高背压炉膛、高温燃气燃烧器的制作方法

本发明涉及一种燃烧装置，特别是一种涉及气体燃料、高背压、高炉膛负荷热容积的冷凝式锅炉、预热空气的燃烧装置。

背景技术：

随着工业锅炉的不断进步，工业锅炉体积、水容量、炉膛空间逐步减小、锅炉效率逐步提高，燃烧器作为锅炉的主要辅机之一，为适应锅炉技术的进步也在不断的完善提高。冷凝式锅炉由于增加了空气预热器和烟气冷凝器造成炉膛背压快速增加、由于冷凝后烟气含大量液态水，不适合采用引风来克服炉膛背压，只能采用燃烧器来适应高炉膛背压、高炉膛负荷热容积、高温助燃空气的方案来解决，此项技术在日本、欧洲国家早已开发成型，在国内还没有相关产品，国外产品价格非常昂贵。

技术实现要素：

本发明针对背景技术中提及的技术缺陷，针对高背压冷凝式锅炉，开发提供一种结构简单、经济性好、能够很好的克服高炉膛背压（3000Pa以上）、适应高炉膛负荷热容积，又能利用烟气余热的并将气体燃料安全、充分燃烧的高背压炉膛、高温燃气燃烧器，这种燃烧器是适应高温助燃空气、炉膛高体积负荷，高炉膛背压的气体燃料燃烧装置。

实现上述目的采用以下技术方案：一种高背压炉膛、高温燃气燃烧器，该燃烧器分别与9-19高压风机、分线箱、控制箱连接在一起；高压风机的出风口连接在立式冷凝式锅炉尾部换热器的空气侧入口上，换热器的空气侧出口与燃烧器进风口相连；

所述的燃烧器包括均风箱、风气调节装置、补燃燃气枪、燃气分配孔板、预混加热室、风量分配环、旋流燃烧头、点火枪、火焰整流器、风量分配环调节手柄、观火孔、1吋管接口；燃烧器设置在立式冷凝式锅炉顶部，燃烧头与均风箱连接，均风箱安装在立式冷凝式锅炉顶部内部；

所述的分线箱设置在燃烧器的均风箱上；所述的高压风机设置在锅炉底部的撬装底座上；高压风机和燃烧器之间通过立式冷凝式锅炉空气的换热器连接；

所述的控制箱内配置有燃烧控制单元和调节单元，控制箱安装在锅炉底部的撬装底座上。

均风箱为圆形和方形衔接组合在一起的箱体结构；圆形结构箱体的直径为570mm，方形结构箱体的截面为260*360mm、长度为200mm；圆形结构箱体部分设有一圆形法兰盖，法兰盖上安装有观火孔、燃气接管、风量分配器调节手柄、点火枪、预留1吋管接口。

用于助燃的高压风机为9-19高压风机，安装在立式冷凝式锅炉底部的撬装底座上，风机出口和所述燃烧器的风气调节装置之间安装有锅炉空气换热器。

燃烧头外壳与均风箱垂直设置，设置在均风箱的底部；所述的点火枪由上至下贯穿均风箱和燃烧头壳体；所述点火枪枪身直径为DN15，枪头均布有孔径为3mm的燃气喷孔，点火枪头部设置有碟状多孔稳焰器19。

风气调节装置设置在均风箱锥形结构箱体的后面，其截面积和均风箱锥形结构箱体最小截面积一致；二者相结合位置的截面上设有风门调解板20，一侧装有用于风气联动和调节的伺服调节系统。

燃烧头外壳内设置有六只补燃燃烧枪，补燃燃烧枪均布在燃烧头中央的旋流燃烧头的外围，其自由端伸出旋流燃烧头前端；每只补燃燃烧枪的前端分别设置有燃气喷孔；各补燃燃气抢的端部与燃气管路连通。

燃气分配孔板为多孔圆板，置于燃气管路终端主燃气喷孔的上游。

燃气管路的终端插装在所述预混加热室上端内部，并通过多孔环形板与燃气管贯通连接；所述预混加热室的下部通过连接件与旋流燃烧头连接。

风量分配环为圆环状结构，套装在补燃燃烧枪的外围；风量分配环与两只调节手柄连接，通过调节手柄上下移动，进而带动调节环的上下移动，分配预混空气量；风量分配环的端面置于旋流燃烧头端面的后侧；调节手柄上有角度刻度。

