一种燃气燃烧炉及其燃烧器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种燃气燃烧炉及其燃烧器，所述燃烧器包括：管式外壳；设置在所述管式外壳内的多个套管，所述套管用于输送空气以及待燃烧燃气；设置在所述管式外壳上、与所述套管的外管之间的间隙空间连通的尾气进口；其中，所述尾气进口用于为所述间隙空间输送尾气，所述尾气用于对所述套管内的空气以及所述待燃烧燃气进行预热，并实现所述待燃烧燃气的全预混燃烧。所述燃烧器通过所述尾气对所述套管内的空气以及所述待燃烧燃气进行预热，并实现待燃烧燃气的全预混燃烧，避免了采用大量空气时空气对燃烧热量的吸收，提高了热量的利用率。因此，所述燃烧器以及具有所述燃烧器的燃气燃烧炉具有较高的热量利用率。
【专利说明】一种燃气燃烧炉及其燃烧器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及燃气燃烧装置【技术领域】，更具体地说，涉及一种燃气燃烧炉及其燃烧器。
【背景技术】
[0002]天然气是一种高热值燃气，其热值约为8500大卡/立方米，绝热情况下的燃烧温度可达到2000°C以上，高于燃烧炉耐热材料的负荷温度。因此，为了保证燃烧炉耐热材料的使用寿命，现有的燃烧炉在进行高热值燃气燃烧时一般采用过量空气全预混式燃烧或是半预混分段式燃烧。
[0003]所述过量空气全预混是指在燃烧前为燃气通入过量空气，以使得燃烧温度在装置负荷温度范围内。所述空气半预混分段式燃烧是首选通入少量的空气燃烧，使得燃烧温度在装置负荷温度范围内，而后在对燃烧后的气体通入过量空气全预混燃烧，仍使得燃烧温度在装置负荷温度范围内。
[0004]发明人发现，现有的燃气燃烧方式归根结底均是通入过量的空气以使得燃烧温度处于装置负荷温度范围内。但是，空气温度为环境温度，在燃烧时，大量空气的使用会吸收大量的热能，导致燃气燃烧时的能量利用率较低。
实用新型内容
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种燃气燃烧炉及其燃烧器，提高了燃气燃烧时的能量利用率。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0007]一种燃气燃烧炉的燃烧器，该燃烧器包括:
[0008]管式外壳；
[0009]设置在所述管式外壳内的多个套管，所述套管用于输送空气以及待燃烧燃气；
[0010]设置在所述管式外壳上、与所述套管的外管之间的间隙空间连通的尾气进口 ；
[0011]其中，所述尾气进口用于为所述间隙空间输送尾气，所述尾气用于对所述套管内的空气以及所述待燃烧燃气进行预热，并实现所述待燃烧燃气的全预混燃烧。
[0012]优选的，在上述燃烧器中，所述套管的内管用于输送所述待燃烧燃气，所述套管的外管用于输送空气。
[0013]优选的，在上述燃烧器中，所述套管的内管用于输送空气，所述套管的外管用于输送所述待燃烧燃气。
[0014]优选的，在上述燃烧器中，所述套管的出气口设置有空气出射角度的旋翼片以及用于改变待燃烧燃气出射角度的旋翼片。
[0015]优选的，在上述燃烧器中，所述间隙空间的出气口设置有用于改变所述尾气出射角度的旋翼片。
[0016]优选的，在上述燃烧器中，所述燃烧器的燃烧头为双层旋流板燃烧头。
[0017]优选的，在上述燃烧器中，所述尾气包括:
[0018]所输入燃烧炉的燃烧尾气；
[0019]或工业生产尾气。
[0020]本实用新型还提供了一种燃气燃烧炉，该燃烧炉包括上述任一种实施方式所述的燃烧器。
[0021]优选的，在上述燃烧炉中，所述燃烧炉的炉膛内燃烧后的尾气通过所述尾气进口进入所述燃烧器。
[0022]优选的，在上述燃烧炉中，所述燃烧炉的炉膛温度不大于1350°C。
[0023]从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的燃烧器通过所述尾气对所述套管内的空气以及所述待燃烧燃气进行预热，并实现待燃烧燃气的全预混燃烧，避免了采用大量空气时空气对燃烧热量的吸收，提高了热量的利用率。因此，本申请技术方案所述燃烧器以及具有所述燃烧器的燃气燃烧炉具有较高的热量利用率。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本实用新型实施例提供的一种燃烧器的结构示意图；
[0026]图2为图1所示燃烧器的燃烧头的俯视图；
[0027]图3为图2所示燃烧头在A-A方向的切面图；
