一种全预混燃烧器及燃烧炉的制作方法

1.本技术涉及燃烧器领域，具体而言，涉及一种全预混燃烧器及燃烧炉。


背景技术：

2.我国未来的清洁能源主要是天然气，天然气的清洁燃烧变得尤为重要，随着环保政策的推行，对于燃烧过程中产生的no
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排放标准也日益严格，很多城市都开始执行天然气燃烧的低氮排放政策，因此开发低氮燃烧器变得越来越重要。多孔介质燃烧作为一种新型燃烧技术，其在低氮燃烧方面的应用日益收到人们的重视。
3.现在市场上常用的不锈钢多孔介质的全预混燃烧器由于合金纤维介质材料致密，过气孔径通常为30-1000μm，孔径过小，运行过程中易导致燃烧面堵塞、结焦，时间长运行之后，燃烧器负荷功率降低，需要清理，而且清理比较麻烦。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的在于提供一种全预混燃烧器及燃烧炉，保证燃烧充分，提高燃烧效率和减少no
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排放；不容易堵塞烧坏，使用寿命长。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种全预混燃烧器，其包括：
6.混合管道，用于通入混合燃烧气体；
7.燃烧头，燃烧头包括由金属孔板制成的金属筒和包裹套设于金属筒外的多孔碳化硅(sic)陶瓷体，燃烧头安装于混合管道的一端部，且金属筒与混合管道直接连通；
8.点火器，点火器的点火头伸至多孔碳化硅陶瓷体的外表面附近。
9.在上述实现过程中，燃烧头内部为金属孔板支撑的金属筒，外部为柱状的多孔碳化硅陶瓷体。混合燃烧气体通过混合管道直接通入金属筒内，经过金属孔板整流后进入多孔碳化硅陶瓷体内，混合燃烧气体被点火器点火后在碳化硅孔隙内燃烧。金属孔板均布整流气体，并有阻火器的作用，套装于其外部柱状的多孔碳化硅陶瓷体预热和扰流燃烧气体，在碳化硅介质内把火焰分割成小火焰燃烧，保证了燃烧充分，提高了燃烧效率，同时减少no
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排放；不容易堵塞烧坏，使用寿命长。
10.因此，全预混燃烧器可以实现低排放，nox排放小于30mg/m3，由于燃烧充分，基本无一氧化碳生成；而且由于多孔碳化硅陶瓷体提供的燃烧面比不锈钢多孔材料更耐高温，燃烧孔径相比不锈钢预混燃烧器更大，可以克服合金纤维预混燃烧器容易堵塞烧坏，功率减低，使用寿命短的缺点，不需要经常清洗维修，使用寿命长；另外多孔碳化硅陶瓷具有超焓燃烧特性，使得能燃烧低热值气体，燃料适用范围广。
11.在一种可能的实现方式中，金属筒的材质为不锈钢，厚度为1-5mm，孔径为1-3mm，孔面积占比为15％-30％。
12.在上述实现过程中，金属筒发挥整流气体和阻火器的作用。
13.在一种可能的实现方式中，多孔碳化硅陶瓷体的厚度为15-40mm，孔隙率为70％-90％，最大孔径不大于4mm。
14.在上述实现过程中，孔径相比不锈钢预混燃烧器更大，可以克服合金纤维预混燃烧器容易堵塞烧坏，功率减低，使用寿命短的缺点。
15.在一种可能的实现方式中，其还包括文丘里预混器，文丘里预混器安装于混合管道远离燃烧头的一端。
16.在上述实现过程中，保证顺利混合得到混合燃烧气体。
17.在一种可能的实现方式中，其还包括用于提供空气的风机和用于提供燃气的燃气管道，风机和燃气管道分别与文丘里预混器连通。
18.在上述实现过程中，将空气和燃气同时通入文丘里预混器进行混合。
19.在一种可能的实现方式中，风机还装配有空气过滤器；燃气管道上安装有燃气电磁阀。
20.在一种可能的实现方式中，混合管道内安装有旋流器。
21.在上述实现过程中，使混合燃烧气体以三维椭圆型强旋转剪切湍流运动方式进入混合管道，进而顺利通过金属筒的孔洞。
22.在一种可能的实现方式中，其还包括离子探针，离子探针的探头伸至多孔碳化硅陶瓷体的外表面附近。
23.在上述实现过程中，检测燃烧情况，便于及时调整气体通入情况。
24.第二方面，本技术实施例提供了一种燃烧炉，其包括第一方面提供的全预混燃烧器。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
26.图1为本技术实施例提供的一种全预混燃烧器的结构示意图；
27.图2为图1另一视角的结构示意图。
28.图标：1-空气过滤器；2-文丘里预混器；3-风机；4-燃气电磁阀；5-旋流器；6-点火器；7-混合管道；8-金属筒；9-多孔碳化硅陶瓷体。
具体实施方式
29.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