旋流燃烧头是旋流器和稳焰盘组成；旋流器采用叶片或多孔型结构，稳焰盘采用多孔型结构。

火焰整流罩为不锈钢材质制作而成的中空圆筒形结构，其直径为340mm；所述整流罩前端为缩口结构。

采用上述技术方案，本发明所公开的这种燃烧器可将气体燃料安全、高效的燃烧，可根据各种气体组分的燃烧特点，设计计算燃气分配、风量分配和组织燃烧；可实现高效快速燃烧，形成温度梯度和回流区，从中心预混加热室出来的预混好的燃料快速燃烧，形成高温区，外侧六支补燃枪喷出的燃气为扩散燃烧，形成火焰低温区，中心旋流燃烧头可形成旋转回流区，实现在高背压、有限炉膛空间、高温助燃空气的条件下洁净燃烧，同时结构简单、经济性好。

附图说明

图1为本发明的安装位置结构示意图。

图2为图1的A向结构示意图。

图3为本发明中燃烧器的结构示意图。

图4为图3的B-B向结构示意图。

图5为图3的俯视结构示意图。

图6为图3中的C-C向结构示意图。

图中，均风箱1，燃气管路2，风气调节装置3，补燃燃气枪4，燃气分配孔板5，预混加热室6，风量分配环7，旋流燃烧头8，火焰整流器9，风量分配环调节手柄10，点火枪11，观火孔12，一吋接管13，控制箱14，分线箱15，高压风机16，喷嘴17，风筒18，碟状多孔稳焰器19，风门调解板20。

具体实施方式

下面结合附图1-6，以及实施例，对本发明做进一步的描述。

本发明所公开的是一种高背压炉膛、高温燃气燃烧器，适应高温助燃空气、炉膛高体积负荷，高炉膛背压的气体燃料燃烧装置。燃烧器分别与高压风机、分线箱、控制箱连接，分线箱与燃烧器相连的功能是：燃烧器上电气线路的汇总和分配。高压风机出风口连接在锅炉（立式冷凝式锅炉）尾部换热器空气侧入口上，空气侧出口与燃烧器进风口相连，其功能是：提供给助燃空气和高压空气流，以克服炉膛、烟道、风道等阻力。

燃烧器主要包括均风箱1，燃气管路2，风气调节装置3，补燃燃气枪4，燃气分配孔板5，预混加热室6，风量分配环7，旋流燃烧头8，火焰整流器9，调节手柄10，点火枪11，观火孔12，一吋接管13，控制箱14，分线箱15，高压风机16，喷嘴17，风筒18，碟状多孔稳焰器19，风门调解板20。

分线箱设置在燃烧器均风箱上；高压风机设置锅炉底部的撬装底座上；高压风机和燃烧器之间通过立式冷凝式锅炉空气的换热器连接。控制箱内配置有燃烧控制单元和调节单元。

燃烧器包括均风箱、风气调节装置、补燃燃气枪、燃气分配孔板、预混加热室、风量分配环、旋流燃烧头、点火枪、火焰整流器、风量分配环调节手柄、观火孔、1吋管接口；燃烧器设置在立式冷凝式锅炉顶部，燃烧头与均风箱连接，均风箱安装在立式冷凝式锅炉顶部内部。均风箱为圆形和方形衔接组合在一起的箱体结构；圆形结构箱体的直径为570mm，方形结构箱体的截面为260*360mm、长度为200mm，圆形和方形箱体之间构成锥形筒结构。圆形结构箱体部分设有一圆形法兰盖，法兰盖上安装有观火孔、燃气接管、风量分配器的调节手柄、点火枪、预留1吋管接口。

作为优选，用于助燃的高压风机为9-19高压风机，安装在立式冷凝式锅炉底部的撬装底座上，风机出口和所述燃烧器的风气调节装置之间安装有锅炉空气换热器，换热器是锅炉辅助部件，可根据锅炉换热器的位置布置风机和均风箱的位置。

