专利名称：一种低ＮＯｘ燃烧重油的逆喷型气体辅助雾化油枪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电站锅炉及相关工业炉窑用燃油燃烧器的雾化油枪，特别涉及燃烧重油及相关高粘可燃流体的气体辅助雾化油枪，该油枪可应用于燃油电站锅炉及工业用炉窑，进行低NOx燃烧。
背景技术：
重油作为21的重要能源，其探明储量是现有开采量的几千倍，重油燃烧技术作为重油热能利用的主要技术，其发展空间巨大。自从第一台重油燃烧器问世以来，重油燃烧器广泛应用于玻璃、陶瓷、耐火材料、水泥及冶金等工业炉窑及国外燃油电站锅炉。由于重油的粘度较高、难于雾化，热解后生成的焦壳减缓油滴的蒸发等特点，使重油的燃烧存在以下技术难点:(I)点火时间长，升温慢，启动时间过长；(2)燃烧不完全、冒黑烟，燃烧效率低，经济性差:(3)N0x排放量高，严重污染环境。现有的燃烧器普遍存在以上问题，上述问题解决的关键在于重油的雾化过程，为使重油完全燃烧，应使其快速蒸发，其雾化粒度50 μ m以下的粒径最好在85%以上，20 μ m以下粒径占5%左右时，着火稳定；同时为降低NOx的排放量，应采用先进的低氮燃烧技术。作为燃烧器中的关键部件，雾化油枪的性能决定着重油的雾化质量、进一步影响到其燃烧完全程度，采用合理的喷口布局形成合理的雾场分布将对NOx的抑制产生显著的效果。因而开发出能高效雾化重油，并形成一定合理雾场的重油喷枪能解决以上问题，具有广泛的应用价值。
发明内容为了解决现有的气体辅助雾化油枪的点火时间长、燃烧不完全、NOx排放量高的技术问题，本实用新型提供一种低N O X燃烧重油的逆喷型气体辅助雾化油枪。本实用新型的技 术解决方案:一种低N O X燃烧的重油气体辅助雾化油枪，包括枪体组件和喷嘴组件，所述枪体组件包括重油管5、雾化气体管6、油气分配器3、管板8、雾化气体接头9以及重油接头7，所述重油管5与雾化气体管6的一端通过管板8连接，所述雾化气体管6位于枪体中心其内腔为雾化气腔道，所述雾化气体接头9设置在雾化气体管6上且与雾化气腔道相通，所述雾化气体管6和重油管5之间形成的重油腔道，所述重油接头7设置在重油管5上且与重油腔道相通，所述油气分离器设置在重油管5与雾化气体管6的另一端，所述喷嘴组件通过油气分离器与枪体组件固定连接且相通，其特殊之处在于:所述喷嘴组件包括喷头组件和限流椎板，所述限流椎板2与油气分配器3密封连接，所述喷头组件包括喷头、设置在喷头上的多个混合单元，所述混合单元包括油孔111、预混室112以及喷头出口 112，所述重油腔道通过油气分离器与油孔的一端相通，所述油孔的另一端与预混室相通，所述雾化气腔道通过限流椎板2进入预混室，所述预混室与喷头出口相通，所述预混室与喷头出口的中心线重合，所述油孔与预混室成夹角。上述喷嘴组件通过锁紧螺母4与油气分离器固定连接。本实用新型与现有的技术相比的有益效果是:1、本实用新型提供了逆喷型式的气体辅助雾化喷嘴，强化了气液间的混合，有效改善了雾化质量，极大缩短了重油的点火时间、点火时间被缩短到几分钟之内，配合普通的调风器，极大提高了重油的燃烧效率及燃尽程度。2、本实用新型设计了逆喷型式的气体辅助雾化喷嘴，采用气液逆向撞击混合的方式，使雾化气体的动能利用率得到极大提高，在不降低雾化质量时同时其气耗率低，从而使降低了厂用气量，节约了能耗。3、本实用新型的逆喷型式的气体辅助雾化喷嘴在缩尺寸模拟试验台进行了多次热态试验，能够长期稳定运行。4、本实用新型可根据炉膛热负荷条件通过更换喷头或限流椎板的方式调整喷枪喷嘴的雾化角度、雾化油滴直径空间分布及穿透深度，最大限度地满足重油的低NOx燃烧要求。
图1是本实用新型的低N O X燃烧重油的逆喷型气体辅助雾化油枪结构图；图2是本实用新型的喷嘴组件的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具·体实施方式对本实用新型进一步详细叙述:如图1所示，低N O X燃烧的重油气体辅助雾化油枪，包括枪体组件和喷嘴组件，枪体组件包括重油管5、雾化气体管6、油气分配器3、管板8、雾化气体接头9以及重油接头7，重油管5与雾化气体管6的一端通过管板8连接，雾化气体管6位于枪体中心其内腔为雾化气腔道，雾化气体接头9设置在雾化气体管6上且与雾化气腔道相通，雾化气体管6和重油管5之间形成的重油腔道，重油接头7设置在重油管5上且与重油腔道相通，油气分离器设置在重油管5与雾化气体管6的另一端，喷嘴组件通过油气分离器与枪体组件固定连接且相通，喷嘴组件通过锁紧螺母4与油气分离器固定连接。