专利名称：高粘度燃料高温强化燃烧装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高粘度燃料高温强化燃烧装置，更具体的说，涉及一种可用多种燃料燃烧的并把燃烧装置高温强化燃烧区域的聚温均温区扩展延伸分布到炉膛内的高粘度燃料高温强化燃烧装置，其能适用于使用温度为1600℃以内的各种功率负荷的锅炉和工业炉窑以及加热装置。
本发明人曾经在1993年10月25日向中国专利局提出发明名称为“预混合强化燃烧工艺及燃烧器”的专利申请，其公开了一种新的燃烧方法及其装置，通过高速压力空气流吸引燃料从喷嘴喷出，然后预混合好的燃料气体经强化燃烧区域充分强化燃烧后通向炉膛，不但燃烧充分，而且减少污染，特别是油嘴和炉膛口不结焦等一系列特征。但是，由于强化筒内高温过于集中使外壳散热损失过大，特别是喷嘴雾化混合燃料的容量有较大限制，并对不同使用工况适应性差，从而不能很好的全面满足生产配套的需要。
另外，现有水煤浆燃料的燃烧器，因无燃烧器强化燃烧区域和炉膛内强化燃烧手段，由于水煤浆不易雾化混合均匀并且含水量较高而影响燃烧质量，所以燃烧不充分而浪费能源且污染环境，其效果是不理想的。
本实用新型就是鉴于上述现有技术所存在的缺陷而提出来的，本实用新型的目的在于提供一种简单高效节能型的使重质油或水煤浆等高粘度燃料充分燃烧而显著减少污染；能充分满足多种生产工况特别是大型和特大型以及超特大型燃烧功率负荷匹配要求；并能在恶劣环境条件下长期正常运行的高粘度燃料高温强化燃烧装置。
本实用新型的目的是用以下方式来实现的。本实用新型提出一种高粘度燃料高温强化燃烧装置，其包括罩壳、在罩壳内由燃料喷嘴和气喷嘴组成的喷枪、外壳，在外壳内有由强化圈组合成的强化筒，其靠近喷枪一端为漏斗形，强化圈由圈体、圈齿、辐射孔组成，在外壳上或强化筒漏斗处有冷却结构，在罩壳内的单支或多支喷枪靠向强化筒漏斗口、独自或环形排列均匀密布并一致保持燃料喷嘴口总是朝下，气喷嘴口朝强化筒口方向，在罩壳的后挡板上有引风机。下面结合实施例附图对本实用新型作进一步的详细描述。
图1为本实用新型单级强化燃烧装置(18)主示意图；图2表示
图1中沿A-A线的截面概略图；图3为本实用新型单级强化燃烧装置(81)主示意图4为本实用新型单级强化燃烧装置(16)主示意图(适用于图45中所示的锅炉炉口离法兰盘较远并且不在锅炉自冷却范围炉型的配套)；图5为单级强化燃烧装置后挡板单台引风机设置主视图；图6为孔式燃料喷嘴主视图；图7表示图6的左剖视图；图8表示图6的俯视图；图9为孔式气喷嘴主视图；
图10表示图9的左剖视图；
图11表示图9的俯视图；
图12为扁式燃料喷嘴主视图；
图13表示
图12的左剖视图；
图14表示
图12的俯视图；
图15为扁式气喷嘴主视图；
图16表示
图15的左剖视图；
图17表示
图14的俯视图；
图18为扁式燃料喷嘴与气喷嘴在实施例中工作示意主视图；
图19表示
图18的左视图；图20为宽扁式燃料喷嘴主视图；图21表示图20的左剖视图；图22表示图20的俯视图；图23为宽扁式气喷嘴主视图；图24表示图23的左剖视图；图25表示图23的俯视图；图26为宽扁式燃料喷嘴与气喷嘴在实施例中工作示意主视图；图27表示图26的左视图；图28为喷嘴架主剖视图；图29为燃料支管和气支管的主剖视图；图30为喷枪主剖视图；图31为强化圈右剖视图；图32表示图31的主视图；图33为自稳式强化圈右剖视图；图34表示图33的主视图35为长条型强化块右视图；图36表示图34的主视图；图37为短条型强化块右剖视图；图38表示图37的主视图；图39本实用新型单级强化燃烧装置(18)与内燃式锅炉(炉口离法兰盘很近并在锅炉自冷却范围炉型)配套的实施例概略图图40本实用新型单级强化燃烧装置(81)与外燃式锅炉(炉口离法兰盘很近并在锅炉自冷却范围炉型)配套的实施例概略图；图41本实用新型多级强化燃烧装置(96)与内燃式锅炉(炉口离法兰盘很近并在锅炉自冷却范围炉型)配套的实施例概略图；图42本实用新型多级强化燃烧装置(15)与外燃式锅炉(炉口离法兰盘很近并在锅炉自冷却范围炉型)配套的实施例概略图；图43本实用新型多级组合式强化燃烧装置(98)与内燃式锅炉(炉口离法兰盘较远并且不在锅炉自冷却范围炉型)配套的实施例概略图；图44为单级强化燃烧装置后挡板多台引风机设置主视图；图45表示强化圈在多级强化燃烧装置(96)与实施例相匹配的炉口型锅炉炉膛内的设置概略图；图46表示强化圈在单级强化燃烧装置(18)与实施例相匹配的炉口型锅炉炉膛内的设置概略图；图47表示图45、46的左视图；图48表示图4 2中沿A-A线的截面图；图49表示图48中沿B-B线的截面图；图50为多级强化燃烧装置(15)主、副强化筒主视图；图51为多级强化燃烧装置(96)主、副强化筒主视图；图52表示图50、51的左视图；图53为多级强化燃烧装置(15)概略图；图54为多级强化燃烧装置(96)概略图；图55为多级组合强化燃烧装置(98)概略图；图56为多级组合强化燃烧装置(100)概略图；图57为伸缩式喷嘴架主剖视图；图58为伸缩式喷嘴架喷枪主剖视图。