燃烧头外壳与均风箱垂直设置，设置在均风箱的底部；所述的点火枪由上至下贯穿均风箱和燃烧头壳体；所述点火枪枪身直径为DN15，枪头均布有孔径为3mm的燃气喷孔，点火枪头部设置有碟状多孔稳焰器19。风气调节装置设置在均风箱锥形结构箱体的后面，其截面积和均风箱锥形结构箱体最小截面积一致；二者相结合位置的截面上设有风门调解板20，一侧装有用于风气联动和调节的伺服调节系统。燃烧头外壳内设置有六只补燃燃烧枪，补燃燃烧枪均布在燃烧头中央的旋流燃烧头的外围，其自由端伸出旋流燃烧头前端；每只补燃燃烧枪的前端分别设置有燃气喷孔。燃气分配孔板为多孔圆板，置于燃气管路终端主燃气喷孔的上游。燃气管路的终端插装在所述预混加热室上端内部，并通过多孔环形板与燃气管贯通连接；所述预混加热室的下部通过连接件与旋流燃烧头连接。

风量分配环为圆环状结构，套装在补燃燃烧枪的外围；风量分配环与两只调节手柄连接，通过调节手柄上下移动，进而带动调节环的上下移动，分配预混空气量，调节手柄为长杆状结构，调节手柄的末端与风量分配环侧壁固接。通过调节手柄调节上下位置，风量分配环的端面置于旋流燃烧头端面的后侧，即风量分配环的端面不超过旋流燃烧头的端面；调节手柄上有角度刻度，用于计算和记录风量分配环的转动角度。

旋流燃烧头是旋流器和稳焰盘组成；旋流器采用叶片或多孔型结构，稳焰盘采用多孔型结构。火焰整流罩为不锈钢材质制作而成的中空圆筒形结构，其直径为340mm；整流罩前端为向内侧收缩的缩口结构。

均风箱上设置法兰盖，法兰盖作为燃烧器中心部件的连接载体，拧开法兰连接螺丝，便可以将均风箱内部件整体抽出，便于维修和维护。

均风箱为燃烧器集风部件，其主要功能是：将流态不均匀空气流收集整理，按一定的通道送出。

燃气管路是燃料供应部件，按照燃气流动方向从上游分别设置燃气切断阀、燃气调节阀、燃烧器外部管道、燃烧器内部管道、燃气主喷嘴等，其功能是；安全、平稳的输送燃料，严密的关断燃料，由喷嘴实现合理按一定规则的喷出燃料。

风气调节装置设置在均风箱方形截面入口处，通过伺服系统实现风气联动调节功能。

补燃燃气枪是由燃气管路置于燃烧器内部的管路分出，均匀的分布在旋流燃烧头的外围上，其功能是：合理的分配补燃燃气量，降低火焰温度实现低NOX排放作用。

燃气分配孔板设置在燃气喷嘴上游，实现燃气合理的分配给喷嘴和补燃枪的比例。

预混加热室上部与燃气管路连通，下部通过三个作为支撑的；连接件与旋流燃烧头连接，预混加热室外径为108mm左右，其功能是：在此处将燃气和空气充分混合，预热。

风量分配环置于补燃燃烧枪（或者旋流燃烧头）的外圈与风筒18内侧之间，风筒即均风箱与燃烧头之间风道。风量分配环与调节手柄连接，通过调节手柄的上下移动可以实现风量分配环的上下移动，其功能是：分配进入预混加热室的空气量。

旋流燃烧头置于火焰整流罩的内部，其功能是：组织燃烧。

火焰整流器与风筒（即燃烧头外壳）下端通过一过度铁环连接，主要功能是：调整火焰形状。

该燃烧器的工作原理：

本装置是由控制箱、9-19高压风机与燃烧器组成而成的分体式结构，同时也需要将三者之间通过电线电缆和相应的机械结构连接。该燃烧器主要是采用特殊的结构实现合理的预混比例，保证了燃料的快速燃烧，提高了炉膛负荷热容积，同时为了避免炉膛高温引起的排放超标和降低空气过剩系数，又设置了六支补燃燃气枪，补充燃烧降低了火焰温度和空气过剩系数。采用了高压风机和合理的均风风箱，实现了均匀的火焰和高的抗背压能力。工作时在锅炉炉膛内，形成合理的温度梯度和回流区，实现在该区域内燃料气的可靠燃烧。该装置还可以适用于其它类型的气体燃料。