一种燃气伴燃的重油燃烧器的制作方法

本实用新型属于热能工程中的燃烧设备领域，具体涉及一种重油燃烧器，该装置可以应该于锅炉、冶金加热炉、隧道窑等燃烧系统中。

背景技术：

燃油燃烧器一般可以分为轻油燃烧器和重油燃烧器，其中轻油主要指柴油，重油主要指的是原油提取汽油、柴油后剩余的重质油。与轻油相比，重油具有价格低廉、燃烧安全和易于储存的优点。随着优质燃油和天然气价格的不断攀升，重油燃烧装置也越来越受到工业界的重视。但是重油在燃烧过程中还存在以下几点缺陷：

1、由于重油闪点高，常态下难以点燃，尤其是200#以上的重油，因此在燃烧中存在点火困难的问题；

2、由于重油中高分子碳氢化合物含量高，不容易燃烬，当油蒸发速度小于其燃烧速度时会发生裂解析碳，特别是当油/气混合不良，燃烧器区域温度不够高，燃料在高温区停留时间不够长，火或氧浓度不足时，更容易发生析碳等不完全燃烧现象；

3、相对于轻柴油，重油中的N含量偏高，约在0.5～1％，因此在燃烧中除了生成热力型的NO_x，还会生成大量的燃料型NO_x。

如何解决重油燃烧的点火困难问题、燃烧不完全问题和NO_x排放较高的问题，是重油燃烧设备亟待解决的难题。

技术实现要素：

为了解决现有重油燃烧点火困难的技术问题，本实用新型提供一种燃气伴燃的重油燃烧器。

本实用新型的技术解决方案：

一种燃气伴燃的重油燃烧器，其特殊之处在于：包括重油芯管19、燃气外套管18、一次风外套筒17、燃气预混室11、高能点火装置2以及预混燃气点火枪12，所述重油芯管19的一端设置有重油油枪入口1，所述重油芯管19的另一端设置有重油雾化喷头13，所述燃气外套管18位于重油芯管19的外侧且与重油芯管19之间形成半燃燃气环形通道，半燃燃气通过设置在燃气外套管18上的燃气入口进行半燃燃气环形通道，一次风外套筒17设置在燃气外套管18的外侧且与燃气外套管18之间形成一次风环形通道，一次空气入口5设置在一次风外套筒17上，所述预混燃气点火枪12设置在一次风环形通道内，所述预混燃气点火枪12的一端设置有高能点火装置2，所述预混燃气点火枪12上设置有预混燃气点火枪空气入口4和预混燃气点火枪燃气入口；所述预混燃气点火枪空气入口4和预混燃气点火枪燃气入口3均与一次风环形通道连通，所述燃气预混室11固定在一次风外套筒17的出口端，所述预混燃气点火枪出口、重油雾化喷头13、燃气外套管18的出口以及一次风外套筒的出口均位于燃气预混室11内。

燃气预混室11内布置有伴燃预混燃气旋流片14，所述伴燃预混燃气旋流片14位于半燃燃气环形通道和一次风环形通道的出口处。

上述燃气预混室11为缩放结构，燃气预混室11的材料为Cr₂₅Ni₂₀。

还包括二次风外套筒16，所述二次风外套筒16设置有二次空气入口6，所述二次风外套筒16设置在一次风外套筒17的外侧且与一次风外套筒17之间形成二次空气环形通道，二次空气通过二次空气入口6进入二次空气环形通道。

上述二次空气环形通道的出口处设置有二次空气旋流片10。

还包括三次风外套筒15，所述三次风外套筒15设置在二次风外套筒16的外侧且与二次风外套筒16之间形成三次空气环形通道，所述三次风外套筒15上设置有三次空气入口7，三次空气通过三次空气入口7进入三次空气环形通道。

