本发明属于燃烧炉领域，尤其涉及一种基于液体乙醇-天然气组合燃料的燃烧炉及其方法。
背景技术：
导热油锅炉以导热油为介质，利用热油循环油泵强制介质进行液相循环，将热能输送给用热设备后再返回加热炉重新加热，将热能输送给用热设备后再返回加热炉重新加热，具有在低的压力下获得高的工作温度，并且能对介质运行进行高精密控制工作；现有的导热油锅炉的燃烧室中主要为简单的助燃空气和燃气混合后喷向燃烧室，由于正常喷射的火焰不能完全均匀的对现有规整圆柱形燃烧室中的加热管加热，造成热量充分利用，同时还会有部分燃气没有完全利用，随烟气排出，造成能源浪费的现象；
同时现有的燃烧炉普片采用的是单一气体燃料，然而乙醇是一种液体可再生能源，迫于液体属性，现有的燃烧炉燃烧室结构无法适应液体乙醇燃料。
技术实现要素：
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于液体乙醇-天然气组合燃料的燃烧炉，能提高液体乙醇燃烧热量利用率。
技术方案：为实现上述目的，本发明的一种基于液体乙醇-天然气组合燃料的燃烧炉，包括燃烧炉本体，所述燃烧炉本体中包括组合燃料燃烧室，所述组合燃料燃烧室为细端朝下的锥形圆台结构；所述组合燃料燃烧室下端同轴心设置有火焰喷口，其火焰喷口的喷火方向垂直向上；所述组合燃料燃烧室上端为排烟壁，所述排烟壁上设置有若干排烟口；
所述组合燃料燃烧室中还包括乙醇气化锥；所述乙醇气化锥外壁呈尖端朝下的圆锥结构；所述乙醇气化锥与所述组合燃料燃烧室同轴心设置，且所述乙醇气化锥的圆锥尖端.与所述火焰喷口间距设置；所述乙醇气化锥的圆锥底面位于所述组合燃料燃烧室轴向方向的中部；所述乙醇气化锥至少通过一根支撑杆与所述组合燃料燃烧室内壁支撑连接；
所述组合燃料燃烧室内还包括热油加热管，所述热油加热管呈锥形螺旋盘绕状贴附于所述组合燃料燃烧室的锥形内壁。
进一步的，所述乙醇气化锥的内部还包括圆锥形乙醇气化腔；所述乙醇气化腔中同轴心于所述乙醇气化锥内部，所述乙醇气化腔下端为尖端；所述乙醇气化腔的圆锥底面处同轴心设置有引火圆盘，所述引火圆盘外轮廓与乙醇气化腔上端轮廓之间形成环形喷火通道，所述乙醇气化腔的腰部内壁设置有一圈水平导流环台，所述导流环台与所述引火圆盘之间形成乙醇蒸汽过渡腔；
还包括乙醇液体导入管；所述乙醇液体导入管与所述组合燃料燃烧室轴线同轴心设置，所述乙醇液体导入管从所述火焰喷口对侧端向下伸入所述组合燃料燃烧室中，所述乙醇液体导入管中还设置有单向阀，其单向阀下端为出液端，所述乙醇液体导入管伸入组合燃料燃烧室中的端部为乙醇液体喷出端，其乙醇液体喷出端伸入所述乙醇气化腔中，且所述乙醇液体喷出端位于所述导流环台下方；所述乙醇液体导入管的另一端连接外部的乙醇供给管；所述乙醇供给管的外壁和所述导流环台内壁之间形成乙醇蒸汽引流通道。
进一步的，还包括与所述乙醇液体导入管同轴心的乙醇导入温度保护管，所述乙醇导入温度保护管的下端伸入所述组合燃料燃烧室中；所述乙醇导入温度保护管为内径大于所述乙醇液体导入管的耐热金属管结构，且所述乙醇导入温度保护管两端封口设置；
所述乙醇液体导入管同轴心穿过所述乙醇导入温度保护管，所述乙醇液体导入管外壁和所述乙醇导入温度保护管内壁之间沿长度方向设置有两对称分布的分隔片，两所述分隔片将所述乙醇导入温度保护管的管内分隔成进油通道和出油通道；两所述分隔片的下端镂空设置有导通孔；所述导通孔将所述进油通道和出油通道相互导通；所述进油通道远离所述导通孔的一端导通连接外部的冷导热油供油管；所述出油通道远离所述导通孔的一端导通连接所述热油加热管的进油端；所述热油加热管的下端出油端.导通热导热油输出管。