图中1-燃料储存箱；2-水循环冷却水箱；3-热水输出管；4-进自来水管；5-水冷却金属软管；6-水冷却金属软管；7-炉膛口水冷前壁；8-炉顶；9-废气流排放筒；10-燃烧后的热气流换热通道或换热管；11-炉膛水冷后壁；12-自稳式强化圈；13-炉底；14-主强化燃烧筒；15-多级强化燃烧装置；16-单级强化燃烧装置；17-副强化燃烧筒；18-单级强化燃烧装置；19-支撑架；20-气体输送金属软管；21-燃料输送金属软管；22-液面自控恒温位差燃料箱；23-气体输送金属软管；24-蒸汽输送管；25-空压机；26-中央控制柜；27-共用燃料输送管；28-轻油箱；29-燃料输进管；30-嘴调节螺纹；31-孔式燃料喷嘴；32-喷嘴自带螺母；33-燃料喷嘴口；34-孔式燃料通道；35-孔式气喷嘴；36-孔式气流通道；37-气喷嘴口；38-扁式燃料喷嘴；39-扁式燃料通道；40-燃料喷嘴口倒角；41-扁式气喷嘴；42-气喷嘴口倒角；43-扁式气流通道；44-燃料喷嘴口与气喷嘴口两轴线相交叉为90°；45-宽扁式燃料喷嘴；46-宽扁式气喷嘴；47-喷嘴架；48-燃料喷嘴座；49-气喷嘴座；50-气支管座；51-燃料支管座；52-燃料支管；53-燃料支管接头；54-气支管；55-气支管接头；56-喷枪；57-强化圈；58-强化圈齿；59-强化圈齿尖；60-辐射孔；61-自稳式强化圈底座；62-长条形强化块；63-短条形强化块；64-单级强化燃烧装置法兰盘；65-空气、蒸汽冷却盘旋管；66-漏斗型强化圆排列层；67-外壳；68-冷却盘旋管接头；69-喷枪距离调节支撑多方方杆；70-引风机；71-后挡板；72-引风机导风外壳；73-喷枪角度调节紧固块；74-喷枪角度调节支撑多方方杆；75-喷枪距离调节多方方杆紧固块；76-罩壳；77-冷却盘旋管接头；78-水冷却循环内胆；79-水冷却管接头；80-漏斗型钢板内壳；81-单级强化燃烧装置；82-内壳；83-单级强化燃烧装置法兰盘；84-单级强化燃烧装置法兰盘；85-水冷却管接头；86-内燃式锅炉膛口法兰盘；87-内燃式锅炉炉膛；88-内燃式锅炉炉膛水冷管壁；89-外燃式锅炉炉膛水冷右壁(面对炉口以左手为基准)；90-外燃式锅炉炉膛水冷左壁；91-外燃式锅炉膛口法兰盘；92-强化圈排列层；93-多级强化燃烧装置法兰盘；94-副强化燃烧筒法兰盘；95-主强化燃烧筒法兰盘；96-多级强化燃烧装置；97-多级强化燃烧装置法兰盘；98-多级组合式强化燃烧装置；99-多级组合强化燃烧装置法兰盘；100-多级组合强化燃烧装置；101-多级组合式强化燃烧装置法兰盘；102-空压机气体输送备用管道；103-蒸汽输送备用管道；104-燃料输进备用管道；105-轻油输送备用管道；106-储存燃料箱备用管道；107-热水使用备用管道；108-进自来水备用管道109-伸缩式喷嘴架；110-高弹性弹簧；111-弹簧腔；112-半圆分开式弹簧压套；113-调节螺母；114-喷枪支撑杆；115-喷嘴架弹簧座；116-支管弹簧座；117-喷枪支撑杆座；118--伸缩式喷嘴架喷枪。
本实用新型的外壳(67)上的冷却结构是由外壳(67)与内壳(82)组成水冷却循环内胆(78)，水冷却管接头(85)与水冷却金属软管(6)相连接，水冷却管接头(79)与水冷却金属软管(5)相连接，冷却水箱(2)布置时底部高于水冷却循环内胆(78)，在箱体上部设置有温度传感器、温度显示仪表、压力传感器、压力显示仪表；浮球式液面自动控制阀与进自来水管(4)相连通，在进自来水管上设置有电动自控阀和手动阀，在热水输出管(3)上也设置有电动自控阀和手动阀，在箱体中上部设置有二个或数对管接头与水冷却金属软管(5、6)相连接。强化筒漏斗处的冷却结构是在漏斗形钢板内壳(80)外有空气、蒸气冷却盘旋管(65)。
本实用新型的喷枪的燃料喷嘴可为孔式燃料喷嘴(31)或扁式燃料喷嘴(38)或宽扁式燃料喷嘴(45)，与燃料喷嘴相配的气喷嘴分别对应为孔式气喷嘴(35)或扁式气喷嘴(41)或宽扁式气喷嘴(46)。
本实用新型的喷枪包括喷嘴架(47)、气支管(54)、燃料支管(52)、燃料支管接头(53)、气支管接头(55)、燃料喷嘴、气喷嘴，气支管(54)一端接喷嘴架(47)的气支管座(50)，燃料支管(52)接喷嘴架的燃料支管座(51)，喷嘴架的燃料喷嘴座(48)接燃料喷嘴，喷嘴架的气喷嘴座(49)接气喷嘴。
