一种全预混气水冷壁燃烧装置的制作方法

本实用新型涉及燃烧器技术领域，尤其涉及一种全预混气水冷壁燃烧装置。

背景技术：

根据国家号召，全国上下取代燃煤锅炉各个省份相序出台有关锅炉燃烧排放要求，2017年新的低氮排放标准出炉，特别是北京市颁布了《北京市锅炉大气污染排放标准》，氮氧化物排放极限值由原来的150mg/立方米降到30毫克/立方米。

新标准主要强调氮氧化物的排放，并且排放标准分为2个阶段，第一阶段：实施之日起止2017年3月31日，新建的锅炉燃烧氮氧化物排放标准必须低于80毫克/立方米，在用的锅炉燃烧氮氧化物排放标准必须低于150毫克/立方米；第二阶段：自2017年4月1日起，新建锅炉必须低于30毫克/立方米，在用锅炉必须低于80毫克/立方米。

现有的锅炉燃烧中，燃烧器价格较高，且无法实现全预混燃烧，其氮的排放量无法达到新标准的要求，且燃烧不稳定，有鉴于此，有必要对现有技术中的燃烧器予以改进，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有技术中燃烧器价格较高，且无法实现全预混燃烧，其氮的排放量无法达到新标准的要求，燃烧不稳定的问题，提供一种全预混气水冷壁燃烧装置。

实现实用新型目的的技术方案如下：

一种全预混气水冷壁燃烧装置，包括：

预混器，所述预混器将经高压风机压缩后的空气与燃气按照比例进行混合，形成高压待燃混合气，并由混合气进口进入燃烧单元；

燃烧单元，所述燃烧单元包括安全扑火网和水冷燃烧头，所述安全扑火网安装于混合气进口处，所述水冷燃烧头设置于安全扑火网一侧，高压待燃混合气进入燃烧单元后在所述水冷燃烧头的表面被点燃，并在其表面进行燃烧；

水冷单元，所述水冷单元处设置有两级水冷壁单元，所述两级水冷壁单元设置于安全扑火网与水冷燃烧头之间，用于对燃烧单元燃烧过程产生的热进行冷却。

相比与现有技术，本方案的全预混气水冷壁燃烧头，在高压混合燃气进入燃烧区之前，通过设置水冷区，燃烧时，通过两级水冷壁管进行快速降温处理，达到低温安全燃烧，降低了氮氧化合物的生成，此外，由于高压混合燃气在水冷燃烧头表面燃烧，其产生的燃烧火焰均匀，不受环境、温度以及气流大小的变化而变化，燃烧稳定。

进一步的，所述两级水冷壁单元包括互相平行且横截面相等的两层冷却面，每层冷却面均包括若干平行设置的水冷壁管；所述水冷壁管均竖直排列安装于所述燃烧单元内，并与所述预混器垂直，且所述水冷壁管下端设置有冷却循环水进口，上端设置有冷却循环水出口。

其中，水循环在水冷壁燃烧装置外实现冷热水的循环，冷水从冷却循环水进口进入，穿过水冷壁管后，带走热量并从冷却循环水出口将水带出。

进一步的，所述安全扑火网与所述若干根水冷壁单元平行，且所述安全扑火网形成的扑火面积与所述冷却面竖向的横截面积相等。

安全扑火网的面积大小须全部覆盖由若干根水冷壁管竖直排列形成的水冷面，防止在燃烧过程中回火。

进一步的，所述水冷燃烧头设置于远离安全扑火网一侧的水冷壁单元表面，且高压待燃混合气通过相邻水冷壁单元之间的缝隙到达水冷燃烧头处。

高压待燃混合气依次经过安全扑火网和两级水冷壁管，相邻两水冷壁管之间的缝隙中穿过，进入水冷燃烧头进行燃烧，既起到了有效降温有可以保证稳定燃烧。

进一步的，相邻两水冷壁管之间的距离为1-2mm，所述两层水冷壁单元之间相接触。

相邻两水冷壁管之间的距离保证在1-2mm，保证混合气体顺利通过，并能进行稳定燃烧，两层水冷壁单元之间相接触，即两层水冷壁单元之间零距离接触，保证燃烧头快速冷却。

进一步的，还包括半封闭壳体结构，所述水冷壁单元、安全扑火网和水冷燃烧头均安装于所述半封闭壳体结构内，且水冷壁单元和安全扑火网两端分别固定于所述半封闭壳体结构相平行的两侧端板上。

