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CN104633657A - 带锥型钝体的多孔介质燃烧器 - Google Patents

带锥型钝体的多孔介质燃烧器 Download PDF

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CN104633657A
CN104633657A CN201410745933.3A CN201410745933A CN104633657A CN 104633657 A CN104633657 A CN 104633657A CN 201410745933 A CN201410745933 A CN 201410745933A CN 104633657 A CN104633657 A CN 104633657A
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CN
China
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burner
gas
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tapered
porous media
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CN201410745933.3A
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Inventor
薛治家
史俊瑞
夏永放
胜兴
徐有宁
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Shenyang Institute of Engineering
Original Assignee
Shenyang Institute of Engineering
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)

Abstract

属于热能工程技术领域，该燃烧器包括燃烧器外壳、锥型钝体、点火器、陶瓷球、泡沫陶瓷、均流板、预混室、燃气入口、空气入口及烟气出口。本发明利用锥型钝体消除边壁效应影响，将预混气体引入燃烧器轴线区域燃烧，温度场由轴线向边壁逐渐降低，减少了壁面的散热，提高了燃烧器热效率；预混气体通过锥型钝体引入高温的燃烧区，提高了低热值气体燃烧的稳定性；锥型钝体将高温烟气导入轴线区域，形成集中在轴线的高温蓄热区，避免了火焰传播过程中的倾斜及破裂，提高了燃烧的稳定性。该燃烧器可以燃烧石油液化气和天然气等普通燃料，还可以燃烧热值接近于4000kJ/m3的低热值气体燃料。

Description

带锥型钝体的多孔介质燃烧器
技术领域
本发明设计一种多孔介质燃烧器，属于热能工程技术领域。
背景技术
我国面临着能源供需矛盾突出、环境污染日趋严重和生态遭到持续破坏等一系列问题；经济快速发展需要消耗大量的能源，同时要兼顾环境保护，然而目前其中能源供给紧张可能会成为我国经济发展的薄弱环节；因此，拓宽能源供给渠道的多样化、挖掘和开发使用低品位或低热值的能源、同时寻求有利于环境保护的高效洁净燃烧技术，无疑会成为解决上述问题的有力支持。
多孔介质中预混气体的燃烧，具有适用范围广、可调功率范围大、污染物排放低等的优点，在世界范围内成为一个新兴的研究热点正受到越来越广泛的研究和关注；利用多孔介质燃烧技术还可以实现热值极低的有机或工业废气的自维持的稳定燃烧、燃料重整、煤的气化、燃烧－换热器的研究和开发和超绝热发动机的开发等，具有广阔的应用范围和发展前景；研究多孔介质燃烧技术，将有助于我国节约能源、提高用能水平，缓解能源供需的矛盾，同时可以减轻环境污染。
目前市场上多孔介质燃烧技术应用很多，公开号为101929676A的发明专利“一种催化多孔介质燃烧器”，其燃烧室布置泡沫陶瓷和催化金属纤维毡，预混气体通过金属纤维毡催化燃烧。公开号为102418927A的发明专利“燃烧生物质气化气的渐扩预混多孔介质燃烧器”，其结构中采用锥形燃烧器外壳，多孔介质截面由下至上逐渐增大，火焰可以维持在多孔介质中，其热回流主要为多孔介质的蓄热和辐射换热；公开号为101737778A的发明专利“一种扩散式多孔介质气体燃料燃烧器”，燃烧器内从上到下设有大孔多孔介质、小孔多孔介质和下层金属纤维，燃气和空气在小多孔介质中扩散燃烧。
以上多孔介质燃烧技术的应用中，多孔介质与燃烧器内壁接触处无特殊处理，燃烧器内壁附近孔隙率较高，气体流量大，壁面热负荷较高，散热大；火焰中心不够集中，易出现燃烧不稳定现象。本发明设计了一种带锥型钝体的多孔介质燃烧器，燃用预混气体，其锥型钝体消除边壁效应影响，将预混气体引入燃烧器轴线区域燃烧，温度场由轴线向边壁逐渐降低，减少了壁面的散热，提高了燃烧器热效率；预混气体通过锥型钝体引入高温的燃烧区，提高了低热值气体燃烧的稳定性；锥型钝体将高温烟气导入轴线区域，形成集中在轴线的高温蓄热区，避免了火焰传播过程中的倾斜及破裂，提高了燃烧的稳定性。
综上所述，带锥型钝体的多孔介质燃烧器是多孔介质燃烧技术利用的一种新方法。 
发明内容
本发明设计一种带锥型钝体的多孔介质燃烧器，该燃烧器包括燃烧器外壳、锥型钝体、点火枪、陶瓷球、泡沫陶瓷、均流板、预混室、燃气入口、空气入口及烟气出口。其燃烧区布置陶瓷球，防回火区布置泡沫陶瓷，陶瓷球采用氧化铝材质，泡沫陶瓷采用碳化硅材质。本发明的燃烧器在实现多孔介质超绝热燃烧的同时，通过锥型钝体消除边壁效应影响，实现集中在燃烧器轴线的预热区、燃烧区和蓄热区，减少了燃烧器壁面热负荷，减少热损失，提高燃烧效率，增强了预混气体燃烧稳定性，极大的拓展了贫可燃极限。
附图说明
以下结合附图对本发明作进一步描述。
图1为带锥型钝体的多孔介质燃烧器；图中，1、烟气出口，2、外壳，3、锥型钝体，4、陶瓷球，5、点火器，6、泡沫陶瓷，7、固定螺栓，8、均流板，9、预混室，10、燃气入口，11、空气入口。
具体实施方式
根据图1详细说明本发明的具体结构。
该燃烧器包括燃烧器外壳、锥型钝体、点火枪、陶瓷球、泡沫陶瓷、均流板、预混室、燃气入口、空气入口及烟气出口。其燃烧区布置陶瓷球，防回火区布置泡沫陶瓷，陶瓷球采用氧化铝材质，泡沫陶瓷采用碳化硅材质。

Claims (4)

1.该燃烧器包括燃烧器外壳、锥型钝体、点火枪、陶瓷球、泡沫陶瓷、均流板、预混室、燃气入口、空气入口及烟气出口；其燃烧区布置陶瓷球，防回火区布置泡沫陶瓷，陶瓷球采用氧化铝材质，泡沫陶瓷采用碳化硅材质。
2.根据权利要求1所述的带锥型钝体的多孔介质燃烧器，其特征在于：锥型钝体改变了燃烧器内流场，消除了边壁效应，将燃烧器壁面附近的预混气体导入燃烧器轴线区域燃烧，减少燃烧器壁面的散热，有利于提高燃烧器热效率。
3.根据权利要求1所述的带锥型钝体的多孔介质燃烧器，其特征在于：锥型钝体将高温烟气导入燃烧器轴线区域，形成集中在轴线的高温蓄热区，避免了火焰传播过程中的的倾斜及破裂，提高了燃烧的稳定性。
4. 根据权利要求1所述的带锥型钝体的多孔介质燃烧器，其特征在于：锥型钝体将预混气体导入轴线高温燃烧区，提高了低热值气体燃烧的稳定性。
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