本实用新型的喷枪还可为伸缩式喷嘴架喷枪(118)，它包括弹簧腔(111)内的弹簧座(115)上装有的高弹性弹簧(110)，燃料支管(52)和气支管(54)的一端各自插入弹簧内后其弹簧座压住弹簧(110)，另一端上还装有二块半圆分开式弹簧压套(112)压住支管弹簧座(116)，调节螺母(113)压住二块半圆分开式弹簧压套(112)并与伸缩式喷嘴架(118)连接，装在支撑杆座(117)上的支撑杆(114)与喷枪角度调节紧固块(73)相连接，燃料喷嘴(31、38、45)接燃料支管(52)上的燃料喷嘴座(48)，气喷嘴(35、41、46)接气支管(54)上的气喷嘴座(49)。
本实用新型的喷枪(56、118)由喷枪角度调节紧固块(73)、喷枪角度调节支撑多方方杆(74)、喷枪距离调节多方方杆紧固块(75)、喷枪距离调节支撑多方方杆(69)逐一连接后并与法兰盘连接调整定位固定。
本实用新型可将多个强化燃烧装置连接形成多级强化燃烧装置(15、96)，喷枪(56、118)的燃料喷嘴和气喷嘴均为扁式和宽扁式，在主强化筒(14)四周环绕装有多个副强化筒(17)，在主、副强化筒法兰盘(95、94)上连接单级强化燃烧装置，从而组成多级强化燃烧装置(参见图50、51、52、53、54)。
本实用新型还可将多个多级强化燃烧装置(15、96)再组合连接形成多级组合式强化燃烧装置(98、100)，即多级组合式强化燃烧装置(98)由多级强化燃烧装置(15)的法兰盘(93)与另一个多级强化燃烧装置(15)主强化筒法兰盘(95)相连接，从而组成多级组合式强化燃烧装置(98)(参见图43、55)。多级组合式强化燃烧装置(100)由多级强化燃烧装置(15)的法兰盘(93)与另一个多级强化燃烧装置(96)主强化筒法兰盘(95)相连接，从而组成多级组合式强化燃烧装置(100)(参见图56)。
以上各种燃烧装置均能把强化燃烧区域扩展延伸分布到炉膛内，使炉膛(87)内类似燃烧装置的强化燃烧区域聚温和均温并形成二次强化燃烧(参见图42、图41)。小功率负荷的内燃式锅炉，把强化圈(57)按一定比例间距在炉膛(87)内排列分布(参见图45、46、47)。各种功率负荷的外燃式锅炉，把自稳式强化圈(12)按一定比例间距在炉膛中心线排列分布，也可把长条形强化块(62)和短条形强化块(63)，按一定比例相互隔层搭连设置在炉膛壁(89、90)四周(参见图48、49)。强化圈(57)内分布有数个强化圈齿(58)，在与炉膛接触面有数个辐射孔(60)(参见图31、32)，在强化筒内组合时应较小间距排列，在炉膛内组合时可较大间距排列。自稳式强化圈(12)还具有底座(61)，用以独立保持在炉膛中的自稳定，并且同样具有辐射孔(60)，不但可以提高辐射温度，而且可以减少对燃烧气流的阻力(参见图33、34)。长条型和短条型强化块均分布有数个辐射孔(60)，孔的轴向面始终对着炉膛水冷壁，短条型强化块63)垫在长条型强化块(62)端头相连接接缝处下方(参见图36、38、48、49)。
以上各种燃烧装置，均带有与共用燃料输送管(27)连接的液面自控恒温位差燃料箱(22)，液面浮球式自动控制阀设置在箱体内的中部，温度传感器设置在箱体内的上部并与温度显示表、可调式自动温控开关相联通并与中央控制柜(26)相联通，燃料输出接头设置在箱体的中上部并与燃料输送金属软管(21)相连接，箱盖设置在箱体的上方，与箱体相合时有一定的缝隙[参见图40]。
以上各种燃烧装置，均备有空压机(25)或蒸汽输送管(24)(有富余蒸汽量的使用现场才用)，空压机气体输送管接头或蒸汽输送管接头(使用时二者只选用一种气源)与燃烧装置气体输送金属软管(23)相连接。在空压机气体输送管及蒸汽输送管路上，均设置有自动减压阀和手动调节减压阀、电动开关阀门和手动调节开关阀门，压力传感器联接自动减压阀和电动开关阀门并与中央控制柜(26)联接(参见图42)。
以上各种燃烧装置，均可带引风机(70)，单个或多个均布设置在后挡板(71)上，开关与中央控制柜(26)相联接(参见图5、44)。
上述所有强化圈(57)和自稳式强化圈(12)及长、短条型强化块(62、63)，均采用泡沫陶瓷、泡沫硅酸铝、高温耐火水泥、高温炉用捣打料以及通用耐火材料，通过模压、捣打、浇注、烧或烤等常规手段制成，特殊工况需要时均可采用稀土高温高强高耐磨特殊钢制成。
上述所有喷嘴均采用高温高强不锈钢、高温高强高耐磨稀土钢制成，特殊工况使用时燃料喷嘴均可再喷涂耐高温、高耐磨粉末陶瓷。
