一种浸没式燃烧器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种浸没式燃烧器，包括炉壳体，炉壳体包括一体连通在底部蜗壳顶面的主燃烧锥体和固定安装在该主燃烧锥体上端制有切向主进气口的顶部蜗壳以及环绕在主燃烧锥体的外周面用于循环水冷却主燃烧锥体的冷却水夹套；底部蜗壳内安装有分别连接有辅助进气管和燃料供应管的燃烧嘴，燃烧嘴的外周环套有冷却循环水盘管，并且该燃烧嘴的燃料内流道中安装有向外喷射水雾冷却燃烧嘴的喷雾水管，底部蜗壳沿切线方向开有排烟通道，炉壳体采用上部主进气和下部排烟的方式浸没设置在冷却浴水中，该炉壳体在冷却浴水中的浸没深度大于炉壳体高度的1/2，冷却浴水的水平面低于冷却水夹套的上开口沿边。
【专利说明】一种浸没式燃烧器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种燃烧装置，特别是一种以液化天然气为燃料的燃烧器，具体地说是一种浸没式燃烧器。
【背景技术】
[0002]目前，液化天然气(LNG)正以每年约12%的高增长率，成为全球增长最迅猛的能源行业之一。近年来，我国的LNG项目发展很快，对LNG的需求量也迅猛增长。气化装置作为接收站的重要设备决定并影响着整个LNG接收站及输气管道的正常运行。世界LNG接收站中使用最多的气化装置为开架式气化装置和浸没燃烧式气化装置，开架式气化装置作为基荷气化器，浸没燃烧式气化装置作为调峰用气化装置。浸没式燃烧器是浸没燃烧式气化装置的一个重要组成部分。现有技术中由于该类燃烧器处于一个相对封闭的区域内燃烧且主要为气化装置的热交换浴水提供热能，因此燃能的热效利用率以及自身的冷却就非常重要，如果热效利用率低，则会造成能源上的浪费，如果自身在燃烧时由于温度过高而得不到应有的冷却则会降低燃烧器的使用寿命。因此合理的设计结构是提高该类燃烧器性能的一个重要前提。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供结构紧凑、无明火接触、安全可靠，具有一定自冷能力且热效利用率能高达95%以上的一种浸没式燃烧器。
[0004]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种浸没式燃烧器，包括炉壳体，炉壳体包括一体连通在底部蜗壳顶面的主燃烧锥体和固定安装在该主燃烧锥体上端制有切向主进气口的顶部蜗壳以及环绕在主燃烧锥体的外周面用于循环水冷却主燃烧锥体的冷却水夹套；底部蜗壳内安装有分别连接有辅助进气管和燃料供应管的燃烧嘴，燃烧嘴的外周环套有冷却循环水盘管，并且该燃烧嘴的燃料内流道中安装有向外喷射水雾冷却燃烧嘴的喷雾水管，底部蜗壳沿切线方向开有排烟通道，炉壳体采用上部主进气和下部排烟的方式浸没设置在冷却浴水中，该炉壳体在冷却浴水中的浸没深度大于炉壳体高度的1/2，冷却浴水的水平面低于冷却水夹套的上开口沿边。
[0005]为优化上述技术方案，采取的措施还包括:
[0006]上述的冷却水夹套为筒柱形体，该冷却水夹套的底面与主燃烧锥体密封相焊接，冷却水夹套与主燃烧锥体的外周面间形成有冷却水腔，冷却水夹套的上开口为冷却水腔的水腔开口，并且冷却水夹套的下部制有连通冷却水腔的冷却水进口，冷却水由冷却水进口经冷却水腔吸热后从冷却水夹套的上开口排出。
