一种低质燃气燃烧器（钝体）的制作方法

本发明涉及一种燃烧器，特别是涉及一种可用于锅炉的低质燃料燃烧器，该燃烧器具有能够在燃烧器壳体中可调的预混室和出口处用于强化着火燃烧的多孔介质体。

背景技术：

低质燃气广泛存在于资源开采及其加工等工业生产的环节中，其可燃成分含量少，发热量低，燃烧时可燃成分与氧化剂难以充分混合，着火和燃尽都较为困难。实际生产过程中，低质燃气大都直接排放。这不仅造成环境污染，而且增加了能源资源的浪费。

工业及民用锅炉因其使用环境较高，大多采用油气燃料的火管锅炉，其炉膛不仅是燃料的燃烧放热区域，也是极为重要的锅炉受热面。这将有利于迅速降低烟气温度，有利于对锅炉炉膛及火管的保护。但低质燃气本身热值低，在吸热条件下，燃烧过程中炉膛烟气的温度会更低。这使得烟气中可燃成分难以达到其着火温度而完全燃烧，难以实现低质燃气燃料的利用。

技术实现要素：

本发明的目的是，提供一种低质燃气燃烧器，该燃烧器不仅可以将低质燃气用于绝热炉膛的燃烧，还可以将低质燃气用于有换热作用的锅炉炉膛中燃烧，增加低质燃气的应用范围，减少低质燃气和可燃废气的排放，节约能源，减少直接排放造成的环境污染。

本发明的另一目的时是提供一种低质燃气燃烧器的制造方法，确保低质燃气燃烧器能够满足燃气锅炉不同负荷运行条件下，低质燃气能够稳定着火、燃烧和燃尽。

本发明的燃烧器考虑到燃烧充分所需要的条件，利用旋流器和钝体来强化低质燃气与氧化剂的混合，利用钝体的作用进一步优化低质燃气和氧化剂的混合气体均匀全截面流入到多孔介质蓄热体，充分利用多孔介质体内部空隙的燃烧及辐射换热来强化进入其中的低质燃气和氧化剂的混合气体着火及燃烧。此外，旋流器和钝体间距离的可调性使得锅炉运行时能够根据负荷需要确保合理的混合空间和多孔介质蓄热体中的混合气的全截面充满

本发明的燃烧器使低质燃气和氧化剂的混合、着火及旺盛燃烧均在炉膛前段的燃烧器预燃室中完成，锅炉炉膛壁面的换热量少以及多孔介体的蓄热作用为低质燃气的燃烧提供了足够的着火热和较高的燃烧热力学条件。这一方面促进了低质燃气的着火；另一方面蓄热体中的高温环境气氛进一步加强了低质燃气的燃烧，加快了低质燃气的燃烧速度，避免了锅炉炉膛因吸热过多导致烟气温度迅速下降并进一步导致灭火现象发生，可以有效避免低质燃气难以燃尽的问题。

附图说明

图1为低质燃气燃烧器；

图2为支撑件；

图3为旋流器；

图4为钝体及多孔介质体组件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。本发明低质燃气燃烧器采用空气作为助燃剂。助燃用空气通过连接法兰（1）与外界空气引入管或鼓风机输出法兰连接送入到配风弯头（8），经过配风弯头（8）的换向作用后，助燃用空气进入到燃烧器外筒体（13），并经低质燃气喷管（6）喷口处的旋流器的旋流作用下发生旋转，与来自喷管中喷出的低质燃气进行混合。

助燃用空气与低质燃气可以在燃气喷管（6）与钝体及多孔介质体组件（16）中的钝体（27）之间间隙空腔内混合，也可以通过钝体（27）对低质燃气气流扩流后进行混合。低质燃气与助燃用空气在钝体（27）后面的空间将进一步混合形成混合可燃气体，并充满整个燃烧器外筒体（13）的内管截面。可燃混合气体随后进入到钝体及多孔介质体组件（16）中的多孔介质体（25）内部，经过多孔介质体的续集热量加热后着火并迅速燃烧。

混合气体在多孔介质体（25）中燃烧形成的高温烟气将一部分热量传递给蓄热体，其余大部分随烟气进入到锅炉炉膛中并与水冷炉膛壁面进行换热，烟气中未燃尽的可燃气成分在多孔介质体（25）靠近锅炉炉膛一侧进一步燃尽。