根据本实用新型的燃烧装置，在强化筒(14、17)内组合成的强化圈(57)排列层(92)，有效避免了强化燃烧区高温对强化筒壳体的氧化腐蚀，强化圈齿(58)成倍增加了与雾化混合后的燃料气体的接触面积和辐射面积，扩大了聚温容量，显著提高了对燃料强化燃烧的容量能力。辐射孔不但扩大聚温容量和增加与燃料气体的接触面积和辐射面积，特别是在近距离高温辐射炉膛水冷管壁(88)，从而显著提高炉膛(87)换热效率(单级强化燃烧装置(18)强化筒可采用无辐射孔强化圈)。
根据本实用新型的燃烧装置，用强化圈(57)或自稳式强化圈(12)以及长、短条形强化块(62、63)设置在炉膛内，把燃烧装置的聚温强化燃烧区域，扩展延伸分布到炉膛内，形成炉膛内的聚温、均温区域以及二次强化燃烧区域，不但分散了强化筒局部集中的过热高温，而且使部分燃料气体在炉膛内来燃烧释放热量并得到进一步强化，不但使燃烧装置与炉膛一体化整体形成无焰或钢焰燃烧区域、充分燃烧节约能源、减少污染，而且显著提高炉膛换热效率。
根据本实用新型的燃烧装置，用液面自控恒温位差燃料箱(22)，以保持燃料流动的一定速度及液面高度与喷嘴高度水平一致，配合喷嘴使空气燃料比最佳参数固定，形成无级或多级功率调节，使功率可调范围最大化。
本实用新型燃烧装置需停止工作时，关闭液面自控位差燃料箱(22)的共用燃料输送管(27)阀门，当燃料被燃料输送金属软管(21)内的负压抽吸时，由箱盖的缝隙补进空气来填充箱内空间，位差燃料箱的液面将停留在燃料输送金属软管接头的下面，这时燃料输送金属软管内和燃料喷嘴内均无易凝固燃料存在，因此避免了下次启动时因炉前燃料输送金属软管内和燃料喷嘴内的燃料凝固造成堵塞而启动困难和许多麻烦，实现了易凝固燃料真正意义上的方便快速启动。
根据本实用新型的燃烧装置，雾化用空气或蒸汽经冷却盘旋管(65)加热后，不但冷却漏斗处法兰盘，降低对喷枪及后挡板(71)等的辐射温度，而且预热了空气或蒸汽，同时减少气体参与燃烧时吸热的热损失，因此还节约了能源。
根据本实用新型的燃烧装置，均有(单级强化燃烧装置(18)除外)水冷却循环内胆(78)和冷却水箱(2)。水冷却循环内胆使强化筒的温度保持在一定的高温范围内长期工作，减少了强化筒外壳(67)的热损失而节约能源。冷却加热后的热水自然热交换到冷却水箱(2)，冷却水箱可以自动补偿冷水量，并自动显示热水温度和压力以安全方便使用。
根据本实用新型的燃烧装置，引风机(70)引入的自然风有效冷却了喷枪等，而且经济型补充了一定量的助燃空气，减少了燃烧对空压机(25)气体或蒸汽的需要量，同时可增强炉内气体流动速度，使燃料不可燃物不停留在炉内。当炉内有雾化混合燃料气体并需要重新点火时(因本实用新型的燃烧装置喷嘴的燃料与气体是固定配比连动形式，不能用气体喷嘴来吹扫炉膛)，可以用引风机来吹扫炉膛，从而避免了不足并符合了安全要求。
根据本实用新型的燃烧装置，其喷嘴口径为孔式、扁式或宽扁式，孔式喷嘴适应小功率或微型功率负荷用，扁式和宽扁式喷嘴不同程度增加了空气与燃料雾化时在喷嘴上的相交叉均匀冲击接触面积，避免了需大容量雾化混合燃料时因孔式喷嘴口中心燃料出口时雾化不良、混合不均匀的现象，数倍提高了雾化、混合燃料的容量，同时也降低了制造成本。喷嘴上和伸缩式喷嘴架(109)上，有喷嘴旋转式和喷嘴往复伸缩式调节螺纹(30)和螺母(113)，可供调节燃料喷嘴与气喷嘴之间的距离，根据需要把空气燃料比调节到固定参数，从而达到最佳空气燃料比参数固定化的无级或多级功率调节最火化。
根据本实用新型的多级强化燃烧装置(15、96)，由于在主强化筒外壳四周连接有单个或多个副强化筒，增加了可供环形均布喷枪的强化筒截面面积，又数倍提高了燃烧装置的功率负荷，从而可适应大型或特大型功率负荷的需要。
根据本实用新型的多级组合式强化燃烧装置(98、100)，由于用多个多级强化燃烧装置(15、96)按需要再任意连接，组合后则又提供了更多的环形均布喷枪的强化筒截面面积，再数倍提高了燃烧装置的功率负荷能力，从而可充分满足特大型和超特大型功率负荷的需要。
以上各种燃烧装置可以燃用轻质油，特别是可以燃用高含水(70％以内)、高含沙的原油和各种重质油(例如渣油和沥青)以及水煤浆(可包括不同程度掺入量的煤矸石类水煤浆)等通过加热后可以流动的劣质燃料，适用于微型和大、小功率负荷其炉口离水冷前壁很近或较远或在炉内炉外水冷范围的多种炉型。
图39表示根据本实用新型的一种全自动控制单级原油强化燃烧装置(18)与内燃式锅炉(炉口离法兰盘很近并在锅炉自冷却范围炉型)配套使用情况。