[0007]上述的冷却水夹套的上开口内周面等弧度均布焊接有增强板，冷却水进口焊装有连接法兰。
[0008]上述的顶部蜗壳的旋转中心轴线和底部蜗壳的旋转中心轴线以及主燃烧锥体的中心轴线三线相重叠，主燃烧锥体为上孔口小、下孔口大的正锥形筒体结构。
[0009]上述的顶部蜗壳的外周面和底部蜗壳的外周面分别焊接有呈辐射状分布的顶蜗壳加强凸筋和底蜗壳加强凸筋。
[0010]上述的主燃烧锥体的上孔口伸入到顶部蜗壳的蜗腔中，顶部蜗壳的顶面形成有上凸起的柱形聚气腔，该聚气腔与主燃烧锥体的上孔口上下相对应。
[0011]上述的燃烧嘴固定安装在底部蜗壳的底面上，并且该燃烧嘴的中心轴线与底部蜗壳的旋转中心轴线相重叠。
[0012]上述的燃烧嘴包括喷气嘴和固定安装在喷气嘴中的燃料喷嘴，燃料喷嘴延伸出喷气嘴的喷气口，辅助进气管与喷气嘴相连通，上述的燃料内流道为燃料喷嘴制有的轴向孔道，燃料供应管与燃料喷嘴的燃料内流道相连通。
[0013]上述的燃料喷嘴的上端制有喷头部，喷头部制有连通燃料内流道的喷孔，该喷头部的顶面制有向下延伸连通燃料内流道的冷却喷孔，喷雾水管穿过喷气嘴由燃料喷嘴的底面伸入至燃料内流道中，并且该喷雾水管的端头安装有喷雾头，喷雾头位于冷却喷孔中。
[0014]上述的冷却循环水盘管设置在喷气嘴的喷气口处，并且该冷却循环水盘管的直径小于喷气口的直径，冷却循环水盘管的顶端略高于喷头部的顶面，冷却循环水盘管的两端分别弓I出有冷却进水管和冷却出水管。
[0015]与现有技术相比，本实用新型的炉壳体采用上主进气和下排烟的方法浸设在冷却浴水中，使本产品在燃烧时热量能最大化的被冷却浴水吸收，减少热能的损耗，炉壳体的上部和底部分别采用顶部蜗壳和底部蜗壳的蜗壳式结构，能使进入的气流或排出的烟气获得旋转的动力。旋转的气流更有利于空气与燃料的均匀混合，而旋转的烟气则可以降低排放时的阻力。燃烧嘴分别设有冷却循环水盘管和喷雾水管以及主燃烧锥体套设有冷却水夹套不仅加大了燃烧器燃烧时对冷却浴水加热的效率，有利于浴水保持恒温，而且还能对炉壳体和燃烧嘴进行充分的降温，保证本产品能有一个比较合理的工作环境温度，提高产品的使用寿命。本实用新型设置在冷却浴水中，安全性高，无明火接触，热效利用率能高达95%以上，并具有结构紧凑，占地面积小，组装容易的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型实施例的正视结构示意图；
[0017]图2是图1的俯看图；
[0018]图3是本实用新型的局部纵向剖视结构图；
[0019]图4是图1中的左视结构图；
[0020]图5是图1中燃烧嘴的立体组装结构示意图；
[0021]图6是图5中燃料喷嘴的结构示意图；
[0022]图7是本实用新型的立体总装结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。
[0024]图1至图7所示为本实用新型的原理结构示意图。
[0025]其中的附图标记为:底蜗壳加强凸筋A、顶蜗壳加强凸筋B、聚气腔D、冷却水腔K、炉壳体1、底部蜗壳11、排烟通道11a、主燃烧锥体12、冷却水进口 121、连接法兰122、顶部蜗壳13、主进气口 13a、冷却水夹套14、增强板141、燃烧嘴2、喷气嘴21、燃料喷嘴22、燃料内流道22a、喷孔22b、冷却喷孔22c、喷头部221、辅助进气管3、燃料供应管4、冷却循环水盘管5、冷却进水管51、冷却出水管52、喷雾水管6、喷雾头61。