上述三次空气环形通道的出口处设置有三次空气旋流片9。

还包括UV火焰探测器20，所述UV火焰探测器20设置在一次风外套筒17的端头。

上述伴燃预混燃气旋流片14上开设多个透光孔。

上述二次空气入口6和三次空气入口7前加装空调调节阀门。

本实用新型所具有优点：

1、本实用新型为一种应用于锅炉、冶金加热炉、隧道窑等领域的带燃气伴燃的重油燃烧器，该装置为了解决重油燃烧器点火困难的问题，首先采用预混燃气点火枪取代传统的简单高能点枪，采用明火方式引燃伴燃燃气和雾化重油；其次引入燃气伴燃，在重油雾化枪外侧形成旋流预混气(燃气与空气)，提高点火可靠性，降低燃烧不完全程度和NO_x排放。

2、本实用新型为了解决重油燃烧器燃烧不完全，析碳严重的现象，设置了旋流预混气，在重油雾化区域创造高温环境，增加重油蒸发速度，此外，还在重油喷嘴外侧设置了旋流空气，增强空气与重油的混合强度。在重油雾化枪外侧设置旋流预混气的另外一个好处就是在重油早期燃烧时，就创造一个高温低氧环境，通过燃气在再燃作用，降低重油燃料型NO_x的生成量。

3、本实用新型为了提高燃烧装置的可靠性，在燃烧器端部增加紫外火焰探测器(UV)，为了更好的通过UV采集火焰信号，在预混气出口旋流片上开设多个透光孔。

4、本实用新型重油燃烧器的推广，在降低企业运营成本的同时，也为重油燃烧节能减排做出巨大贡献。

附图说明

图1是燃气伴燃重油燃烧器主视图；

图2是燃气伴燃重油燃烧器俯视图；

图3是燃气伴燃重油燃烧器左视图；

图4是燃气伴燃重油燃烧器右视图；

其中附图标记为：1-重油油枪入口，2-高能点火装置，3-预混燃气点火枪燃气入口，4-预混燃气点火枪空气入口，5-一次空气入口，6-二次空气入口，7-三次空气入口，8-安装法兰，9-三次空气旋流片，10-二次空气旋流片，11-燃气预混室，12-预混燃气点火枪出口，13-重油雾化喷头，14-伴燃预混燃气旋流片，15-三次风外套筒，16-二次风外套筒，17-一次风外套筒，18-燃气外套管，19-重油芯管，20-UV火焰探测器，21-燃气入口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：

如图1、图2、图3、图4所示一种燃气伴燃的重油燃烧器，包括重油芯管19、燃气外套管18、一次风外套筒17、燃气预混室11、高能点火装置2以及预混燃气点火枪12，重油芯管19的一端设置有重油油枪入口1，重油芯管19的另一端设置有重油雾化喷头13，燃气外套管18位于重油芯管19的外侧且与重油芯管19之间形成半燃燃气环形通道，半燃燃气通过设置在燃气外套管18上的燃气入口进行半燃燃气环形通道，一次风外套筒17设置在燃气外套管18的外侧且与燃气外套管18之间形成一次风环形通道，一次空气入口5设置在一次风外套筒17上，所述预混燃气点火枪12设置在一次风环形通道内，预混燃气点火枪12的一端设置有高能点火装置2，预混燃气点火枪12上设置有预混燃气点火枪空气入口4和预混燃气点火枪燃气入口所述预混燃气点火枪空气入口4和预混燃气点火枪燃气入口3均与一次风环形通道连通，燃气预混室11固定在一次风外套筒17的出口端，预混燃气点火枪出口、重油雾化喷头13、燃气外套管18的出口以及一次风外套筒的出口均位于燃气预混室11内。