原油经连通油田加热集中输送原油管道的燃料输进管(29)的自动减压阀被减压到(约为0.015兆帕)所需规定的压力范围，中央控制柜(26)根据燃料输进管(29)温度传感器和压力传感器提供的设置温度(约为60-90℃范围)和压力信号后指令打开燃料输进管(29)电动阀，这时手动打开燃料输进管安全阀，燃料将自动进入共用燃料输送管(27)和燃料储存箱(1)浮球式液面自控阀而进入燃料储存箱(1)内，达到设置的箱内液面高度时，燃料储存箱(1)浮球式液面自控阀自动关闭，燃料储存箱(1)内的可调式自动电热管将根据燃料储存箱(1)内的温度传感器提供的温度信号自动恒温加热燃料，这时手动打开储存燃料箱(1)和共用燃料输送管(27)的燃料输出安全阀，中央控制柜(26)根据燃料储存箱(1)温度传感器和压力传感器提供的温度和压力的设置信号，指令打开共用燃料输送管(27)三通电动阀储存燃料箱(1)的燃料输出管阀门(若直接使用从燃料输进管(29)的燃料，中央控制柜(26)将在打开燃料输进管(29)电动阀门时，也同时打开共用燃料输送管(27)的电动阀门，因此时已人工关闭储存燃料箱(1)温度和压力传感信号源开关(图中未示)，燃料经共用燃料输送管(27)和液面自控恒温位差燃料箱(22)的浮球式自控阀自动流入液面自控恒温位差燃料箱(22)内，当液面上升到设置的高度(保持在与所有燃料喷咀口水平线的略下方)时，浮球式自控阀将自动关闭(低于高度时将自动打开)，当燃料低于设置的温度时，液面自控恒温位差燃料箱(22)自动电热管，将自动对燃料加热到设置的温度(超过设置的温度就自动关闭)并由温度传感器把温度参数信号提供给中央控制柜(26)，此时手动打开空压机(25)气体输送安全阀(若采用蒸汽就只打开蒸汽输进管(24)安全阀)，然后按下中央控制柜(26)启动按纽(图中未示)，引风机(70)将对炉膛(87)进行吹扫并达到设定的一定时间后使炉膛(87)和换热通道(10)以及废气排放筒(9)内无可燃气体，中央控制柜(26)将启动设置在后挡板(71)上的伸缩式脉冲电子气体带焰型点火器(图中未示)，使点火器出火焰口伸到漏斗型强化圈排列层(66)的中心，并保持与所有喷嘴间的一定距离时，点燃点火器带焰燃烧等待(图中未示)，这时设置在后挡板(71)上的光敏传感器即紫外线火焰监视传感器(图中未示)，将把感知火焰的信号提供给中央控制柜(1)后空压机(25)启动，气体(被空压机(25)自动减压阀减压到设置的(约在0.1-0.7兆帕)压力范围，并经压力传感器提供信号给中央控制柜(26)后，空压机(25)气体输送管电动阀打开(蒸汽由蒸汽输进管(24)压力传感器提供压力信号给中央空制柜(26)并打开蒸汽输进管(24)电动阀)，气体经空压机(25)气体输送管、气体输送金属软导管(23)、冷却盘旋管(65)、气体输送金属软导管(20)、气支管(54)、气支管座(50)后从气喷嘴(35或41或46)口(37)高速喷出，由于气喷嘴口与燃料喷嘴口两中心轴线相交叉成90°角(44)，加上口与口之间很近(约1mm-10mm范围)，燃料受气喷嘴口造成的负压吸引；经燃料输送金属软导管(21)、燃料支管[52]、燃料支管座(51)、燃料喷嘴(31或38或45)口(33)抽出；被气喷嘴的高速压力气流充分雾化分散混合均匀成良好的可燃混合气体，并高速喷向由强化圈(57)组合成的漏斗形排列层(66)，这时被等待的气体点火器火焰点燃迅速燃烧，一定时间后，强化圈齿尖(59)温度迅速升高、聚温发红，此时中央控制柜(26)按时关闭气体点火器停止点火，强化圈齿(58)便可将雾化燃料气流气化燃烧以防止脱火(若燃料雾化气流燃烧熄灭，紫外线光敏传感器把无火焰信号提供给中央控制柜(26)，中央控制柜(26)将自动关闭空压机(25)气体输送管电动阀或蒸汽输进管(24)电动阀，这时需重新按下中央控制柜(26)启动按纽再一次执行启动程序，若连续启动三次不成功，中央控制柜(26)将自动关闭燃料输进管(29)电动阀并启动声光报警系统(图中未示)，这时需检修后再执行上述启动程序。
本实施例中，燃料雾化气流燃烧火焰[图中未示]通过强化圈漏斗型排列层(66)、强化圈排列层(92)时，便使强化圈齿(58)和强化圈(57)发红聚温形成单级强化燃烧装置(18)的燃烧区和均温区；即形成一次强化燃烧并保持二次在炉膛(87)内强化燃烧所需的过渡温度场，由于本实用新型单级强化燃烧装置(18)强化筒其纵向长度比横向截面尺寸略小或相当，因此，大部分燃料雾化气流来不及完全燃烧，而是被高温膨胀后高速经过一次强化燃烧区进入炉膛(87)内，由于把强化圈(57)按一定比例间距设置在炉膛(87)内，因此炉膛(87)内的强化圈(57)和圈齿(58)被一次强化燃烧区的火焰温度加热到发红聚温，从而形成炉膛(87)内的聚温均温区即二次强化燃烧区域，使燃料雾化气流的能量，在一次、二次强化燃烧区域分布较均匀燃烧释放，把单级强化燃烧装置(18)与炉膛(87)形成一个纵向长度比横向截面尺寸大，呈长形状的整体强化燃烧区域正常燃烧。
中央控制柜(26)将根据炉膛(87)内或其他加热装置所需的温度和压力及流量等有关参数要求，通过压力、温度及流量等有关的传感器(图中未示)反馈提供的信号值，来确定调节空压机(25)气体输送管或蒸汽输进管(24)电动阀开关量的大小，从而快速有效的调节到适应的火力，使无级或多级功率调节完全自动化。