[0026]如图1至7所示，本实用新型的一种浸没式燃烧器，包括炉壳体1，炉壳体I包括一体连通在底部蜗壳11顶面的主燃烧锥体12和固定安装在该主燃烧锥体12上端制有切向主进气口 13a的顶部蜗壳13以及环绕在主燃烧锥体12的外周面用于循环水冷却主燃烧锥体12的冷却水夹套14 ;底部蜗壳11内安装有分别连接有辅助进气管3和燃料供应管4的燃烧嘴2，燃烧嘴2的外周环套有冷却循环水盘管5，并且该燃烧嘴2的燃料内流道22a中安装有向外喷射水雾冷却燃烧嘴2的喷雾水管6，底部蜗壳11沿切线方向开有排烟通道11a，炉壳体I采用上部主进气和下部排烟的方式浸没设置在冷却浴水中，该炉壳体I在冷却浴水中的浸没深度大于炉壳体I高度的1/2，冷却浴水的水平面低于冷却水夹套14的上开口沿边。本实用新型为应用在浸没式液化天然气气化装置中的一种燃烧器，本实用新型直接设置在为气化液态天然气提供换热能量的冷却浴水中，由于大部分浸没在浴水中，因而与气化装置无明火接触，安全可靠并且燃烧热利用率非常高，能量损耗小。本实用新型的排烟通道Ila设置炉壳体I的下部，因而燃烧产生高温烟气直接排放到浴水中，不仅能施放热能提高浴水的温度，同时还能扰动浴水高速湍动，使浴水产生循环流动加快和提高与气化装置中流动的液化天然气的换热效率。本实用新型的炉壳体I的上部和下部分别采用顶部蜗壳13和底部蜗壳11的蜗壳式结构，顶部蜗壳13和底部蜗壳11分别能使进入的空气和排出的烟气获得旋转的动力，旋转的空气能与燃烧嘴2喷射的燃料在主燃烧锥体12内相遇，燃料在旋转的空气的带动下旋转并均匀混合燃烧，从而保证了燃烧的完全性，减少污染排放，提高能源利用，蜗壳式结构的旋转排烟则减少了排放的阻力，同时提高了对浴水的扰动。本实用新型的主燃烧锥体12设有冷却水夹套14，燃烧嘴2则设有冷却循环水盘管5和喷雾水管6，因此在本实用新型工作时不仅能提高对冷却浴水加热的效率，有利于浴水保持恒温，而且还能对炉壳体I和燃烧嘴2进行充分的降温，保证本实用新型能有一个比较合理的工作环境温度，提高产品的使用寿命。
[0027]实施例中如图3所示，本实用新型的冷却水夹套14为筒柱形体，该冷却水夹套14的底面与主燃烧锥体12密封相焊接，冷却水夹套14与主燃烧锥体12的外周面间形成有冷却水腔K，冷却水夹套14的上开口为冷却水腔K的水腔开口，并且冷却水夹套14的下部制有连通冷却水腔K的冷却水进口 121，冷却水由冷却水进口 121经冷却水腔K吸热后从冷却水夹套14的上开口排出，从冷却水腔K中排出的热水直接回落到炉壳体I设置的冷却浴水中。
[0028]实施例中，为了提高冷却水夹套14强度，冷却水夹套14的上开口内周面处等弧度均布焊接有与主燃烧锥体12连接的增强板141，同时为了方便安装连接，冷却水进口 121上焊装有连接法兰122。
[0029]实施例中，顶部蜗壳的13旋转中心轴线和底部蜗壳11的旋转中心轴线以及主燃烧锥体12的中心轴线三线相重叠，主燃烧锥体12为上孔口小、下孔口大的正锥形筒体结构。
[0030]实施例中，从图2、图4和图7中都可以看出，顶部蜗壳13的外周面和底部蜗壳11的外周面分别焊接有呈辐射状分布的顶蜗壳加强凸筋B和底蜗壳加强凸筋A。