[0028]图4为本实用新型实施例提供的一种燃烧炉的结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0030]本申请实施例提供了一种燃气燃烧炉的燃烧器，包括:
[0031]管式外壳；
[0032]设置在所述管式外壳内的多个套管，所述套管用于输送空气以及待燃烧燃气；
[0033]设置在所述管式外壳上、与所述套管的外管之间的间隙空间连通的尾气进口 ；
[0034]其中，所述尾气进口用于为所述间隙空间输送尾气，所述尾气用于对所述套管内的空气以及所述待燃烧燃气进行预热，并实现所述待燃烧燃气的全预混燃烧。
[0035]所述燃烧器通过所述尾气对所述套管内的空气以及所述待燃烧燃气进行预热，并实现待燃烧燃气的全预混燃烧，避免了采用大量空气时空气对燃烧热量的吸收，提高了热量的利用率。
[0036]基于上述描述，图1提供了一种燃烧器，所述燃烧器包括:管式外壳1、设置在所述管式外壳I内的多个套管；设置在所述管式外壳侧面的尾气进口 4。
[0037]所述套管用于输送空气以及待燃烧燃气。所述套管包括:外管3以及内管2，所述外管3与对应内管2为同轴心结构。其中，可以通过所述外管3输送空气，通过所述内管2输送所述待燃烧燃气；也可以通过所述外管3输送所述待燃烧燃气，通过所述内管2输送空气。
[0038]所述尾气进口 4与所有外管3之间的间隙空间连通，所述尾气进口 4用于为所述间隙空间输送尾气，所述尾气用于对所述套管内的空气以及所述待燃烧燃气进行预热，并实现所述待燃烧燃气的全预混燃烧。
[0039]所述尾气的温度大于常温下空气温度，所述尾气可以为工业生产尾气或是所述燃烧炉燃烧尾气，其温度远远大于外界空气的温度，其温度在150°C -160°C，可直接用于对套管内的空气以及待燃烧燃气进行预热，节省大量热能。
[0040]由上所述，本实施例所述实施方式，采用具有较高温度的所述尾气对待燃烧燃气进行全预混燃烧，相比于传统的采用过量空气进行全预混燃烧的方式，大大降低了空气对燃气燃烧时热量的吸收，提高了热量的利用率。
[0041]本实施例设置与所有内管2均连通的第一腔室A，与所有外管3均连通的第二腔室B，其中，腔室A、腔室B—个用于输送空气，一个用于输送待燃烧燃气。所述间隙空间为第三腔室C，与腔室A、腔室B形成三腔结构，通过所述三腔结构实现待燃烧燃气的全预混燃烧。所述腔室A上设置有第一进气口，用于向各个内管2提供所需气体；所述腔室B上设置有第二进气口 5，用于向各个外管3提供所需气体。
[0042]为了使得空气、尾气以及待燃烧燃气在管式外壳I的出气口(图1中下端口)燃烧前三者均匀混合，在所述套管的出气口设置有空气出射角度的旋翼片以及用于改变待燃烧燃气出射角度的旋翼片，以使得空气与所述待燃烧燃气旋转射出，在所述间隙空间的出气口设置有用于改变所述尾气出射角度的旋翼片，以使得所述尾气旋转射出。如上设计，可以提高空气、尾气以及待燃烧燃气相互碰撞的次数，使得三者混合的均匀性好，利于待燃烧燃气的充分燃烧。
[0043]本申请实施例中，各个旋翼片设置在所述套管出气口的管壁上，与各个套管出气口所在平面设定为30° -40°夹角，以便于高空气、尾气以及待燃烧燃气均匀混合。
[0044]所述燃烧器还设置有具有观察透镜的观火孔6，用于观察燃气燃烧情况。
[0045]所述燃烧器通过贯穿所述管式外壳I的管式点火枪进行点火，所述管式点火枪包括:点火空气进口 7、点火燃气进口 8以及点火电极9。
[0046]为了进一步提高空气、尾气以及待燃烧燃气混合的均匀性，使得待燃烧燃气更加充分的燃烧，在管式外壳I的出气口设置双层旋流板燃烧头10。
[0047]参考图2和图3，所述双层旋流板燃烧头10包括:燃烧孔11、外侧旋流板12以及内侧旋流板13。其中，所述外侧旋流板12以及内侧旋流板13大小相同，二者的叶片交错安装，以大幅度降低气体流速。通过所述外侧旋流板12以及内侧旋流板13能够进一步提高空气、尾气以及待燃烧燃气混合的均匀性，同时，能够降低气体流速，便于充分燃烧。
[0048]在其他实施方式中，可以设置所述外侧旋流板12大于所述内侧旋流板13，所述燃烧孔11位于所述外侧旋流板12以及内侧旋流板13的中心位置。
[0049]上述实施方式均是在管式外壳I的出气口的燃烧头为双层旋流板燃烧头，即在所述出气口设置一个公用的燃烧体，在其他实施方式中还可以在所述出气口设置多个燃烧头，每个燃烧头均包括一个旋流板结构。
[0050]需要说明的是，本实施例中，所述待处理燃气包括但不局限于天然气以及沼气。