具体的，半封闭壳体结构的一侧开设有混合气进口，预混器安装于半封闭壳体结构的混合气进口一侧，水冷壁单元、安全扑火网和水冷燃烧头安装于半封闭壳体结构内部，并且水冷壁单元和安全扑火网的两端固定在半封闭壳体结构相平行的两侧端板上，需保证预混器与安全扑火网相垂直。

进一步的，所述水冷壁管为圆柱形管道结构，其材质采用不锈钢316l和合金两种材料加工而成。

水冷壁管采用圆柱形管道，并使用不锈钢316l和合金两种材料加工而成，当冷水穿过时，能够快速的将燃烧头燃烧产生的热带走，起到了很好的降温散热效果。

进一步的，所述经高压风机压缩后的空气与燃气之间的比例为1:9。

保证充入的空气与燃烧气体之间的比例为1:9，使得燃烧更加充分，同时还可有效的减少噪音。

进一步的，所述高压风机采用双叶轮高压风机，其内部的压力范围为30～45kpa。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的一种全预混气水冷壁燃烧装置，在高压混合燃气进入燃烧区之前，通过设置水冷区，燃烧时，通过两级水冷壁管进行快速降温处理，达到低温安全燃烧，降低了氮氧化合物的生成，此外，由于高压混合燃气在水冷燃烧头表面燃烧，其产生的燃烧火焰均匀，不受环境、温度以及气流大小的变化而变化，燃烧稳定。

(2)本实用新型的一种全预混气水冷壁燃烧装置，由于将水冷壁管竖直安装于所述燃烧区内，并与所述预混器垂直，且水冷壁管下端设置有冷却循环水进口，上端设置有冷却循环水出口，水冷燃烧头受热辐射后产生的热量经由两级水冷壁管进行换热降温，管内水流按照下进上出的自然动力进行循环，实现快速换热。

附图说明

图1为本实用新型的全预混器水冷壁燃烧装置结构示意图；

图2为本实用新型的全预混器水冷壁燃烧装置侧视图；

其中，1、混合器进口；2、冷却循环水进口；3、冷却循环水出口；4、水冷燃烧头；5、安全扑火网；6、水冷壁单元；7、预混器。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型创造中的具体含义。

实施例1：

请参图1和图2所示，本实施例的一种全预混气水冷壁燃烧装置，包括：预混器7，所述预混器7将经高压风机压缩后的空气与燃气按照比例进行混合，形成高压待燃混合气，并由混合气进口1进入燃烧单元；燃烧单元，所述燃烧单元包括安全扑火网5和水冷燃烧头4，所述安全扑火网5安装于混合气进口1处，所述水冷燃烧头4设置于安全扑火网5一侧，高压待燃混合气进入燃烧单元后在所述水冷燃烧头4的表面被点燃，并在其表面进行燃烧；水冷单元，所述水冷单元处设置有两级水冷壁单元6，所述两级水冷壁单元6设置于安全扑火网5与水冷燃烧头4之间，用于对燃烧单元燃烧过程产生的热进行冷却；所述预混器7包括径向预混器和轴向预混器，所述径向预混器连通高压待燃混合气进气口，所述轴向预混器一端连通径向预混器，另一端连通混合气进口1。

