专利名称：双气体燃料燃烧器的制作方法
技术领域：
本实用新型有关于一种气体燃烧器，尤其有关于一种能交替燃烧不同气体的双气 体燃料燃烧器。
背景技术：
气体燃烧装置因使用简便、故障率低、燃料费用便宜已成为目前最理想的冶金炉 用热能设备。它是冶金炉的一个组成部分，作用是将燃料和助燃剂(氧气或空气)互相混 合，使之着火燃烧，并将燃烧的火焰送入炉膛。通常气体燃烧装置由两部分组成燃烧器和 燃烧室。其中燃烧器用来供给燃料和助燃剂，使二者混合并为二者混合创造条件；燃烧室用 来完成混合、着火燃烧的全部过程，许多冶金炉的燃烧过程在炉膛中进行，此时炉膛便起燃 烧室的作用。通常，气体燃烧装置的燃烧器都具有两个气体供给通道燃料管道和助燃剂管道。 助燃剂管道通氧气或空气；燃料管道通天然气、混合煤气或焦炉煤气等任意单一气体燃料， 或者通燃烧特性相差不大的两种或两种以上的气体燃料(代表热值相近的气体燃料)。钢 铁企业中为燃烧器供给气体燃料用的高炉有时会存在检修或维护等情况，在此期间不免会 发生气体燃料管道断气的现象，为保证冶金加热炉的正常工作通常需要将燃料管道中的一 种燃料更换为另一种燃料。然而，现有可作为气体燃料用的液化气、天然气、高炉煤气、焦炉 煤气等不能相互交替或同时在同一管道内输送，因为它们的代表热值不同(大部分燃气代 表热值相差较大)，空燃比不同，通入相同体积的气体燃料所需的助燃剂量不同。在助燃剂 量保持稳定供给的状态下，通过同一管道的不同气体燃料的量一方面会因燃气过量而导致 气体燃料燃烧不完全，气体燃烧器可能因气体燃料燃烧不充分而产生有害的一氧化碳或氮 氧化物等物质，污染大气；另一方面会因气体燃料量稀缺而出现回火现象，火焰缩回火孔， 在管道内燃烧，烧坏燃烧器，导致火焰熄灭，造成中毒或爆炸事故的发生。上述现有的气体 燃烧器虽然可以将代表热值相近似的多种气体燃料交替通入燃气管道内进行燃烧，但实际 使用上还存在一定危险性，而且燃烧特性相差较小的气体燃料很少，燃料使用上也具有局 限性。由此可见，该气体燃烧器已不能满足在两种任意气体燃料间进行自由切换燃烧的 要求，特别是燃烧特性相差较大的气体燃料(例如天然气和高天混合煤气。高天混合煤气 的热值为8400KJ/Nm3 ；天然气的热值为33000KJ/Nm3)。另外，现有气体燃烧器不带燃烧室， 需配合燃烧室或炉膛工作，混合气体燃烧后喷射速度不高，不利于炉气循环和炉内对流传 热。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种双气体燃料燃烧器，其结构简单，制造 成本低廉，能够实现在两种不同气体燃料间进行自由切换的目的。本实用新型提供一种双气体燃料燃烧器，包括助燃剂管道和贯穿所述助燃剂管道的第一燃料管道，所述第一燃料管道与所述助燃剂管道之间的通道为助燃剂通道，还包括 第二燃料管道，所述第二燃料管道贯穿所述助燃剂管道。在本实用新型中，所述第二燃料管道贯穿所述第一燃料管道，二者之间的环形通 道构成第一燃料通道，所述第二燃料管道内部为第二燃料通道。在本实用新型中，所述第一燃料管道的进气端口和出气端口分别从所述助燃剂管 道的进气端口和出气端口伸出，所述助燃剂管道的进气端口和出气端口分别设置有连接法 兰，所述助燃剂管道上设置有与所述助燃剂管道相垂直的助燃剂进料口，所述第一燃料管 道的外管壁上设置有支撑盘，所述第一燃料管道通过所述支撑盘与所述助燃剂管道进气端 口的连接法兰相连接而固定在所述助燃剂管道上。在本实用新型中，在所述第一燃料管道上靠近其进气端口处设置有与所述第一燃 料管道相垂直的第一燃料进料口，所述第一燃料管道的出气端口连接有第一喷头，所述第 一喷头设有与所述助燃剂通道相通的助燃剂通孔和与所述第一燃料通道相通的第一燃料 通孑L。