[0051]通过上述描述可知，本申请实施例所述燃烧器能够充分均匀混合气体，便于燃气充分燃烧，降低了污染。且采用尾气进行预热以及燃气的全预混燃烧，提高了热量的利用率。
[0052]基于上述实施例，本申请另实施例提供一种燃气燃烧炉，所述燃烧炉采用上述实施例所述的燃烧器，提高了热量的利用率。
[0053]参考图4，图4为本实用新型实施例提供的一种燃烧炉的结构示意图，所述燃烧炉包括:燃烧器、锅炉14。所述锅炉14包括:与所述燃烧器连接、用于气体燃烧的炉膛。
[0054]所述燃烧器为上述实施例所述燃烧器，包括:第一腔室A、第二腔室B以及第三腔室C。
[0055]在本实施例中，第一腔室A用于输送天然气，天然气经过控制阀进入第一腔室A ；第二腔室B由于输送空气，空气经过鼓风机15加压到4KPa进入所述腔室B ;第三腔室C用于输送自身燃烧尾气，所述尾气在锅炉14的负压作用下，由燃烧炉引风机16引流到第三腔室C，与空气以及天然气混合均匀后在燃烧头处点燃并进入锅炉14。
[0056]所述燃烧炉通过点火以及点火后空气过剩形式控制燃烧温度，当燃烧炉运行稳定加负荷时，根据燃烧炉氧化锆分析仪的氧含量和温度情况，在加负荷时逐步开启燃烧炉尾气调节阀，调节燃烧炉尾气出气口氧含量在2%-3%，以控制炉膛内温度在设定范围内。
[0057]燃烧器外界的空气传输管道与尾气的传输管道连通，当空气阀门开启度达到70%以上时，可通过第三腔室C补加空气。如果有化工尾气需要进行燃烧处理，也可以通过所述第三腔室C进入燃烧炉进行燃烧。
[0058]所述燃烧炉采用自身尾气配合空气降低混合后气体中可燃气体的含量，进而降低天然气的燃烧时的温度，实现全预混燃烧，使得燃烧温度处于设定范围，保证设备的正常运行。同时，采用自身尾气还能够实现对空气以及天然气的预热，降低空气对热量的吸收，提高热量的利用率。
[0059]由于采用所述燃烧器，燃烧相同量的燃气，由于通过预热降低了空气对热量的消耗，因此，生产相同的净热量，需要的天然气量降低，降低了成本。
[0060]生产数据显示，采用本申请实施例所述燃烧炉，可控制温度不大于1350°C，生产一吨蒸汽天然气的使用量为85立方米，相比于传统燃烧炉，减少天然气的使用量4立方米，天然气的净燃烧值在99.5%以上。
[0061]通过上述描述可知，本实施例所述燃烧炉提高了热量的利用率，降低了生产成本。
[0062]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种燃气燃烧炉的燃烧器，其特征在于，包括: 管式外壳； 设置在所述管式外壳内的多个套管，所述套管用于输送空气以及待燃烧燃气； 设置在所述管式外壳上、与所述套管的外管之间的间隙空间连通的尾气进口 ； 其中，所述尾气进口用于为所述间隙空间输送尾气，所述尾气用于对所述套管内的空气以及所述待燃烧燃气进行预热，并实现所述待燃烧燃气的全预混燃烧。
2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述套管的内管用于输送所述待燃烧燃气，所述套管的外管用于输送空气。
3.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述套管的内管用于输送空气，所述套管的外管用于输送所述待燃烧燃气。
4.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述套管的出气口设置有空气出射角度的旋翼片以及用于改变待燃烧燃气出射角度的旋翼片。
5.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述间隙空间的出气口设置有用于改变所述尾气出射角度的旋翼片。
6.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器的燃烧头为双层旋流板燃烧头。
7.一种燃气燃烧炉，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的燃烧器。
8.根据权利要求7所述的燃烧炉，其特征在于，所述燃烧炉的炉膛内燃烧后的尾气通过所述尾气进口进入所述燃烧器。
9.根据权利要求7所述的燃烧炉，其特征在于，所述燃烧炉的炉膛温度不大于1350°C。
【文档编号】F23D14/02GK204201893SQ201420063584
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年2月12日 优先权日:2014年2月12日
【发明者】廖成明, 代明阳, 夏兵, 赵兵 申请人:重庆紫光新科化工开发有限公司