[0031]实施例中，主燃烧锥体12的上孔口伸入到顶部蜗壳13的蜗腔中，顶部蜗壳13的顶面形成有上凸起的柱形聚气腔D，该聚气腔D与主燃烧锥体12的上孔口上下相对应。本实用新型的空气进入顶部蜗壳13后获得旋转力在聚气腔D旋转后经主燃烧锥体12的上孔口进入主燃烧锥体12的燃烧腔中。
[0032]实施例中，燃烧嘴2固定安装在底部蜗壳11的底面上，并且该燃烧嘴2的中心轴线与底部蜗壳11的旋转中心轴线相重叠。
[0033]如图5所示实施例中，燃烧嘴2包括喷气嘴21和固定安装在喷气嘴21中的燃料喷嘴22，燃料喷嘴22延伸出喷气嘴21的喷气口，辅助进气管3与喷气嘴21相连通，燃料内流道22a为燃料喷嘴22制有的轴向孔道，燃料供应管4与燃料喷嘴22的燃料内流道22a相连通。喷气嘴21为具有一端开口的桶柱形体，喷气嘴21的周面与底部蜗壳11的底面密封固定相配合，这样可以防止浴水进入底部蜗壳11的蜗腔中。
[0034]实施例中如图6所示，燃料喷嘴22的上端制有喷头部221，喷头部221制有连通燃料内流道22a的喷孔22b，该喷头部221的顶面制有向下延伸连通燃料内流道22a的冷却喷孔22c，喷雾水管6穿过喷气嘴21由燃料喷嘴22的底面伸入至燃料内流道22a中，并且该喷雾水管6的端头安装有喷雾头61，喷雾头61位于冷却喷孔22c中。燃料经喷孔22b喷出后与喷气嘴21喷出的辅助空气发生混合产生一个小范围的燃烧，更多的燃料则向上进入到主燃烧锥体12中，与上部主进气口 13a进入的空气发生混合燃烧。
[0035]实施例中，冷却循环水盘管5设置在喷气嘴21的喷气口处，并且该冷却循环水盘管5的直径小于喷气口的直径，冷却循环水盘管5的顶端略高于喷头部221的顶面，冷却循环水盘管5的两端分别引出有冷却进水管51和冷却出水管52。
[0036]本实用新型在工作时，燃烧用空气从两个位置进入燃烧器，主燃烧空气从主进气口 13a进入顶部蜗壳13，辅助燃烧空气经辅助进气管3供应到燃烧嘴2周围的区域，燃烧嘴2燃烧的火焰向上到主燃烧锥体12，燃料在主燃烧锥体12中与从主进气口 13a进入的主燃烧空气共同反应。主燃烧空气通过一个切线进口进入到顶部蜗壳13中，并在顶部蜗壳13中获得旋转动力。在烟气排出之前，主燃烧空气与燃烧嘴2来的燃料气沿着燃烧轴线打循环，实现均匀混合。燃烧后的烟气则通过底部蜗壳11的排烟通道Ila排入冷却浴水中。
[0037]主燃烧锥体12的冷却过程是:冷却水从冷却水夹套14底部的冷却水进口 121接口进入冷却水腔K，冷却主燃烧锥体12后冷却水冷却水夹套14的上开口排出回落到炉壳体I设置的冷却浴水中，实现循环。
【权利要求】
1.一种浸没式燃烧器，包括炉壳体(1)，其特征是:所述的炉壳体(1)包括一体连通在底部蜗壳(11)顶面的主燃烧锥体(12)和固定安装在该主燃烧锥体(12)上端制有切向主进气口(13a)的顶部蜗壳(13)以及环绕在主燃烧锥体(12)的外周面用于循环水冷却主燃烧锥体(12)的冷却水夹套(14);所述的底部蜗壳(11)内安装有分别连接有辅助进气管(3)和燃料供应管(4)的燃烧嘴(2)，所述的燃烧嘴(2)的外周环套有冷却循环水盘管(5)，并且该燃烧嘴⑵的燃料内流道(22a)中安装有向外喷射水雾冷却燃烧嘴(2)的喷雾水管(6)，所述的底部蜗壳(11)沿切线方向开有排烟通道(11a)，所述的炉壳体(1)采用上部主进气和下部排烟的方式浸没设置在冷却浴水中，该炉壳体(1)在冷却浴水中的浸没深度大于炉壳体(1)高度的1/2，所述的冷却浴水的水平面低于冷却水夹套(14)的上开口沿边。
