化工窑炉扩散燃烧器的制作方法

本实用新型属于工业燃烧设备领域，涉及一种大型工业用的化工窑炉扩散燃烧器。

背景技术：

大型工业窑炉安装有多个大型燃烧器，一个大型燃烧器是由多个燃烧单元组成。目前许多工业窑炉的燃烧器燃烧单元结构比较简单粗放，燃烧单元的分布及区域配风不合理，造成窑炉升温慢，燃烧温度低，炉内温度场不均匀，燃烧器燃气流速低造成燃烧效果不好，能耗高，一氧化碳和氮氧化合物排放超标。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种化工窑炉扩散燃烧器，是通过如下具体技术方案实现的：

化工窑炉扩散燃烧器，包括一个圆形炉筒，圆形炉筒后方有一个燃气接口，燃气接口通过管路连接有多个燃烧单元，所有燃烧单元间隔均匀地安装在圆形炉筒内，圆形炉筒内设置有点火枪，圆形炉筒内有一个圆柱筒状的隔风筒将圆形炉筒连同圆形炉筒内的燃烧单元分隔成外环区和中心区两个区域，中心区内形成内环助燃风室通道，外环区内形成外环助燃风室通道，内环助燃风室通道与内环助燃风连通，外环助燃风室通道与外环助燃风连通，点火枪设置在内环助燃风室通道中，外环区和内环区这两个区域分别供风以便于控制各区域的燃烧状态，外环区内设置的燃烧单元的数量占燃烧单元的总数量的30～40％，圆形炉筒的后端开口为燃烧器主火焰喷口；

燃烧单元包括一个与燃气接口连通的燃气管、设置在燃气管前端的燃气喷嘴、与燃气喷嘴连通的空燃收缩混合腔、与空燃收缩混合腔连通的混合气通道腔、与混合气通道腔连通的混合气扩张腔、安装在混合气扩张腔前端的燃烧头，燃烧头由环形的燃烧杯和置于燃烧杯内的锥形的炉头分火帽组成，燃烧杯的前端向外倾斜进而使燃烧杯的前端的内表面形成一个环形内锥面，锥形的炉头分火帽朝后的方向上有三个锥面，第一锥面位于混合气扩张腔内起到导流燃气作用；第二锥面在燃烧杯内起到分散燃气作用，第三锥面与燃烧杯的轴线之间的夹角为α，α为135～145°，燃烧杯的环形内锥面与第三锥面平行并有缝隙进而形成环形主火焰喷口，环形主火焰喷口的轴线与炉头分火帽的轴线之间的夹角为β，β与α相等，炉头分火帽前端中心有向内凹陷的锥形的凹坑，炉头分火帽上位于第二锥面与凹坑的凹面之间均布有多个向内倾斜的通孔结构的稳焰喷孔，稳焰喷孔与炉头分火帽的轴线之间的夹角为e，e为25～30°。

进一步的技术方案为：

环形主火焰喷口应满足以下条件：环形主火焰喷口的长度l与环形主火焰喷口的宽度w之间的比值大于等于2。

本实用新型将多个燃烧单元分成两个区域使配风更加合理和科学，同时便于调整和控制燃烧器的燃烧状态，窑炉升温快，燃烧温度高，炉内温度场均匀。本实用新型燃烧每个燃烧单元都有火焰扩散结构，可以大大提高燃气速度同时不会发生回火，燃烧流速提高就使得燃气扩散均匀，混合充分，充分提高了燃气的燃烧效果，燃烧单元通过锥面将燃气均匀扩散成环状由燃烧头喷出，燃气扩散均匀，流速提高，稳焰喷孔的设置保证了燃气在高整流动下的燃烧效果和燃烧稳定性，提高了燃气的燃烧效果，升温快，炉内温度均匀，节约能源，减少了一氧化碳和氮氧化合物的排放量，经测量，本燃烧器节能达到10％以上，

附图说明

图1为本实用新型提供的化工窑炉扩散燃烧器的结构示意图。

图2为本实用新型中的燃烧单元的剖视图。

图中：1.燃气接口，2.燃气管，3.燃烧单元，4.内环助燃风，5.内环助燃风室通道，6.外环助燃风，7.外环助燃风室通道，8.点火枪，9.燃烧器主火焰喷口，10.窑壁耐火墙，11.燃气喷嘴，12.空燃收缩混合腔，13.混合气通道腔，14.混合气扩张腔，15.燃烧杯，16.炉头分火帽，17.第一锥面，18.第二锥面，19.第三锥面，20.环形主火焰喷口，21.稳焰喷孔。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型具体实施方式，详细说明本实用新型。

本实用新型提供了一种化工窑炉扩散燃烧器，如图1所示，包括一个圆形炉筒，本实施例中，圆形炉筒的直径为720毫米、长1200毫米，圆形炉筒后方有一个燃气接口1，燃气接口1通过管路连接有多个燃烧单元3，所有燃烧单元3间隔均匀地安装在圆形炉筒内，圆形炉筒内设置有点火枪8，圆形炉筒内有一个圆柱筒状的隔风筒将圆形炉筒连同圆形炉筒内的燃烧单元3分隔成外环区和中心区两个区域，中心区内形成内环助燃风室通道5，外环区内形成外环助燃风室通道7，内环助燃风室通道5与内环助燃风4连通，外环助燃风室通道7与外环助燃风6连通，点火枪8设置在内环助燃风室通道5中，外环区和内环区这两个区域分别供风以便于控制各区域的燃烧状态，外环区内设置的燃烧单元3的数量占燃烧单元3的总数量的30～40％，圆形炉筒的后端开口为燃烧器主火焰喷口9；