在本实用新型中，所述第一喷头具有环形盘和由所述环形盘内环向一侧凸伸的通 气壁，所述环形盘固定连接于所述第一燃料管道的出气端口，所述助燃剂通孔设置在所述 环形盘上，所述第一燃料通孔设置在所述通气壁上，所述助燃剂通孔为斜孔，沿气体流出方 向径向向内倾斜，所述环形盘的外边缘还开设有一个以上的漩流槽，所述漩流槽与所述助 燃剂通道相通。在本实用新型中，所述第二燃料管道的进气端口和出气端口分别从所述第一燃料 管道的进气端口和出气端口伸出，所述第一燃料管道的进气端口设置有连接法兰，所述第 二燃料管道的外管壁上设置有支撑盘，所述第二燃料管道通过所述支撑盘与所述第一燃料 管道进气端口处的连接法兰相连接而固定在所述第一燃料管道上。在本实用新型中，所述第二燃料管道的进气端口设置有第二燃料进料口，其出气 端口连接有第二喷头，所述第二喷头连接在所述第一喷头上，所述第二喷头设有与所述第 二燃料通道相通的第二燃料通孔和与所述第一燃料通道相通的第一燃料副通孔。在本实用新型中，所述第二喷头具有连接部和喷嘴部，所述连接部与所述第一喷 头的通气壁相连接，所述第一燃料副通孔设置在所述连接部上，所述第一燃料副通孔为斜 孔，沿气体流出方向径向向外倾斜；所述喷嘴部具有等径柱状部和与所述等径柱状部相连 接的锥台部，所述第二燃料通孔沿圆周方向设置在所述等径柱状部的侧壁和锥台部的侧壁 上。在本实用新型中，所述双气体燃料燃烧器还包括点火电极，所述第一喷头的环形 盘上开设有定位孔，所述第一燃料管道上设置有支架，所述点火电极贯穿于所述助燃剂管 道而固定在所述支架和所述定位孔上，所述点火电极的打火头靠近所述第一喷头设置。在本实用新型中，所述双气体燃料燃烧器还包括燃烧室，所述燃烧室上设置有连 接壁，所述燃烧室通过所述连接壁与所述助燃剂管道出气端口处的连接法兰相连接而固定 在所述助燃剂管道上，所述第一喷头和所述第二喷头位于所述燃烧室内。根据上述方案，本实用新型相对于现有结构的效果是显著的一、本实用新型的双气体燃料燃烧器，具有两个气体燃料管道和一个助燃剂管道， 开启其中一个气体燃料管道使其中的气体燃料与助燃剂混合燃烧，当需要更换气体燃料时，关闭该气体燃料管道开启另外一个气体燃料管道，使另一种气体燃料与助燃剂混合燃 烧，两种气体燃料的燃烧相互之间不受影响，两种气体燃料之间可进行自由切换；另外，采 用本实用新型的双气体燃料燃烧器，两种气体燃料分别从两个气体燃料管道通过，在不改 变通入助燃剂量的前提下，两种气体燃料分别与助燃剂混合后形成的燃烧气体能保证适当 的空燃比，两种气体燃料的燃烧均能获得理想的火焰。二、本实用新型的双气体燃料燃烧器，在两个气体燃料管道的出气端口均设置有 喷嘴，气体燃料和助燃剂分别从相应的喷嘴中喷出，喷嘴上设有多道喷孔，实现气体燃料的 分级燃烧，气体喷射更加稀薄，燃烧更加充分，降低一氧化碳和氮氧化物的排放，减少环境 污染。三、本实用新型的双气体燃料燃烧器，采用电极方式点火，结构简单、操作和维护 方便。四、本实用新型的双气体燃料燃烧器，自带燃烧室，燃烧室尺寸适当微缩，提高了 燃烧后从燃烧室喷出的混合气体的速度，强化炉气循环，增强炉内对流传热。
图1为本实用新型的双气体燃料燃烧器的结构示意图。图2为本实用新型的双气体燃料燃烧器的侧视图。图3为本实用新型的双气体燃烧燃烧器的俯视图。
具体实施方式