本方案的全预混气水冷壁燃烧头，在高压混合燃气进入燃烧区之前，通过设置水冷单元，燃烧时，通过两级水冷壁管6对燃烧头4进行快速降温处理，达到低温安全燃烧，降低了氮氧化合物的生成，此外，由于高压混合燃气在水冷燃烧头4表面燃烧，其产生的燃烧火焰均匀，不受环境、温度以及气流大小的变化而变化，燃烧稳定，并且通过设置安全扑火网5，防止了回火现象的发生。

作为本方案的进一步延伸，所述两级水冷壁单元6包括互相平行且横截面相等的两层冷却面，每层冷却面均包括若干平行设置的水冷壁管；所述水冷壁管均竖直排列安装于所述燃烧单元内，并与所述预混器7垂直，且所述水冷壁管下端设置有冷却循环水进口2，上端设置有冷却循环水出口3。

由于将水冷壁管6竖直安装与所述燃烧区内，并与所述预混器7垂直，且在水冷壁管6下端设置有冷却循环水进口，上端设置有冷却循环水出口，水冷燃烧头4受热辐射后产生的热量经由两级水冷壁管6进行换热降温，2进3出，管内水流按照下进上出的自然动力水泵提供进行循环，从下端的冷却循环水进口进入，上端的冷却循环水出口流出，实现快速换热。

实施例2

相比于实施例1，本实施例的一种全预混气水冷壁燃烧装置，更进一步的，如图1所示，所述安全扑火网5与所述若干根水冷壁单元6平行，且所述安全扑火网5形成的扑火面积与所述冷却面竖向的横截面积相等。

安全扑火网5的面积大小须全部覆盖由若干根水冷壁单元6竖直排列形成的水冷面，防止在燃烧过程中回火。

如图2所示，所述水冷燃烧头4设置于远离安全扑火网5一侧的水冷壁单元6表面，且高压待燃混合气通过相邻水冷壁单元6之间的缝隙到达水冷燃烧头4处。

高压待燃混合气依次经过安全扑火网5和两级水冷壁单元6，相邻两水冷壁单元6之间的缝隙中穿过，进入水冷燃烧头4进行燃烧，既起到了有效降温有可以保证稳定燃烧。

相邻两水冷壁管之间的距离为1-2mm，所述两层水冷壁单元6之间相接触；所述水冷壁管6为圆柱形管道结构，其材质采用不锈钢316l和合金两种材料加工而成。

相邻两水冷壁管之间的距离保证在1-2mm，保证混合气体顺利通过，并能进行稳定燃烧，两层水冷壁单元6之间相接触，即两层水冷壁单元6之间零距离接触，保证燃烧头快速冷却，水冷壁管6采用圆柱形管道，并使用不锈钢316l和合金两种材料加工而成，当冷水穿过时，能够快速的将燃烧头4燃烧产生的热带走，起到了很好的降温散热效果。

还包括半封闭壳体结构，所述水冷壁单元6、安全扑火网5和水冷燃烧头4均安装于所述半封闭壳体结构内，且水冷壁单元6和安全扑火网5两端分别固定于所述半封闭壳体结构相平行的两侧端板上。

具体的，半封闭壳体结构的一侧开设有混合气进口1，预混器7安装于半封闭壳体结构的混合气进口1一侧，水冷壁单元6、安全扑火网5和水冷燃烧头4安装于半封闭壳体结构内部，并且水冷壁单元6和安全扑火网5的两端固定在半封闭壳体结构相平行的两侧端板上，需保证预混器7与安全扑火网5相垂直。

作为本方案的进一步改进，所述经高压风机压缩后的空气与燃气之间的比例为1:9，所述高压风机采用双叶轮高压风机，其内部的压力范围为30～45kpa。

保证充入的空气与燃烧气体之间的比例为1:9，使得燃烧更加充分，同时还可有效的减少噪音；并且，使高压风机内部压力保证在45～65kpa之间，给混合气体提供足够的动力，使混合气体能够传递到燃烧头处。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。