由于强化圈(57)用泡沫陶瓷或泡沫型多种耐火材料制成，并还有许多辐射孔(60)，可显著减少强化燃烧时产生的噪声。燃烧后的热气流经换热通道和换热管(10)换热后再经废气排放筒(90)排入大气中(若燃料为高含不可燃物类型，均需设置不可燃物回收装置)。
停止燃烧前，按下中央控制柜(26)停止按纽(图中未示)，共用燃料输送管(27)电动三通阀将及时打开轻油箱(28)油路；然后关闭燃料储存箱(1)燃料通道(若是直接使用从燃料输进管(29)的燃料，则关闭燃料输进管(29)的燃料通道)，此时单级强化燃烧装置(18)将逐步燃用轻油，当达到设定的时间后，从共用燃料输送管(27)电动三通阀至燃料喷嘴(31、38、45)口(33)内，均被轻质油清洗干净，此时，共用燃料输送管(27)电动三通阀将关闭轻油箱(28)油路，中央控制柜(26)根据紫外线火焰传感器无火焰信号，同时指令关闭空压机(25)气体输送管电动阀或蒸汽输进管(24)电动阀，再当达到设定的一定时间后，单级强化燃烧装置(18)强化圈(57)排列层(92)和炉内所聚的高温，被引风机(70)抽进的自然风冷却到停炉所需的温度，中央控制柜(26)最后自动关闭引风机(20)电源(图中未示)，此时单级强化燃烧装置(18)停止工作。若较长时间停止工作，应手动关闭燃料输进管(29)安全阀和空压机(25)气体输送管安全阀以及轻油箱(28)燃油输出管路的安全阀。
本实用新型单级强化燃烧装置(18)还可以人工启动和关闭，启动时，首先按下引风机(70)人工控制开关按钮(图中未示)，吹扫到规定的一定时间后关闭引风机(70)，然后打开活动式后挡板(71)，再手持长枪式电子脉冲气体点火器(图中未示)，把枪口伸到漏斗型强化圈排列层(66)并打开点火器，用气体燃烧火焰(保持与喷嘴间的一定距离)等待，此时先打开燃料输进备用管(104)手动阀或燃料储存箱燃料输出备用管(106)手动阀，然后打开空压机气体输送备用管(102)手动阀或蒸汽输进备用管(103)手动阀，这时雾化混合后燃料气流被等待的点火器火焰点燃燃烧，待到漏斗型强化圈排列层(66)的强化圈齿(58)聚温发红时，停止人工点火，然后把后挡板(71)关上并重新打开引风机(70)，此时便开始正常燃烧。可根据使用需要火力的大小，对空压机气体输送备用管(102)手动阀或蒸汽输进备用管(103)手动阀进行开关量的大小控制，就可对本实用新型单级强化燃烧装置(18)进行简单快速可靠的大范围无级或多级功率调节。
停止燃烧时，首先打开轻油箱(28)燃油输出备用管(105)手动阀，然后关闭燃料输进备用管(104)或储存燃料箱燃料输出备用管(106)的手动阀，待到喷嘴在燃烧轻油时，再关闭轻油箱燃油输出备用管(105)手动阀，再关闭空压机气体输送备用管(102)或蒸汽输进备用管(103)手动阀门，再待到燃烧装置(18)和炉膛(87)被引风机(70)冷却到停炉的安全温度时则关闭引风机(70)，这时停止工作。
本实施例的单级强化燃烧装置(18)不但可以简单方便全自动控制，而且可以简单方便手动操作启停，不但可以燃烧高含水、高含沙的原油，而且可以燃烧轻油、重油、渣油、沥青、水煤浆(包括煤矸石不同掺入量的水煤桨)等劣质燃料，适用于使用温度为1600℃以内的微型和小功率负荷锅炉、工业炉窑以及多种加热装置(炉口法兰盘离炉口水冷前壁很近或在炉内冷却范围的炉型)。燃料喷嘴口与气喷嘴口的距离约在0.5mm-10mm范围，空压机气体或蒸汽的压力约在0.05-0.7兆帕范围。
图40表示根据本实用新型的一种用于燃烧水煤浆的全自动控制单级强化燃烧装置(81)的情况。
单级强化燃烧装置(81)[包括[16]]与单级强化燃烧装置(18)的运行程序基本相同，但还有以下不同点启动时，首先打开进自来水管(4)手动阀，在中央控制柜(26)打开燃料输进管(29)或储存燃料箱(1)电动阀的同时也打开水循环冷却水箱(2)的电动阀(人工启动打开进自来水备用管道(108)手动阀)，冷却自来水由进自来水管(4)经水循环冷却水箱(2)浮球式液面自控阀进入水循环冷却水箱(2)内，并再经水冷却金属软导管(6)进入水冷却循环内胆(78)内，水满后冷却水将由水冷却金属软导管(5)被位差压回上升到水循环冷却水箱(2)内，当液面上升到设定的高度时，浮球式自控阀自动关闭(低于高度时将自动打开)，当水循环内胆(78)冷却水被内壳(82)加热温度升高时便经水冷却金属软导管(5)上升到水循环冷却水箱(2)内，由水冷却循环水箱温度较低的冷却水再经水冷却金属软导管(6)进入水冷却循环内胆(78)，反复进行水冷却循环。当冷却水循环一定的时间后温度会上升到一个设定的温度值，这时水冷却循环水箱(2)的温度和压力传感器把温度和压力参数信号提供给中央控制柜(26)和显示表后热水使用管(3)电动阀被打开，这时可手动打开热水使用管(3)手动阀使用热水。