进一步的，若干排烟孔沿所述组合燃料燃烧室轴线呈圆周阵列分布；所述排烟口在所述排烟壁中形成导烟通道；所述排烟壁上侧具有蓄烟腔，所述蓄烟腔通过若干导烟通道导通所述组合燃料燃烧室；所述蓄烟腔上端导通连接有出烟管。
进一步的，还包括燃气烧嘴、主燃气供给管、助燃空气供给管、助燃空气分流箱、助燃空气换热管、助燃空气集流箱、热助燃空气导管、换热箱和排烟管；
所述助燃空气供给管导通连接所述助燃空气分流箱，所述助燃空气分流箱的出气端导通若干所述助燃空气换热管的进气端，各所述助燃空气换热管出气端共同导通所述助燃空气集流箱，所述助燃空气集流箱的出气端通过所述热助燃空气导管导通连接所述燃气烧嘴的助燃空气进气端；所述燃气烧嘴的燃气进气端连接所述主燃气供给管；所述燃气烧嘴的火焰喷口对应在所述燃烧炉本体的组合燃料燃烧室中；
所述出烟管的出烟端连接所述换热箱的热烟进烟端，所述换热箱的出烟端连接排烟管，所述排烟管导通外界；各所述助燃空气换热管穿过所述换热箱内的换热腔。
进一步的，所述燃烧炉本体外部呈竖向圆柱体结构；所述换热箱为竖向设置的长条密闭箱体结构，且换热箱与所述燃烧炉本体并列设置；
所述助燃空气换热管为金属换热细管结构，若干助燃空气换热管形成束状换热管群；且若干助燃空气换热管沿竖直方向穿过所述换热箱内的换热腔；所述出烟管的出烟端导通换热箱内腔上端；所述换热箱内腔下端导通排烟管，所述排烟管的出烟端连接烟气净化装置。
进一步的，所述组合燃料燃烧室的圆台轴线和圆台母线之间的夹角为α，所述乙醇气化锥的圆锥轴线和圆锥母线之间的夹角为β；其中β和α同时满足20°≤β≤25°，α＝β+3°。
进一步的，所述乙醇气化腔的圆锥轴线和圆锥母线之间的夹角为γ，其中γ满足γ＝β+10°。
进一步的，在鼓风机作用下助燃空气供给管连续向助燃空气集流箱供给助燃空气，然后助燃空气集流箱中的烟气分流至各助燃空气换热管中，换热箱中的热烟对成束状的换热管群加热，然后被加热的助燃空气共同导入到助燃空气集流箱，进而助燃空气集流箱中汇合的助燃空气通过热助燃空气导管导入到燃气烧嘴的空气进气端，导入燃气烧嘴中的空气为过量空气，过量助燃空气使进入组合燃料燃烧室中的助燃空气充分与一同进去的燃气反应后还余存部分氧气，与此同时主燃气供给管连续向燃气烧嘴注入燃气，助燃空气与燃气在燃气烧嘴中汇合后从火焰喷口处喷出，此时火焰喷口处的电子打火装置启动，火焰喷口处形成喷射火焰；此时火焰上方受到乙醇气化锥尖端的阻挡，使火焰呈喇叭状散开，且火焰均匀贴附于锥形螺旋分布的下段加热管上升，并对前段的加热管加热，由于注入的是过量助燃空气，燃气消耗迅速，随着火焰的继续上升至乙醇气化锥的圆锥底面处时火焰强度开始减弱；此时乙醇供给管连续向乙醇液体导入管导入液体乙醇，其液体乙醇从乙醇液体导入管的乙醇液体喷出端喷出，并喷向乙醇气化锥内部的乙醇气化腔中，由于乙醇气化锥下端受到火焰直喷加热，乙醇气化锥为持续高温状态，喷出到乙醇气化腔中的液体乙醇迅速气化，并造成乙醇气化腔中形成高压乙醇蒸汽，随即高压乙醇蒸汽通过乙醇蒸汽引流通道进入到乙醇蒸汽过渡腔中，乙醇蒸汽在乙醇蒸汽过渡腔中进一步被加热至着火点，随即从环形喷火通道成发散式喇叭状喷出，由于组合燃料燃烧室中还有大量余存氧气，喷出的高温乙醇蒸汽迅速形成喇叭状喷射火焰，并贴附于锥形螺旋分布的上段加热管前进，并对上段加热管加热，最终形成的烟气通过排烟口排出；