如图1 3所示，本实用新型的双气体燃料燃烧器包括助燃剂管道1和贯穿助燃 剂管道1的第一燃料管道2及第二燃料管道3。本实用新型的双气体燃料燃烧器，具有两 个气体燃料管道和一个助燃剂管道1，开启其中一个气体燃料管道使其中的气体燃料与助 燃剂混合燃烧，当需要更换气体燃料时，关闭该气体燃料管道再开启另外一个气体燃料管 道，使另一种气体燃料与助燃剂混合燃烧，两种气体燃料可进行自由切换，它们分别与助燃 剂混合燃烧相互之间不受影响；另外，采用本实用新型的双气体燃料燃烧器，两种气体燃料 分别从两个气体燃料管道通过，在不改变通入助燃剂量的前提下，两种气体燃料分别与助 燃剂混合后形成的燃烧气体能保证适当的空燃比，两种气体燃料的燃烧均能获得理想的火 焰。优选的实施方式中，助燃剂管道1、第一燃料管道2和第二燃料管道3构成三层套筒结 构，助燃剂管道1位于最外层，第一燃料管道2位于中间，第二燃料管道3位于最内层，采用 这种三层套筒结构的双气体燃料燃烧器结构上更加紧凑。上述第一燃料管道2与助燃剂管 道1之间形成的环形通道为助燃剂通道11，第二燃料管道3与第一燃料管道2之间形成的 环形通道为第一燃料通道21，第二燃料管道3内部为第二燃料通道31。在前述优选的实施 方式中，第二燃料管道3贯穿于第一燃料管道2，显然第一燃料管道2也可以贯穿第二燃料 管道3，不作限制。在另一个实施方式中，第一燃料管道2和第二燃料管道3也可以并列的 分别贯穿于助燃剂管道1，二者均设置在助燃剂管道1内部(未提供附图)。本实用新型的双气体燃料燃烧器，助燃剂管道1大体呈圆柱筒状，其两端的进气 端口和出气端口处分别设置有连接法兰14，在助燃剂管道1的管壁上开设有与助燃剂管道 1相垂直的助燃剂进料口 12，在助燃剂进料口 12的端部设置有法兰13，该助燃剂管道1通过法兰13与助燃剂供给装置相连(图中未示出)。在本实用新型中，助燃剂为空气或氧气。上述第一燃料管道2大体呈圆柱筒状，其两端的进气端口和出气端口分别从助燃 剂管道1的进气端口和出气端口伸出，在第一燃料管道2的管壁外表面靠近助燃剂管道1 的进气端口处设置有支撑盘4，第一燃料管道2通过支撑盘4固定在助燃剂管道1进气端 口处的连接法兰14上，在第一燃料管道2靠近其进气端口处的管壁上开设有第一燃料进料 口 22，在第一燃料进料口 22的端部设置有法兰23，该第一燃料管道2通过法兰23与第一 燃料供给装置相连(图中未示出)。上述第一燃料管道2的进气端口处设置有连接法兰24，其出气端口处连接有第一 喷头5。第一喷头5包括环形盘51和由环形盘51内环向一侧凸伸的通气壁52，第一喷头 5通过环形盘51焊接固定在第一燃料管道2的出气端口处。在环形盘51上开设有与助燃 剂通道11相通的一个以上的助燃剂通孔53，在通气壁52上沿圆周方向开设有与第一燃料 通道21相通的一个以上的第一燃料通孔54，上述助燃剂通孔53与第一燃料通孔54的数 量不作限制。在本实用新型中，助燃剂通孔53为斜孔，沿气体流出方向径向向内倾斜，助燃 剂穿过斜孔状的助燃剂通孔53，强化了与穿过第一燃料通孔54的第一燃料的混合，使混合 后的气体燃烧更加充分；进一步地，在环形盘51的边缘处还开设有一个以上的漩流槽55， 漩流槽55的数量不作限制，其大体呈斜槽状，助燃剂从漩流槽55中通过时，会产生旋转运 动，可根据漩流槽55的槽孔大小和倾斜的程度控制助燃剂的漩流强度，保证在点火位置附 近混合气体的空燃比，使混合后的气体燃烧更完全更彻底，避免燃烧器内部发生脱火、灭火 现象，燃烧的混合气体可在第一喷头前端形成稳定的火焰低速区，能保证燃烧的火焰形状。上述第二燃料管道3大体呈圆柱筒状，其两端的进气端口和出气端口分别从第一 燃料管道2的进气端口和出气端口伸出，在第二燃料管道3的管壁外表面上设置有支撑盘 6，第二燃料管道3通过支撑盘6固定在第一燃料管道2进气端口处的连接法兰24上。第 二燃料管道3的进气端口处设有第二燃料进料口 32，在第二燃料进料口 32的端部设置有法 兰33，该第二燃料管道3通过法兰33与第二燃料供给装置相连(图中未示出)。第二燃料管道3的出气端口连接有第二喷头7。