关闭时，由单级强化燃烧装置(81)温度传感器(图中未示)和水循环冷却水箱(2)温度传感器传回设定的安全停炉温度信号时，中央控制柜(26)关闭进自来水管(4)电动阀和热水使用管(3)电动阀，此时停止工作。此时若要使用热水，可打开热水使用备用管道(107)手动阀使用热水。人工启动方式的关闭，应关闭进自来水备用管道(108)手动阀门。
本实用新型的单级强化燃烧装置(16、81)不但可以燃烧水煤浆(包括一定掺入量的煤矸石水煤浆)，而且可以燃烧轻油、高含水高含沙的原油、重油、渣油、沥青等等劣质燃料，可无焰或长形钢焰燃烧，适用于中小型[微型的也可]锅炉和工业炉窑以及多种加热装置使用，可采用集中全自动控制。
燃料喷嘴口与气喷嘴口的距离约在1mm-100mm范围，空压机气体或蒸汽的压力约在0.4-1兆帕范围。
图42表示根据本实用新型的一种用于燃烧渣油的全自动控制多级强化燃烧装置(15)的使用情况。
多级强化燃烧装置(15)[包括[96]]与单级强化燃烧装置(16)的运行程序基本相同，但还有以下不同点多级强化燃烧装置[15、96]主要用于中大型锅炉和工业炉窑以及加热装置使用。燃料喷嘴口与气喷嘴口的距离约在5mm-200mm范围，空压机气体或蒸汽的压力约在0.4-1.5兆帕范围。
本实用新型的多级强化燃烧装置[15、96]，不但可以燃烧渣油，而且可以燃烧轻油、高含水高含沙的原油、重油、沥青以及水煤浆(包括较大掺入量的煤矸石水煤浆)等等劣质燃料，可采用计算机联网集中全自动控制。
图43表示根据本实用新型的一种用于燃烧水煤浆的全自动控制多级组合式强化燃烧装置(98)的使用情况。
多级组合式强化燃烧装置(98)[包括[100]]与多级强化燃烧装置(15)的运行程序基本相同，但还有以下不同点多级组合式强化燃烧装置[98、100]主要用于特大型或超特大型锅炉(例如每小时蒸发量为1100T的电站锅炉)和工业炉窑以及加热装置配套使用。
燃料喷嘴口与气喷嘴口的距离约在5mm-300mm范围，空压机气体或蒸汽的压力约在0.4-2兆帕范围，可采用计算机联网集中全自动控制。
本实用新型的多级组合式强化燃烧装置[98、100]，不但可以燃烧水煤浆(包括大量掺入煤矸石的水煤浆)，而且可以燃烧轻油、高含水高含沙的原油、重油、渣油、沥青等等劣质燃料。
本实用新型提出的系列高粘度燃料高温强化燃烧装置有以下显著特征一、工艺合理先进，结构简单可靠；二、把强化燃烧装置的高温强化燃烧区域扩展延伸分布到炉膛内，使热效率显著提高；三、可高温强化无焰燃烧或长形钢焰燃烧煤矸石高掺入量的水煤浆和高含沙高含水的原油、重油、渣油、沥青等劣质燃料[不用掺助燃添加剂，也不用乳化、磁化等等，只简单加热到燃料在工况现场常温下能自流动便可]，减少了工艺流程和许多麻烦，节约了大量的运行费用和固定投资；四、可以广泛适应多种炉型和从微型功率到超特大型功率负荷的需要，充分满足生产工况匹配；五、不但可以全自动程序模块化中央集中控制，也可十分简单的无级或多级功率最佳空气燃料比固定式大范围手动调节控制；六、设计制造容易，材料来源广泛，生产成本低，操作、维修简单方便；七、可在恶劣环境下工作，使用寿命长，长期运行时喷嘴和炉膛口不结焦堵塞以及停止工作后炉前燃料输送导管和喷嘴内不存燃料凝固堵塞；八、不但燃烧非常充分，而且十分显著的减少对大气环境的污染，燃烧噪声小，广泛适用于油田、炼油厂、电站、陶瓷厂、玻璃厂、冶炼厂、化工厂等等对现有锅炉和工业炉窑以及多种加热装置的燃烧改造应用；九、特别是为煤矸石高掺入量的水煤浆的广泛利用，提供了十分重要的多级强化燃烧技术和突出的多级强化燃烧系列装置，非常广泛适应当前国内外用能和今后能源结构调整的需要。
权利要求1.一种高粘度燃料高温强化燃烧装置，其包括罩壳(76)、在罩壳内由燃料喷嘴和气喷嘴组成的喷枪(56、118)、外壳(67)，其特征在于在外壳(67)内有由强化圈(57)组合成的强化筒(14、17)，其靠近喷枪一端为漏斗形，强化圈(57)由圈体、圈齿(58)、辐射孔(60)组成，在外壳上或强化筒漏斗处有冷却结构，在罩壳(76)内的单支或多支喷枪靠向强化筒漏斗口、独自或环形排列均匀密布并一致保持燃料喷嘴口(33)总是朝下，气喷嘴口(37)朝强化筒口方向，在罩壳(76)的后挡板(71)上有引风机(70)。