本发明低质燃气燃烧器通过焊接在燃烧器外筒体（13）上的法兰（15）与焊接在锅炉炉膛或前烟箱处的连接法兰相互连接，两个法兰之间通过具有耐火保温作用石棉垫圈密封。

本发明低质燃气燃烧器通过焊接在燃烧器外筒体（13）上的法兰（11）与焊接在配风弯头（8）上的法兰（9）相互连接，两个法兰之间通过普通橡胶垫圈（10）密封即可。

本发明低质燃气燃烧器中的燃气喷管（6）通过喷管支撑件（12）进行支撑，喷管支撑件（12）通过焊接或者定位销固定在在燃烧器外筒体（13）中。喷管支撑件（12）的外筒体（20）与燃烧器外筒体（13）之间应有一定间隙，以便于喷管支撑件（12）的安装。喷管支撑件（12）的内筒体（18）与燃气喷管（6）之间应具有一定间隙，以便于燃气喷管（6）能够上下、或者左右推动。

本发明低质燃气燃烧器的旋流器（14）用于将助燃空气在燃烧器外筒体（13）内沿周向发生旋转，气流旋转方向可根据用户需要调整旋流叶片（22）的安装方式来实现。旋流器（14）的内筒体（21）焊接或者通过销钉固定在燃气喷管（6）的出口处，旋流叶片（22）焊接安装在内筒体（21）和外筒体（23）之间。旋流器（14）的外筒体（23）与燃烧器外筒体之间应保证足够的间隙，以避免两者之间发生刮擦。旋流强度的变化主要依赖助燃空气的流量来改变。

本发明低质燃气燃烧器的燃气喷管（6）与燃烧器的外筒体（13）同轴并从配风弯头（8）的外弯开孔处引出。燃气喷管（6）与配风弯头（8）的开孔通过橡胶垫圈（7）密封，以尽可能减少漏风。橡胶垫圈（7）应能固定或黏贴在配风弯头（8）的开孔周围。燃气喷管（6）上焊接有定位销（5），定位销（5）只能在定位槽（4）确定的范围内沿燃气喷管（6）轴向前后运动。定位槽（4）确定的定位销（5）移动范围直接决定了助燃空气与低质燃气在该型燃烧器中混合及燃烧的长度。定位槽（4）通过竖向支撑板（2）和横向支撑板焊接固定在配风弯头（6）外弯处。燃气喷管（6）的燃气进口处加工有外螺纹，以便于燃气气源之间通过软管连接，以确保燃气喷管（6）的轴向移动。该型燃烧器喷口如果垂直布置，则支撑件（11）对燃气喷管（6）起限位作用，此时应在配风弯头（8）的外弯处加装活动固定装置，来固定燃气喷管（6）。

本发明低质燃气燃烧器的钝体及多孔介质体组件(16）置于燃烧器外筒体（13）烟气出口处。钝体及多孔介质体组件(16）中的钝体（24）为实心圆锥体钢构件，用于低质燃气气流的扩流，强化助燃空气与低质燃气的混合。钝体及多孔介质体组件(16）中的多孔介质体（27）用于蓄热和强化燃烧。多孔介质体（27）的孔隙结构可以是规整的，也可以是非规整的。多孔介质体（27）的材质是各种具有良好耐火和导热性能的金属、非金属及其化合物等材质材料加工得到。多孔介质体（27）经加工成圆台状后，嵌入在圆台形筒体（29）中，圆台形筒体（29）的大圆面一侧通过环形板（26）和固定板（28）焊接成一体，实现对多孔介质体（27）的嵌装。钝体（24）通过扁钢（25）焊接在固定板（28）上。焊接时，注意钝体（24）与多孔介质体（27）在同一回转轴上。钝体及多孔介质体组件(16）通过嵌入在圆台形筒体（29）沉孔和燃烧器外筒体（13）相应位置处的通孔的定位销进行定位，圆台形筒体（29）与燃烧器外筒体（13）之间的间隙通过耐火石棉垫圈进行密封。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种低质燃气燃烧器，属于锅炉燃烧器技术领域，包括配风弯头(8)、燃烧器外筒体(13)、燃气喷管(6)及其定位系统、支撑件(12)、旋流器(14)、钝体及多孔介质体组件(16)。助燃用空气经配风弯头(9)、旋流器(14)、燃烧器外筒体(13)后旋转，与低质燃气混合后进入到钝体和多孔介质体组件(16)区域进一步混合并燃烧。燃烧器外筒体(13)与锅炉或其他燃烧用能设备炉膛之间的连接法兰(15)可根据需要能够调整伸入炉膛中的燃烧器外筒体(13)段的长度。本发明解决了现有技术中燃烧器在锅炉炉膛散热和低负荷的条件下炉内烟气温度过低，不能保证低质燃气正常、稳定燃烧的问题。

技术研发人员：何金桥;蒋鑫;周厅
受保护的技术使用者：长沙理工大学
技术研发日：2017.01.18
技术公布日：2017.08.18