在上述过程中冷导热油供油管连续将从用热设备出来的冷油导入到乙醇导入温度保护管的管内进油通道中，然后导热油沿进油通道流向导通孔处，进油通道中的油通过导通孔流向出油通道，然后导热油从出油通道的另一端流向加热管的进油端，该过程中，出油通道和进油通道之间的乙醇液体导入管外壁被导热油接触性包围，避免了乙醇液体导入管外壁直接受火焰加热造成管内液体喷出前就剧烈沸腾式气化，进而造成乙醇液体导入管导入困难甚至损坏设备的后果，导热油在经过加热管过程中导热油被加热，然后被加热的导热油从加热管的热油出油端流出，并通过循环泵流向用热设备，如此形成循环。
有益效果：本发明的结构简单，将可再生能源的液体乙醇作为燃料之一，有利于资源的可持续发展，采用锥状圆台形燃烧室，配合乙醇气化锥将普通天然气喷射火焰引导成喇叭状，并贴附于锥形螺旋分布的加热管前进，使火焰加热面积变大，更加充分的对加热管加热，同时导入的液体乙醇在炉内中心部位气化并喷出高温乙醇蒸汽，使乙醇燃烧效率更高，加热更加均匀。
附图说明
附图1为本发明整体结构示意图。
附图2为燃烧炉本体内部纵向剖开示意图；
附图3为燃烧炉本体内部横向剖开示意图；
附图4为燃烧炉本体仰视图；
附图5为附图4的a向剖视图；
附图6为乙醇气化锥局部剖视图；
附图7为乙醇导入温度保护管内部局部视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至7所示的一种基于液体乙醇-天然气组合燃料的燃烧炉包括燃烧炉本体15，所述燃烧炉本体15中包括组合燃料燃烧室17，本实施例中，组合燃料燃烧室17为细端朝下的锥形圆台结构；所述组合燃料燃烧室17下端同轴心设置有火焰喷口7，其火焰喷口7的喷火方向垂直向上；所述组合燃料燃烧室17上端为排烟壁60，所述排烟壁60上设置有若干排烟口27；所述组合燃料燃烧室17中还包括乙醇气化锥14；所述乙醇气化锥14外壁呈尖端朝下的圆锥结构；本实施例中乙醇气化锥14为耐热材质构成，所述乙醇气化锥14与所述组合燃料燃烧室17同轴心设置，且所述乙醇气化锥14的圆锥尖端14.1与所述火焰喷口7间距设置；所述乙醇气化锥14的圆锥底面位于所述组合燃料燃烧室17轴向方向的中部；所述乙醇气化锥14至少通过一根支撑杆13与所述组合燃料燃烧室17内壁支撑连接；所述组合燃料燃烧室17内还包括热油加热管1，所述热油加热管1呈锥形螺旋盘绕状贴附于所述组合燃料燃烧室17的锥形内壁17.1；火焰喷口7处形成喷射火焰；此时火焰上方受到乙醇气化锥14尖端的阻挡，使火焰呈喇叭状散开，且火焰均匀贴附于锥形螺旋分布的下段加热管1上升，并对下段的加热管1加热，使火焰加热面积变大，更加充分的对加热管加热。
本方案中，乙醇气化锥14的内部还包括圆锥形乙醇气化腔4；所述乙醇气化腔4中同轴心于所述乙醇气化锥14内部，所述乙醇气化腔4下端为尖端；所述乙醇气化腔4的圆锥底面处同轴心设置有引火圆盘72，所述引火圆盘72外轮廓与乙醇气化腔4上端轮廓之间形成环形喷火通道71，所述乙醇气化腔4的腰部内壁设置有一圈水平导流环台74，所述导流环台74与所述引火圆盘72之间形成乙醇蒸汽过渡腔75；还包括乙醇液体导入管6；所述乙醇液体导入管6与所述组合燃料燃烧室17轴线同轴心设置，所述乙醇液体导入管6从所述火焰喷口7对侧端向下伸入所述组合燃料燃烧室17中，所述乙醇液体导入管6中还设置有单向阀80，其单向阀80下端为出液端，所述乙醇液体导入管6伸入组合燃料燃烧室17中的端部为乙醇液体喷出端9，具体原理如下：其乙醇液体喷出端9伸入所述乙醇气化腔4中，且所述乙醇液体喷出端9位于所述导流环台74下方；所述乙醇液体导入管6的