燃体。

2.根据权利要求1所述的低热值气体燃料燃烧装置，其特征在于，所述的控制器主要由燃烧控制器、第一、第二PID调节仪、燃烧复合调节器组成，燃烧控制器分别与第一、第二PID调节仪、助燃风机、风压检测器、高压点火器、燃气高压检测器、燃气低压检测器、外部安全连锁机构、阀门检漏器、燃气安全切断阀线连接。

3.根据权利要求2所述的低热值气体燃料（生物制气）燃烧装置，其特征在于，所述的第一PID调节仪与风量调节阀、燃气调节阀、燃烧复合调节器连接，风量调节阀与助燃风机线连接，助燃风机与风压检测器连接；第二PID调节仪与炉膛压力表、变频器线连接，变频器与引风机连接。

4.根据权利要求1所述的低热值气体燃料燃烧装置，其特征在于，所述的助燃风机壳上设置有进风调节装置。

5.根据权利要求1所述的低热值气体燃料燃烧装置，其特征在于，所述的点火枪头部设置有碟状多孔稳焰器。

6.根据权利要求1所述的低热值气体燃料燃烧装置，其特征在于，所述的燃气分配管设置在燃烧器本体燃气入口的下方，该燃气分配管的出口处由中心向外，分别设置引燃管、旋流器，该引燃管是多孔管结构，旋流器采用的是叶片或多孔型结构。

7.根据权利要求1所述的低热值气体燃料燃烧装置，其特征在于，所述的混合调节环设置在燃气分配管外旋流器的外部，与燃烧器本体的壳体活动连接。

8.根据权利要求1所述的低热值气体燃料燃烧装置，其特征在于，所述的高温稳燃体设置在燃烧器本体的喷出口内侧，其厚度大于30mm。