一种燃气锅炉用金属纤维表面燃烧器的制作方法

本发明涉及一种燃烧器，尤其涉及一种燃气锅炉用金属纤维表面燃烧器，属于燃气锅炉技术领域。

背景技术：

气体燃料相对于燃煤、燃油而言是一种更优质、高效、清洁的锅炉燃料，其着火温度相对较低，火焰传播速度快，燃烧速度快，较为容易实现自动输气、混合、燃烧过程，因此在燃气锅炉技术领域具有广泛的应用。但传统的燃气锅炉燃烧器采用的是有焰燃烧途径，存在燃气与空气混合效果较差、炉膛内温度分布不均匀从而导致不完全燃烧产物—氮氧化物的含量较高的问题，不仅燃烧热较低，而且对大气的污染严重。

与传统的燃气锅炉燃烧器相比，金属纤维燃烧器是一种全预混微焰式燃烧器，它以特种金属纤维作为燃烧表面，具有火焰小、发热均匀的优点，因此一经推广应用就得到了人们的广泛关注。市面上现有的金属纤维燃烧器根据混合模式的不同主要分为前预混燃烧器和后预混燃烧器两种。其中，前预混燃烧器需配套成本极高的防爆型调速风机共同使用，因此其推广应用受到了限制；后预混燃烧器目前采用的是文丘里管混合方式，需要较长的混合区域，因此外形较大，无法起到缩小锅炉整体体积的效果。

技术实现要素：

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种燃气锅炉用金属纤维表面燃烧器。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种燃气锅炉用金属纤维表面燃烧器，包括风机、燃气混合装置、混气旋流装置、金属纤维燃烧头；燃气混合装置由纺锤体和混合腔组成；混合腔的入口端与风机的出口端通过一号法兰相连接；纺锤体通过支撑件固定设置于混合腔入口端的管道上，有利于将风机出口处的空气进一步扩散至混合腔内，提高燃气与空气的混合程度；

混合腔的出口端与金属纤维燃烧头的入口端通过二号法兰相连接；二号法兰固定设置于燃气锅炉的炉膛壁面上；金属纤维燃烧头设置于燃气锅炉的炉膛内部；

混气旋流装置由调节杆和旋流叶轮组成；旋流叶轮设置于混合腔出口端的管路上，用于使混合气体产生旋流，增强燃气与空气的混合，同时改善金属纤维燃烧头的流场；旋流叶轮的右端与调节杆相连接；调节杆的左端依次穿过混合腔、纺锤体后从风机的左侧穿出，用于对旋流叶轮的横向位移进行调整；

混合腔的内部设置有内腔壁、外腔壁；内腔壁、外腔壁上分别沿径向设置有多个内燃气孔、外燃气孔；内燃气孔、外燃气孔均错位排列；混合腔的下部开设有燃气入口，燃气从燃气入口进入后依次通过内燃气孔、外燃气孔到达混合腔内部并与风机送来的空气相混合。

金属纤维燃烧头为圆筒状；金属纤维燃烧头由金属孔板制作而成，金属孔板的外表面上敷设有金属纤维毡。

金属纤维燃烧头上设置有燃气点火装置；燃气点火装置由高压点火电极与火焰检测器组成。

风机的入口端设置有空气过滤装置；空气过滤装置为径向通风口。

混合腔为圆筒状；混合腔中的空气流向为从左向右、燃气流向为从下向上。

本发明能使空气与燃气高效混合，并保证燃烧器在不同负载下可以保持同一空燃比，增强燃气的燃烧稳定性，从而减少污染物的生成。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为纺锤体的整体结构示意图。

图3为混气旋流装置的结构示意图。

图4为空气过滤装置的结构示意图。

图中：1、风机；2、纺锤体；3、混合腔；4、旋流叶轮；5、金属纤维燃烧头；6、一号法兰；7、二号法兰；8、调节杆；9、燃气入口；10、内燃气孔；11、外燃气孔；12、空气过滤装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-4所示，本发明包括风机1、燃气混合装置、混气旋流装置、金属纤维燃烧头5；燃气混合装置由纺锤体2和混合腔3组成；混合腔3的入口端与风机1的出口端通过一号法兰6相连接；纺锤体2为双锥体结构，纺锤体2通过支撑件固定设置于混合腔3入口端的管道上，有利于将风机出口处的空气进一步扩散至混合腔3内，提高燃气与空气的混合程度；风机1的入口端设置有空气过滤装置12，用于过滤空气中的杂质，防止杂质进入金属纤维燃烧头5内部，提高燃烧头的使用寿命；空气过滤装置12为径向通风口。

混合腔3的出口端与金属纤维燃烧头5的入口端通过二号法兰7相连接；二号法兰7可以固定设置于燃气锅炉的炉膛壁面上；金属纤维燃烧头5可以完全设置于燃气锅炉的炉膛内部；一号法兰6、二号法兰7可根据工程需要做成方形、圆形等结构。混合腔3为圆筒状，空气由轴向进入，燃气由径向进入，混合更加充分。

混气旋流装置由调节杆8和旋流叶轮4组成；旋流叶轮4设置于混合腔3出口端的管路上，用于使混合气体产生旋流，增强燃气与空气的混合，同时改善金属纤维燃烧头的流场；旋流叶轮4的右端与调节杆8相连接；调节杆8的左端依次穿过混合腔3、纺锤体2后从风机1的左侧穿出，用于对旋流叶轮4的横向位移进行调整；

混合腔3的内部设置有内腔壁、外腔壁；内腔壁、外腔壁上分别沿径向设置有多个内燃气孔10、外燃气孔11；内燃气孔10、外燃气孔11均错位排列，保证燃气充盈整个混合腔3；混合腔3的下部开设有燃气入口9，燃气从燃气入口9进入后依次通过内燃气孔10、外燃气孔11到达混合腔3内部并与风机1送来的空气相混合。空气通过风机1提升压头后，经过仿锤体2与混合腔3内的燃气进行混合。

金属纤维燃烧头5为圆筒状；金属纤维燃烧头5由金属孔板制作而成，金属孔板的外表面上敷设有金属纤维毡。金属纤维燃烧头5上设置有燃气点火装置；燃气点火装置由高压点火电极与火焰检测器组成。

本发明的工作原理为：空气经过风机1进入混合腔3并在混合腔3中与燃气混合均匀；混合腔3出来的混合气体经过混气旋流装置增强混合后，进入金属纤维燃烧头5中；混合气体由致密的金属纤维毡流出，打火后在金属孔板表面形成稳定均匀的燃烧层。

本发明与传统燃烧器的不同之处在于：1）燃烧器火焰产生于金属纤维毡表面，燃气火焰是径向火焰，火焰轴向长度为燃烧器的头部长度，因此具有燃烧均匀、占地空间小的优点；而普通燃烧器火焰沿燃烧头的圆柱筒方向往前直喷，火焰是轴向长而径向大，无法缩小锅炉整体体积；2）燃气与空气高效混合，混合效果好；3）金属纤维燃烧头在不同负载下可以保持同一空燃比，增强燃气的燃烧稳定性，从而减少无完全燃烧产物的生成量。

上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。