2.根据权利要求1所述的一种浸没式燃烧器，其特征是:所述的冷却水夹套(14)为筒柱形体，该冷却水夹套(14)的底面与主燃烧锥体(12)密封相焊接，所述的冷却水夹套(14)与主燃烧锥体(12)的外周面间形成有冷却水腔(K)，所述的冷却水夹套(14)的上开口为冷却水腔(K)的水腔开口，并且所述的冷却水夹套(14)的下部制有连通冷却水腔(K)的冷却水进口(121)。
3.根据权利要求2所述的一种浸没式燃烧器，其特征是:所述的冷却水夹套(14)的上开口内周面等弧度均布焊接有增强板(141)，所述的冷却水进口(121)焊装有连接法兰(122)。
4.根据权利要求3所述的一种浸没式燃烧器，其特征是:所述的顶部蜗壳的(13)旋转中心轴线和底部蜗壳(11)的旋转中心轴线以及主燃烧锥体(12)的中心轴线三线相重叠，所述的主燃烧锥体(12)为上孔口小、下孔口大的正锥形筒体结构。
5.根据权利要求4所述的`一种浸没式燃烧器，其特征是:所述的顶部蜗壳(13)的外周面和底部蜗壳(11)的外周面分别焊接有呈辐射状分布的顶蜗壳加强凸筋(B)和底蜗壳加强凸筋⑷。
6.根据权利要求5所述的一种浸没式燃烧器，其特征是:所述的主燃烧锥体(12)的上孔口伸入到顶部蜗壳(13)的蜗腔中，所述的顶部蜗壳(13)的顶面形成有上凸起的柱形聚气腔(D)，该聚气腔(D)与主燃烧锥体(12)的上孔口上下相对应。
7.根据权利要求6所述的一种浸没式燃烧器，其特征是:所述的燃烧嘴(2)固定安装在底部蜗壳(11)的底面上，并且该燃烧嘴(2)的中心轴线与底部蜗壳(11)的旋转中心轴线相重叠。
8.根据权利要求7所述的一种浸没式燃烧器，其特征是:所述的燃烧嘴(2)包括喷气嘴(21)和固定安装在喷气嘴(21)中的燃料喷嘴(22)，所述的燃料喷嘴(22)延伸出喷气嘴(21)的喷气口，所述的辅助进气管(3)与喷气嘴(21)相连通，所述的燃料内流道(22a)为燃料喷嘴(22)制有的轴向孔道，所述的燃料供应管(4)与燃料喷嘴(22)的燃料内流道(22a)相连通。
9.根据权利要求8所述的一种浸没式燃烧器，其特征是:所述的燃料喷嘴(22)的上端制有喷头部(221)，所述的喷头部(221)制有连通燃料内流道(22a)的喷孔(22b)，该喷头部(221)的顶面制有向下延伸连通燃料内流道(22a)的冷却喷孔(22c)，所述的喷雾水管(6)穿过喷气嘴(21)由燃料喷嘴(22)的底面伸入至燃料内流道(22a)中，并且该喷雾水管(6)的端头安装有喷雾头(61)，所述的喷雾头(61)位于冷却喷孔(22c)中。
10.根据权利要求9所述的一种浸没式燃烧器，其特征是:所述的冷却循环水盘管(5)设置在喷气嘴(21)的喷气口处，并且该冷却循环水盘管(5)的直径小于喷气口的直径，所述冷却循环水盘管(5)的顶端略高于喷头部(221)的顶面，所述冷却循环水盘管(5)的两端分别引出有冷却进水管(51)和冷却出水管(`52)。
【文档编号】F23D14/02GK203384977SQ201320389508
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年7月2日 优先权日:2013年7月2日
【发明者】蔡丽萍, 刘会明, 连海峰, 郭国义, 陈坤 申请人:宁波中能连通机械有限公司