第二喷头7具有连接部71和喷 嘴部72，连接部71大体呈环形盘状，卡抵在通气壁52的内侧壁上并焊接固定在第一喷头5 上。本实用新型第一喷头5的通气壁52的内侧壁具有一定的锥度，能保证第二喷头7与第 一喷头5装配后二者之间的间隙尽可能的小。在连接部71靠近其边缘处的圆周上开设有 与第一燃料通道21相通的一个以上的第一燃料副通孔73，其数量不作限制，第一燃料副通 孔73大体呈斜孔状，沿气体流出方向径向向外倾斜，加强了与穿过第一喷头5的助燃剂的 混合燃烧。第一燃料分两部分喷出，一部分从第一喷头5的第一燃料通孔54中喷出，一部 分从第二喷头7的第一燃料副通孔73中喷出，保证助燃剂与第一燃料混合后的气体燃烧更 加充分。上述喷嘴部72具有等径柱状部721和与等径柱状部721相连接的锥台部722，在 等径柱状部721的侧壁和锥台部722的侧壁上沿圆周方向均设置有第二燃料通孔74，第二 燃料通孔74与第二燃料通道31相通。第二燃料也分两部分从第二喷头7中喷出，一部分 从设置在等径柱状部721的第二燃料通孔74中喷出，另一部分从设置在锥台部722的第二 燃料通孔74中喷出，从第二燃料通孔74中喷出的第二燃料与助燃剂形成二次燃烧，使混合 后的气体燃烧更加充分，减少了一氧化碳和氮氧化物的生成，保护了环境卫生。在本实用新型中，第一燃料通道21内通的第一燃料可为高天混合煤气，第二燃料通道31内通的第二燃料为天然气，或者二者互换。当然，上述两个通道内也可以通其它可 燃性气体，不作限制。本实用新型的双气体燃料燃烧器还包括有点火电极8，在第一喷头5的环形盘51 上开设有定位孔56，第一燃料管道2上设置有支架9，电火电极8螺纹连接于第一燃料管道 的支撑盘4上并贯穿于助燃剂通道11而固定在支架9和定位孔56中。点火电极8的一端 与高压电源相连接(图中未示出)，另一端装有高压打火头81，高压打火头81位于空然比 配比适当的区域，在本实用新型中，第一喷头5上设置的旋流槽55能保证在第一喷头5附 近混合气体的空然比，因此点火电极8的高压打火头81靠近第一喷头5设置。本实用新型的双气体燃料燃烧器还包括有燃烧室100，在燃烧室100的进气端面 上设置有连接壁101，燃烧室100通过连接壁101固定在助燃剂管道1出气端口处的连接 法兰14上，上述第一喷头5、第二喷头7和点火电极8的高压打火头81均位于燃烧室100 内。本实用新型燃烧室100的内侧壁沿火焰喷射方向进行了渐缩而呈锥筒，提高混合气体 燃烧后从燃烧室100内喷出的速度，强化了炉气循环，增强炉内对流传热。进一步地，在燃 烧室100上还设置有窥火装置103，方便查看燃烧室100内混合气体的燃烧情况。另外，在 助燃剂管道1、第一燃料管道2和第二燃料管道3上还分别装设有取压装置104，方便随时 监控各管道内的气体压力，调整所通气体的多少。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式
，当然不能以此限定本实用新型实施 的范围，凡依本实用新型的内容所作的等同变化与修饰，就应属于本实用新型的保护范围。
权利要求一种双气体燃料燃烧器，包括助燃剂管道和贯穿所述助燃剂管道的第一燃料管道，所述第一燃料管道与所述助燃剂管道之间的通道为助燃剂通道，其特征在于还包括第二燃料管道，所述第二燃料管道贯穿所述助燃剂管道。
2.根据权利要求1所述的双气体燃料燃烧器，其特征在于所述第二燃料管道贯穿所 述第一燃料管道，二者之间的环形通道构成第一燃料通道，所述第二燃料管道内部为第二 燃料通道。
3.根据权利要求2所述的双气体燃料燃烧器，其特征在于所述第一燃料管道的进气 端口和出气端口分别从所述助燃剂管道的进气端口和出气端口伸出，所述助燃剂管道的进 气端口和出气端口分别设置有连接法兰，所述助燃剂管道上设置有与所述助燃剂管道相垂 直的助燃剂进料口，所述第一燃料管道的外管壁上设置有支撑盘，所述第一燃料管道通过 所述支撑盘与所述助燃剂管道进气端口的连接法兰相连接而固定在所述助燃剂管道上。