喷嘴组件包括喷头组件和限流椎板，限流椎板2与油气分配器3密封连接。枪体插入调风器内，通过法兰与油枪连接，喷嘴采用逆向喷射式气体辅助雾化方式，喷头I及限流椎板2可根据炉膛热负荷情况进行更换。其中喷头I和限流椎板2采取可分离结构，通过更换限流椎板调整预混室的气液混合撞击，通过调整喷头I出口的穹顶型扩口尺寸调整喷嘴的穿透深度及粒径分布。如图2所示，喷头组件包括喷头1、设置在喷头上的多个混合单元，混合单元包括油孔111、预混室112以及喷头出口 112，重油腔道通过油气分离器与油孔的一端相通，油孔的另一端与预混室相通，雾化气腔道通过限流椎板2进入预混室，预混室与喷头出口相通，预混室与喷头出口的中心线重合，油孔与预混室成夹角。根据本实用新型的低NOx燃烧重油的逆喷型气体辅助雾化油枪，与一般的油调风器相配合，对粘度达到380 400cSt、密度为0.955 0.995的重油能很好的进行雾化。重油压力为0.4 1.0Mpa、重油流量为800kg/h、气耗率为6%时，平均索太尔直径为60 μ m。[0022]低N O X燃烧重油的逆喷型气体辅助雾化油枪工作时，雾化气体由雾化气接头9供应到中心雾化气体管6，经由限流椎板2进入喷头预混腔内；重油由重油接头7供应到重油管6与雾化气体管6形成的环形腔道内，经过气液分配器3的整流后进入集液腔内，然后通过喷头的油孔进入到预混腔内与雾化气体撞击混合，撞击混合后的气液混合体经过喷头的混合段后从喷头I的穹顶型出口喷出。本实用新型采用的技术原理:喷嘴采用逆喷型式的结构、喷头出口增加穹顶形结构，强化雾化的同时保证了雾场的分布，与相应的配风器适应后可形成合理的温度场进而降低排放的NOx值；同时喷嘴采用多单元布置的形式，采用火焰分割技术增加火焰面，改善冷却条件，降低火焰温度，减少NOx生成；喷嘴材料采用耐磨耐热钢，有效提高产品的耐蚀性及耐磨性。本实施方式的上述描述和 附图代表了本实用新型的优选方案，具体实施可以根据燃烧器的结构和设计参数在不偏离本实用新型权利要求所界定的范围内进行枪体和喷嘴的改进和更换，因此，本实用新型是广泛的。
权利要求1.一种低N O X燃烧的重油气体辅助雾化油枪，包括枪体组件和喷嘴组件， 所述枪体组件包括重油管(5)、雾化气体管(6)、油气分配器(3)、管板(8)、雾化气体接头(9)以及重油接头(7)，所述重油管(5)与雾化气体管(6)的一端通过管板(8)连接，所述雾化气体管(6)位于枪体中心其内腔为雾化气腔道，所述雾化气体接头(9)设置在雾化气体管(6)上且与雾化气腔道相通，所述雾化气体管(6)和重油管(5)之间形成的重油腔道，所述重油接头(7)设置在重油管(5)上且与重油腔道相通， 所述油气分离器设置在重油管(5)与雾化气体管(6)的另一端，所述喷嘴组件通过油气分离器与枪体组件固定连接且相通， 其特征在于:所述喷嘴组件包括喷头组件和限流椎板，所述限流椎板(2)与油气分配器(3)密封连接， 所述喷头组件包括喷头、设置在喷头上的多个混合单元，所述混合单元包括油孔(111)、预混室(112)以及喷头出口(112)，所述重油腔道通过油气分离器与油孔的一端相通，所述油孔的另一端与预混室相通，所述雾化气腔道通过限流椎板(2)进入预混室，所述预混室与喷头出口相通，所述预混室与喷头出口的中心线重合，所述油孔与预混室成夹角。
2.根据权 利要求1所述的低NO X燃烧的重油气体辅助雾化油枪，其特征在于:所述喷嘴组件通过锁紧螺母(4)与油气分离器固定连接。
专利摘要本实用新型涉及一种低NOx燃烧的重油气体辅助雾化油枪，包括枪体组件和喷嘴组件，喷嘴组件包括喷头组件和限流椎板，限流椎板与油气分配器密封连接。喷头组件包括喷头、设置在喷头上的多个混合单元，混合单元包括油孔、预混室以及喷头出口，重油腔道通过油气分离器与油孔的一端相通，油孔的另一端与预混室相通，雾化气腔道通过限流椎板进入预混室，预混室与喷头出口相通，预混室与喷头出口的中心线重合，油孔与预混室成夹角。本实用新型提供了逆喷型式的气体辅助雾化喷嘴，强化了气液间的混合，有效改善了雾化质量，极大缩短了重油的点火时间、点火时间被缩短到几分钟之内，配合普通的调风器，极大提高了重油的燃烧效率及燃尽程度。
文档编号F23D11/38GK203116008SQ20122069466
公开日2013年8月7日 申请日期2012年12月15日 优先权日2012年12月15日
发明者吕文豪, 张定海, 杨国华, 陈灿, 陈鹏飞, 谢佳, 池保华, 洪流 申请人:中国航天科技集团公司第六研究院第十一研究所, 东方电气集团东方锅炉股份有限公司