燃烧单元3包括一个与燃气接口1连通的燃气管2、设置在燃气管2前端的燃气喷嘴11、与燃气喷嘴11连通的空燃收缩混合腔12、与空燃收缩混合腔12连通的混合气通道腔13、与混合气通道腔13连通的混合气扩张腔14、安装在混合气扩张腔14前端的燃烧头，燃烧头由环形的燃烧杯15和置于燃烧杯15内的锥形的炉头分火帽16组成，燃烧杯15的前端向外倾斜进而使燃烧杯15的前端的内表面形成一个环形内锥面，锥形的炉头分火帽16朝后的方向上有三个锥面，第一锥面17位于混合气扩张腔14内起到导流燃气作用；第二锥面18在燃烧杯15内起到分散燃气作用，第三锥面19与燃烧杯15的轴线之间的夹角为α，α为135～145°燃烧杯15的环形内锥面与第三锥面19平行并有缝隙进而形成环形主火焰喷口20，环形主火焰喷口20的轴线与炉头分火帽16的轴线之间的夹角为β，β与α相等，炉头分火帽16前端中心有向内凹陷的锥形的凹坑，炉头分火帽16上位于第二锥面18与凹坑的凹面之间均布有多个向内倾斜的通孔结构的稳焰喷孔21，稳焰喷孔21与炉头分火帽16的轴线之间的夹角为e，e为25～30°。

环形主火焰喷口20应满足以下条件：环形主火焰喷口20的长度l与环形主火焰喷口20的宽度w之间的比值大于等于2。

技术特征：

1.化工窑炉扩散燃烧器，包括一个圆形炉筒，圆形炉筒后方有一个燃气接口(1)，燃气接口(1)通过管路连接有多个燃烧单元(3)，所有燃烧单元(3)间隔均匀地安装在圆形炉筒内，圆形炉筒内设置有点火枪(8)，其特征在于，圆形炉筒内有一个圆柱筒状的隔风筒将圆形炉筒连同圆形炉筒内的燃烧单元(3)分隔成外环区和中心区两个区域，中心区内形成内环助燃风室通道(5)，外环区内形成外环助燃风室通道(7)，内环助燃风室通道(5)与内环助燃风(4)连通，外环助燃风室通道(7)与外环助燃风(6)连通，点火枪(8)设置在内环助燃风室通道(5)中，外环区和内环区这两个区域分别供风以便于控制各区域的燃烧状态，外环区内设置的燃烧单元(3)的数量占燃烧单元(3)的总数量的30～40％，圆形炉筒的后端开口为燃烧器主火焰喷口(9)；

燃烧单元(3)包括一个与燃气接口(1)连通的燃气管(2)、设置在燃气管(2)前端的燃气喷嘴(11)、与燃气喷嘴(11)连通的空燃收缩混合腔(12)、与空燃收缩混合腔(12)连通的混合气通道腔(13)、与混合气通道腔(13)连通的混合气扩张腔(14)、安装在混合气扩张腔(14)前端的燃烧头，燃烧头由环形的燃烧杯(15)和置于燃烧杯(15)内的锥形的炉头分火帽(16)组成，燃烧杯(15)的前端向外倾斜进而使燃烧杯(15)的前端的内表面形成一个环形内锥面，锥形的炉头分火帽(16)朝后的方向上有三个锥面，第一锥面(17)位于混合气扩张腔(14)内起到导流燃气作用；第二锥面(18)在燃烧杯(15)内起到分散燃气作用，第三锥面(19)与燃烧杯(15)的轴线之间的夹角为α，α为135～145°，燃烧杯(15)的环形内锥面与第三锥面(19)平行并有缝隙进而形成环形主火焰喷口(20)，环形主火焰喷口(20)的轴线与炉头分火帽(16)的轴线之间的夹角为β，β与α相等，炉头分火帽(16)前端中心有向内凹陷的锥形的凹坑，炉头分火帽(16)上位于第二锥面(18)与凹坑的凹面之间均布有多个向内倾斜的通孔结构的稳焰喷孔(21)，稳焰喷孔(21)与炉头分火帽(16)的轴线之间的夹角为e，e为25～30°。

2.根据权利要求1所述的化工窑炉扩散燃烧器，其特征在于，环形主火焰喷口(20)应满足以下条件：

环形主火焰喷口(20)的长度l与环形主火焰喷口(20)的宽度w之间的比值大于等于2。

技术总结
本实用新型提供了一种化工窑炉扩散燃烧器，将多个燃烧单元分成两个区域使配风更加合理和科学，同时便于调整和控制燃烧器的燃烧状态，窑炉升温快，燃烧温度高，炉内温度场均匀；每个燃烧单元都有火焰扩散结构，可以大大提高燃气速度同时不会发生回火，燃烧流速提高就使得燃气扩散均匀，混合充分，充分提高了燃气的燃烧效果，燃烧单元通过锥面将燃气均匀扩散成环状由燃烧头喷出，燃气扩散均匀，流速提高，稳焰喷孔的设置保证了燃气在高整流动下的燃烧效果和燃烧稳定性，提高了燃气的燃烧效果，升温快，炉内温度均匀，节约能源，减少了一氧化碳和氮氧化合物的排放量，经测量，本燃烧器节能达到10％以上。

技术研发人员：穆瑞力;屠同舟;李文财
受保护的技术使用者：北京中宇先创能源科技有限公司
技术研发日：2020.11.11
技术公布日：2021.08.31