2.根据权利要求1所述的高粘度燃料高温强化燃烧装置，其特征在于所说的外壳(67)上的冷却结构是由外壳(67)与内壳(82)组成水冷却循环内胆(78)，水冷却管接头(85)与水冷却金属软管(6)相连接，水冷却管接头(79)与水冷却金属软管(5)相连接，冷却水箱(2)布置时底部高于水冷却循环内胆(78)，在箱体上部设置有温度传感器、温度显示仪表、压力传感器、压力显示仪表，浮球式液面自动控制阀与进自来水管(4)相连通，在进自来水管上设置有电动自控阀和手动阀，在热水输出管(3)上也设置有电动自控阀和手动阀，在箱体中上部设置有二个或数对管接头与水冷却金属软管(5、6)相连接，强化筒漏斗处的冷却结构是在漏斗形钢板内壳(80)外有空气、蒸气冷却盘旋管(65)。
3.根据权利要求1所述的高粘度燃料高温强化燃烧装置，其特征在于喷枪的燃料喷嘴可为孔式燃料喷嘴(31)或扁式燃料喷嘴(38)或宽扁式燃料喷嘴(45)，与燃料喷嘴相配的气喷嘴分别对应为孔式气喷嘴(35)或扁式气喷嘴(41)或宽扁式气喷嘴(46)。
4.根据权利要求1所述的高粘度燃料高温强化燃烧装置，其特征在于喷枪包括喷嘴架(47)、气支管(54)、燃料支管(52)、燃料支管接头(53)、气支管接头(55)、燃料喷嘴、气喷嘴，气支管(54)一端接喷嘴架(47)的气支管座(50)，燃料支管(52)接喷嘴架的燃料支管座(51)，喷嘴架的燃料喷嘴座(48)接燃料喷嘴，喷嘴架的气喷嘴座(49)接气喷嘴。
5.根据权利要求1所述的高粘度燃料高温强化燃烧装置，其特征在于喷枪还可为伸缩式喷嘴架喷枪(118)，它包括弹簧腔(111)内的弹簧座(115)上装有的高弹性弹簧(110)，燃料支管(52)和气支管(54)的一端各自插入弹簧内后其弹簧座压住弹簧(110)，另一端上还装有二块半圆分开式弹簧压套(112)压住支管弹簧座(116)，调节螺母(113)压住二块半圆分开式弹簧压套(112)并与伸缩式喷嘴架(118)连接，装在支撑杆座(117)上的支撑杆(114)与喷枪角度调节紧固块(73)相连接，燃料喷嘴(31、38、45)接燃料支管(52)上的燃料喷嘴座(48)，气喷嘴(35、41、46)接气支管(54)上的气喷嘴座(49)。
6.根据权利要求1所述的高粘度燃料高温强化燃烧装置，其特征在于喷枪(56、118)由喷枪角度调节紧固块(73)、喷枪角度调节支撑多方方杆(74)、喷枪距离调节多方方杆紧固块(75)、喷枪距离调节支撑多方方杆(69)逐一连接后并与法兰盘连接调整定位固定。
7.根据权利要求1所述的高粘度燃料高温强化燃烧装置，其特征在于可将多个强化燃烧装置连接形成多级强化燃烧装置(15、96)，喷枪(56、118)的燃料喷嘴和气喷嘴均为扁式和宽扁式，在主强化筒(14)四周环绕装有多个副强化筒(17)，在主、副强化筒法兰盘(95、94)上连接单级强化燃烧装置，从而组成多级强化燃烧装置。
8.根据权利要求7所述的高粘度燃料高温强化燃烧装置，其特征在于将多个多级强化燃烧装置(15、96)再组合连接形成多级组合式强化燃烧装置(98、100)，即多级组合式强化燃烧装置(98)由多级强化燃烧装置(15)的法兰盘(93)与另一个多级强化燃烧装置(15)主强化筒法兰盘(95)相连接，从而组成多级组合式强化燃烧装置(98)(参见图43、55)。多级组合式强化燃烧装置(100)由多级强化燃烧装置(15)的法兰盘(93)与另一个多级强化燃烧装置(96)主强化筒法兰盘(95)相连接，从而组成多级组合式强化燃烧装置(100)。
9.根据权利要求1至8之一所述的高粘度燃料高温强化燃烧装置，其特征在于带有与共用燃料输送管(27)连接的液面自控恒温位差燃料箱(22)，液面浮球式自动控制阀设置在箱体内的中部，温度传感器设置在箱体内的上部并与温度显示表、可调式自动温控开关相联通并与中央控制柜(26)相联通，燃料输出接头设置在箱体的中上部并与燃料输送金属软管(21)相连接，箱盖设置在箱体的上方，与箱体相合时有一定的缝隙。
10.根据权利要求1至8之一所述的高粘度燃料高温强化燃烧装置，其特征在于在小功率负荷的内燃式锅炉中，把强化圈(57)按一定比例间距在炉膛(87)内排列分布，或在各种功率负荷的外燃式锅炉中，把自稳式强化圈(12)按一定比例间距在炉膛中心线排列分布，也可把长条形强化块(62)和短条形强化块(63)，按一定比例相互隔层搭连设置在炉膛壁(89、90)四周。
专利摘要本实用新型涉及一种高粘度燃料高温强化燃烧装置,它包括罩壳、在罩壳内由燃料喷嘴和气喷嘴组成的喷枪、外壳,在外壳内有由强化圈组合成的强化筒,其靠近喷枪一端为漏斗形,强化圈由圈体、圈齿、辐射孔组成,在外壳上或强化筒漏斗处有冷却结构,在罩壳内的单支或多支喷枪靠向强化筒漏斗口、独自或环形排列均匀密布并一致保持燃料喷嘴口总是朝下,气喷嘴口朝强化筒口方向,在罩壳的后挡板上有引风机。
文档编号F23D17/00GK2379707SQ99233530
公开日2000年5月24日 申请日期1999年6月15日 优先权日1999年6月15日
发明者邓立新 申请人:邓立新