点火燃气和点火空气通过预混燃气点火枪燃气入口3和预混燃气点火枪空气入口4进入点火枪内，在点火枪内形成预混气体，然后被高能点火装置2释放的高压电弧引入，形成明火小火焰。重油燃烧器伴燃燃气由燃气入口21进入燃烧器，然后在重油芯管19和燃气外套筒18形成的环形通道内流动；一次空气由一次空气入口5进入燃烧器，然后在燃气外套筒18和一次风外套筒17之间形成的环形通道内流动。伴燃燃气和一次空气在燃气预混室11内进行混合，形成伴燃混合气。伴燃混合气通过布置在燃气预混室11内的旋流片14形成旋转气流，然后被由预混燃气点火枪出口12喷出的明火引燃，在重油雾化区域形成高温低氧环境。重油由重油油枪入口1进入重油芯管，然后经重油雾化喷头13雾化后进入炉膛参与燃烧，被点火枪形成的明火火焰和伴流燃烧形成的高温区引燃，由于燃气伴燃的作用，可以减少重油燃烧析碳现象和降低燃料型NO_x生成。伴燃燃气由燃气入口21进入燃烧器，然后在重油芯管19和燃气外套筒18形成的环形通道内流动；一次空气由一次空气入口5进入燃烧器，然后在燃气外套筒18和一次风外套筒17之间形成的环形通道内流动。伴燃燃气和一次风在燃气预混室11内进行混合，形成伴燃混合气。采用预混燃气点火枪12取代传统的简单高能点枪，采用明火方式引燃雾化重油，空气和燃气进入预混燃气点火枪，形成预混气体，然后被高能点火装置2形成的高压电弧引燃，形成明火，然后引燃燃气预混室11喷出的伴燃预混气和雾化后的重油。

实施例2：

燃气预混室11内布置有伴燃预混燃气旋流片14，伴燃预混燃气旋流片14位于半燃燃气环形通道和一次风环形通道的出口处。本实用新型在重油雾化喷头13的外侧设置预混伴燃混合气，伴燃混合气通过燃气预混室11内设置的旋流片14，形成旋转气流。预混燃气点火枪12首先点燃伴燃混合气，伴燃混合气的燃烧能够提高雾化后重油点火可靠性，还能够提供高温低氧环境，减少重油燃烧析碳现象和降低燃料型NO_x生成。

实施例3：

燃气预混室为缩放结构，能够进一步提高伴燃混合气燃烧时回流区的尺寸。燃气预混室11一般耐热钢结构，建议选择Cr₂₅Ni₂₀耐热不锈钢。

实施例4：

还包括二次风外套筒16和三次风外套筒15，二次风外套筒16设置有二次空气入口6，二次风外套筒16设置在一次风外套筒17的外侧且与一次风外套筒17之间形成二次空气环形通道，二次空气通过二次空气入口6进入二次空气环形通道。二次空气通道的出口处设置有二次空气旋流片10。三次风外套筒15设置在二次风外套筒16的外侧且与二次风外套筒16之间形成三次空气环形通道，所述三次风外套筒15上设置有三次空气入口7，三次空气通过三次空气入口7进入三次空气环形通道。二次风和三次风分别由二次风入口和三次风入口(6、7)进入燃烧器，然后分布在一次风外套筒(17)、二次风外套筒(16)和三次风外套筒(15)形成的环形通道内流动，分别经设置在环形通道内的旋流片(9、10)形成旋转气流，喷入炉膛。通过调节加装在二次风和三次风入口前阀门控制火焰形态，当需要长火焰时，增加三次风供给，减少二次风供给；当需要短火焰时，增加二次风供给，减少三次风供给。

实施例5：

空气分别由一次风入口5、二次风入口6和三次风入口7供入燃烧器内，且在一次风、二次风和三次风出口通道分别设置旋流片(9、10、14)。一次风、二次风和三次风出口通道旋流片(9、10、14)均为轴向旋流方式，且旋流方向相同，一次风和二次风建议采用强旋流结构，三次风采用弱旋流结构，旋流片与轴的夹角建议小于30°。为了进一步的提高空气旋流效果，二次风和三次风采用蜗壳方式进气(6、7)，所形成的旋流方向与轴向旋流片(9、10、14)形成的旋流方向相同。

实施例6：

本实用新型推荐一次风、二次风和三次风的比例分别为20％、30％和50％，但建议在二次风和三次风入口前加装空调调节阀门，可以通过阀门调节控制火焰形态，当需要长火焰时，增加三次风供给，减少二次风供给；当需要短火焰时，增加二次风供给，减少三次风供给。

实施例7：

为了提高燃烧装置的可靠性，在燃烧器端部增加紫外UV火焰探测器20，UV火焰探测器20设置在一次风外套筒17的端头。为了更好的通过UV采集火焰信号，在预混气出口旋流片14上开设多个透光孔。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。