30.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
31.因此，以下对在附图中提供的本技术实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
33.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。
34.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
35.第一实施例
36.请参看图1和图2，本实施例提供的一种全预混燃烧器，其包括由一端向另一端依次排布设置、且依次连通的空气过滤器1、文丘里预混器2、风机3、混合管道7和燃烧头，燃烧头包括由金属孔板制成的金属筒8和包裹套设于金属筒8外的多孔碳化硅陶瓷体9，燃烧头安装于混合管道7的一端部，且金属筒8与混合管道7直接连通，多孔碳化硅陶瓷体9的材质为碳化硅陶瓷，即介质燃烧材料；另外还设置有点火器6，点火器6的点火头伸至多孔碳化硅陶瓷体9的外表面附近，点火器6(英文名称：igniter)，指能在一瞬间提供足够的能量点燃煤粉、油(气)燃料并能稳定火焰的装置；还设置有用于提供燃气的燃气管道，燃气管道与文丘里预混器2连通。
37.为了保证燃烧头的整流燃烧效果，通常情况下，金属筒8的材质为不锈钢，厚度为1-5mm，孔径为1-3mm，孔面积占比为15％-30％；多孔碳化硅陶瓷体9的厚度为15-40mm，孔隙率为70％-90％，最大孔径不大于4mm。本实施例中，金属筒8的材质为不锈钢，厚度为3mm，孔径为2mm，孔面积占比为20％。多孔碳化硅陶瓷体9的厚度为20mm，孔隙率为80％，最大孔径不大于4mm。
38.为了保证点火器6的点火效果，点火器6的点火头与多孔碳化硅陶瓷体9的外表面之间的距离通常控制为8-15cm，本实施例中，点火器6安装于混合管道7外，且点火头伸至多孔碳化硅陶瓷体9的外表面附近，距离约为10cm。
39.本实施例中，空气过滤器1、文丘里预混器2位于风机3的一侧面上，混合管道7和燃烧头位于风机3的相邻的另外一侧面上，整体并非直线型排列，而是以风机3为转折点呈现弯折排列的方式，不影响各部件之间的连通、工作，而且整体的结构更加紧凑，节约空间，各部件还可以按照其他排布方法，本技术并不做特别限制。混合管道7还可以作为风机3的一部分结构，具体是作为风机3的出口。混合管道7和燃烧头均呈圆柱状，且同轴连接设置，金属筒8与混合管道7直接连通是指混合管道7与金属筒8的筒内通道直接连通，本实施例中表现为同轴同径设置。本实施例的燃烧器各部件分别制作，最后采用法兰螺栓和焊接等方式连接集成一体。
40.其中，风机3用于往文丘里预混器2内提供空气，本实施例中，空气过滤器1、文丘里预混器2和风机3顺次连通设置，风机3启动，抽取外界的空气通过配套的空气过滤器1进行过滤再流通至文丘里预混器2内；同时文丘里预混器2还连通有用于提供燃气的燃气管道，
在文丘里预混器2内实现空气和燃气的混合成混合燃烧气体。在风机3的作用下，混合燃烧气体通过混合管道7，在通过金属板的孔洞进入多孔碳化硅陶瓷体9内，在点火器6的点火作用下进行燃烧。
41.本实施例中，风机3为变频风机3。
42.为了控制燃气的通入和流量，燃气管道上安装有燃气电磁阀4。
43.为了保证混合燃烧气体的混合效果和控制流动路径，混合管道7内安装有旋流器5。旋流器5常用离心沉降原理，当混合气体以一定压力从旋流器5周边切向进入旋流器5内后，产生强烈的三维椭圆型强旋转剪切湍流运动。
44.为了试试监测燃烧情况，还设置有离子探针，离子探针的探头伸至多孔碳化硅陶瓷体9的外表面附近，离子探针可以与点火器6并列设置或集合成一体后再设置。
45.本实施例的燃烧头为柱状枪式结构，适合多数锅炉和加热炉的炉膛结构。全预混燃烧器采用变频风机3、空气过滤器1、文丘里预混器2及耐高温的多孔碳化硅陶瓷体9集成，安装了自动点火、火检和安全控制系统，实现了全自动安全运行。
46.全预混燃烧器的工作流程：风机3启动，空气通过空气过滤器1进入文丘里预混器2，并与通入其中的燃气混合，形成的混合燃烧气体经过混合管道7内的旋流器5进一步混合，然后进入燃烧头的金属筒8的孔洞，经过整流后进入多孔碳化硅陶瓷体9的孔隙中，混合燃烧气体经过预热后在碳化硅孔隙内燃烧，燃烧产生的热量可用于加热。
47.另外，本技术实施例提供了一种燃烧炉，其包括上述全预混燃烧器，主要是燃烧头伸入燃烧炉的炉膛内。
48.综上所述，本技术实施例的全预混燃烧器及燃烧炉，保证燃烧充分，提高燃烧效率和减少no
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排放；不容易堵塞烧坏，使用寿命长。
49.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。