4.根据权利要求2所述的双气体燃料燃烧器，其特征在于在所述第一燃料管道上靠 近其进气端口处设置有与所述第一燃料管道相垂直的第一燃料进料口，所述第一燃料管道 的出气端口连接有第一喷头，所述第一喷头设有与所述助燃剂通道相通的助燃剂通孔和与 所述第一燃料通道相通的第一燃料通孔。
5.根据权利要求4所述的双气体燃料燃烧器，其特征在于所述第一喷头具有环形盘 和由所述环形盘内环向一侧凸伸的通气壁，所述环形盘固定连接于所述第一燃料管道的出 气端口，所述助燃剂通孔设置在所述环形盘上，所述第一燃料通孔设置在所述通气壁上，所 述助燃剂通孔为斜孔，沿气体流出方向径向向内倾斜，所述环形盘的外边缘还开设有一个 以上的漩流槽，所述漩流槽与所述助燃剂通道相通。
6.根据权利要求3所述的双气体燃料燃烧器，其特征在于所述第二燃料管道的进气 端口和出气端口分别从所述第一燃料管道的进气端口和出气端口伸出，所述第一燃料管道 的进气端口设置有连接法兰，所述第二燃料管道的外管壁上设置有支撑盘，所述第二燃料 管道通过所述支撑盘与所述第一燃料管道进气端口处的连接法兰相连接而固定在所述第 一燃料管道上。
7.根据权利要求6所述的双气体燃料燃烧器，其特征在于所述第二燃料管道的进气 端口设置有第二燃料进料口，其出气端口连接有第二喷头，所述第二喷头连接在所述第一 喷头上，所述第二喷头设有与所述第二燃料通道相通的第二燃料通孔和与所述第一燃料通 道相通的第一燃料副通孔。
8.根据权利要求7所述的双气体燃料燃烧器，其特征在于所述第二喷头具有连接部 和喷嘴部，所述连接部与所述第一喷头的通气壁相连接，所述第一燃料副通孔设置在所述 连接部上，所述第一燃料副通孔为斜孔，沿气体流出方向径向向外倾斜；所述喷嘴部具有等 径柱状部和与所述等径柱状部相连接的锥台部，所述第二燃料通孔沿圆周方向设置在所述 等径柱状部的侧壁和锥台部的侧壁上。
9.根据权利要求7所述的双气体燃料燃烧器，其特征在于所述双气体燃料燃烧器还 包括点火电极，所述第一喷头的环形盘上开设有定位孔，所述第一燃料管道上设置有支架， 所述点火电极贯穿于所述助燃剂管道而固定在所述支架和所述定位孔上，所述点火电极的 打火头靠近所述第一喷头设置。
10.根据权利要求7所述的双气体燃料燃烧器，其特征在于所述双气体燃料燃烧器还包括燃烧室，所述燃烧室上设置有连接壁，所述燃烧室通过所述连接壁与所述助燃剂管道 出气端口处的连接法兰相连接而固定在所述助燃剂管道上，所述第一喷头和所述第二喷头 位于所述燃烧室内。
专利摘要一种双气体燃料燃烧器，包括助燃剂管道和贯穿所述助燃剂管道的第一燃料管道，所述第一燃料管道与所述助燃剂管道之间的通道为助燃剂通道，还包括第二燃料管道，所述第二燃料管道贯穿所述助燃剂管道。优选的，所述第二燃料管道贯穿所述第一燃料管道。本实用新型的双气体燃料燃烧器，具有两个气体燃料管道，可实现在两种气体燃料之间进行自由切换并燃烧的目的，特别适用于燃烧特性相差较大的两种气体燃料；同时，在不改变通入本燃烧器助燃剂量的前提下，两种气体燃料的燃烧均能获得理想的火焰。本实用新型的双气体燃料燃烧器燃烧更加充分，能降低氮氧化物和一氧化碳的排放，减少环境污染，并且其结构简单，操作方便，制造成本低廉。
文档编号F23D14/00GK201652349SQ20102015142
公开日2010年11月24日 申请日期2010年4月2日 优先权日2010年4月2日
发明者刘长春, 吴启明, 周庆伟, 巴黎明, 杨峻青, 江华, 胡文超, 闫桂霞 申请人:北京京诚凤凰工业炉工程技术有限公司