另一端连接外部的乙醇供给管12；所述乙醇供给管12的外壁和所述导流环台74内壁之间形成乙醇蒸汽引流通道73；其液体乙醇从乙醇液体导入管6的乙醇液体喷出端9喷出，并喷向乙醇气化锥14内部的乙醇气化腔4中，由于乙醇气化锥14下端受到火焰直喷加热，乙醇气化锥14为持续高温状态，喷出到乙醇气化腔4中的液体乙醇迅速气化，并造成乙醇气化腔4中形成高压乙醇蒸汽，随即高压乙醇蒸汽通过乙醇蒸汽引流通道73进入到乙醇蒸汽过渡腔75中，乙醇蒸汽在乙醇蒸汽过渡腔75中进一步被加热至着火点，随即从环形喷火通道71成发散式喇叭状喷出，由于组合燃料燃烧室中还有大量余存氧气，喷出的高温乙醇蒸汽迅速形成喇叭状喷射火焰，并贴附于锥形螺旋分布的上段加热管1前进，并对上段加热管1加热，该乙醇气化结构将液体乙醇转化成高温乙醇蒸汽喷出使乙醇燃烧产生的热量达到最大限度的利用。
还包括与所述乙醇液体导入管6同轴心的乙醇导入温度保护管44，所述乙醇导入温度保护管44的下端伸入所述组合燃料燃烧室17中；所述乙醇导入温度保护管44为内径大于所述乙醇液体导入管6的耐热金属管结构，且所述乙醇导入温度保护管44两端封口设置；所述乙醇液体导入管6同轴心穿过所述乙醇导入温度保护管44，所述乙醇液体导入管6外壁和所述乙醇导入温度保护管44内壁之间沿长度方向设置有两对称分布的分隔片16，两所述分隔片16将所述乙醇导入温度保护管44的管内分隔成进油通道10和出油通道3；两所述分隔片16的下端镂空设置有导通孔18；所述导通孔18将所述进油通道10和出油通道3相互导通；所述进油通道10远离所述导通孔18的一端导通连接外部的冷导热油供油管11；所述出油通道3远离所述导通孔18的一端导通连接所述热油加热管1的进油端5；所述热油加热管1的下端出油端5.1导通热导热油输出管24；该结构使出油通道3和进油通道10之间的乙醇液体导入管6外壁被导热油接触性包围，避免了乙醇液体导入管6外壁直接受火焰加热造成管内液体喷出前就剧烈沸腾式气化，进而造成乙醇液体导入管6导入困难甚至损坏设备的后果。
若干排烟孔27沿所述组合燃料燃烧室17轴线呈圆周阵列分布；所述排烟口27在所述排烟壁60中形成导烟通道58；所述排烟壁60上侧具有蓄烟腔59，所述蓄烟腔59通过若干导烟通道58导通所述组合燃料燃烧室17；所述蓄烟腔59上端导通连接有出烟管50。
还包括燃气烧嘴19、主燃气供给管21、助燃空气供给管51、助燃空气分流箱52、助燃空气换热管57、助燃空气集流箱56、热助燃空气导管20、换热箱53和排烟管54；
所述助燃空气供给管51导通连接所述助燃空气分流箱52，所述助燃空气分流箱52的出气端导通若干所述助燃空气换热管57的进气端，各所述助燃空气换热管57出气端共同导通所述助燃空气集流箱56，所述助燃空气集流箱56的出气端通过所述热助燃空气导管20导通连接所述燃气烧嘴19的助燃空气进气端；所述燃气烧嘴19的燃气进气端连接所述主燃气供给管21；所述燃气烧嘴19的火焰喷口7对应在所述燃烧炉本体15的组合燃料燃烧室17中，该火焰喷口7的位置上文已经做出限定；所述出烟管50的出烟端连接所述换热箱53的热烟进烟端，所述换热箱53的出烟端连接排烟管54，所述排烟管54导通外界；各所述助燃空气换热管57穿过所述换热箱53内的换热腔。
所述燃烧炉本体15外部呈竖向圆柱体结构；所述换热箱53为竖向设置的长条密闭箱体结构，且换热箱53与所述燃烧炉本体15并列设置；所述助燃空气换热管57为金属换热细管结构，若干助燃空气换热管57形成束状换热管群；且若干助燃空气换热管57沿竖直方向穿过所述换热箱53内的换热腔；所述出烟管50的出烟端导通换热箱53内腔上端；所述换热箱53内腔下端导通排烟管54，所述排烟管54的出烟端连接烟气净化装置。
为了保证锥形组合燃料燃烧室17和乙醇气化锥14的配合，能使火焰喷口7喷出的火焰刚好呈喇叭状散开，且使火焰能均匀贴附于锥形螺旋分布的下段加热管1上升，进一步提高能源利用率，本实施例中做如下限定，组合燃料燃烧室17的圆台轴线和圆台母线之间的夹角为α，所述乙醇气化锥14的圆锥轴线和圆锥母线之间的夹角为β；其中β和α同时满足20°≤β≤25°，α＝β+3°。
为了保证乙醇气化腔4和乙醇液体导入管6的配合，能使环形喷火通道71喷出的高温乙醇蒸汽能迅速形成喇叭状喷射火焰，且能贴附于锥形螺旋分布的上段加热管1上升，本实施例中做如下限定，乙醇气化腔4的圆锥轴线和圆锥母线之间的夹角为γ，其中γ满足γ＝β+10°。
本方案的方法、原理及其过程整理如下：在鼓风机作用下助燃空气供给管51连续向助燃空气集流箱56供给助燃空气，然后助燃空气集流箱56中的烟气分流至各助燃空气换热管57中，换热箱53中的热烟对成束状的换热管57群加热，然后被加热的助燃空气共同导入到助燃空气集流箱56，进而助燃空气集流箱56中汇合的助燃空气通过热助燃空气导管20导入到燃气烧嘴19的空气进气端，导入燃气烧嘴19中的空气为过量空气，过量助燃空气使进入组合燃料燃烧室17中的助燃空气充分与一同进去的燃气反应后还余存部分氧气，与此同时主燃气供给管21连续向燃气烧嘴19注入燃气，助燃空气与燃气在燃气烧嘴中汇合后从火焰喷口7处喷出，此时火焰喷口7处的电子打火装置启动，火焰喷口7处形成喷射火焰；此时火焰上方受到乙醇气化锥14尖端的阻挡，使火焰呈喇叭状散开，且火焰均匀贴附于锥形螺旋分布的下段加热管1上升，并对前段的加热管1加热，由于注入的是过量助燃空气，燃气消耗迅速，随着火焰的继续上升至乙醇气化锥14的圆锥底面处时火焰强度开始减弱；此时乙醇供给管12连续向乙醇液体导入管6导入液体乙醇，其液体乙醇从乙醇液体导入管6的乙醇液体喷出端9喷出，并喷向乙醇气化锥14内部的乙醇气化腔4中，由于乙醇气化锥14下端受到火焰直喷加热，乙醇气化锥14为持续高温状态，喷出到乙醇气化腔4中的液体乙醇迅速气化，并造成乙醇气化腔4中形成高压乙醇蒸汽，随即高压乙醇蒸汽通过乙醇蒸汽引流通道73进入到乙醇蒸汽过渡腔75中，乙醇蒸汽在乙醇蒸汽过渡腔75中进一步被加热至着火点，随即从环形喷火通道71成发散式喇叭状喷出，由于组合燃料燃烧室中还有大量余存氧气，喷出的高温乙醇蒸汽迅速形成喇叭状喷射火焰，并贴附于锥形螺旋分布的上段加热管1前进，并对上段加热管1加热，最终形成的烟气通过排烟口27排出；
在上述过程中冷导热油供油管11连续将从用热设备出来的冷油导入到乙醇导入温度保护管44的管内进油通道10中，然后导热油沿进油通道10流向导通孔18处，进油通道10中的油通过导通孔18流向出油通道3，然后导热油从出油通道3的另一端流向加热管1的进油端5，该过程中，出油通道3和进油通道10之间的乙醇液体导入管6外壁被导热油接触性包围，避免了乙醇液体导入管6外壁直接受火焰加热造成管内液体喷出前就剧烈沸腾式气化，进而造成乙醇液体导入管6导入困难甚至损坏设备的后果，导热油在经过加热管1过程中导热油被加热，然后被加热的导热油从加热管1的热油出油端流出，并通过循环泵流向用热设备，如此形成循环。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。