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CN102425793A - 自回热型低热值燃气旋流燃烧装置 - Google Patents

自回热型低热值燃气旋流燃烧装置 Download PDF

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CN102425793A
CN102425793A CN2011103199066A CN201110319906A CN102425793A CN 102425793 A CN102425793 A CN 102425793A CN 2011103199066 A CN2011103199066 A CN 2011103199066A CN 201110319906 A CN201110319906 A CN 201110319906A CN 102425793 A CN102425793 A CN 102425793A
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China
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outer cylinder
calorific
regenerative
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CN2011103199066A
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Inventor
杨浩林
汪小憨
高娜
杨卫斌
赵黛青
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Guangzhou Institute of Energy Conversion of CAS
Original Assignee
Guangzhou Institute of Energy Conversion of CAS
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Abstract

本发明公开了一种自回热型低热值燃气旋流燃烧装置，结构中包括同轴配置的燃烧器外筒体和内管，以及设置于燃烧器内管中的旋流发生装置。其特点是助燃空气通过内管壁与燃烧室的高温烟气进行换热，提高了助燃空气温度，再进入混合室与低热值燃气进行混合后，经过旋流发生装置起旋，能显著提高低热值燃气燃烧稳定性，实现完全燃烧。该燃烧装置可应用于热能工程技术领域，可以充分利用冶金、石油化工、生物质热解、垃圾气化处理等工业过程中产生的多种类燃气，也可用于一般的气体燃料。

Description

自回热型低热值燃气旋流燃烧装置
技术领域
本发明涉及一种气体燃烧装置，尤其涉及一种自回热型低热值燃气旋流燃烧装置，可应用于能源、环境保护、化工等领域。
背景技术
低热值燃气由于热值低、成分复杂、来源分散，在燃烧特点上的差异很大。通常低热值燃气依靠自身的热值很难达到稳定燃烧，因此常常燃烧不完全，烟气中含有较高浓度的有害气体，不仅影响能源利用效率，还造成了环境的污染。现有的低热值燃气燃烧往往需要添加高热值燃气来实现稳定燃烧，使这些高热值燃气的经济效益大大降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种结构简单、适用于多种类低热值燃气的自回热型旋流燃烧装置。
为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：自回热型低热值燃气旋流燃烧装置，包括外筒体和套在外筒体内的内管，外筒体与内管形成有空气通道，内管内配置有旋流发生装置，所述旋流发生装置将内管分为混合室和燃烧室，还包括有连接在外筒体上的燃气喷嘴，所述空气通道的出口与燃气喷嘴的出口汇聚于混合室。
所述外筒体与内管同轴布置，形成环状的空气通道。
外筒体的尾部设有助燃空气入口。
燃气喷嘴通过燃气入口固接于外筒体的头部。
所述的旋流发生装置为固定的叶片结构，其包括叶片基体，在叶片基体上均匀排列有多个具有一定倾角的旋流叶片，旋流发生装置通过连接环固定于燃烧器内管中。燃烧器内管可通过增加翅片来增加其与助燃空气之间的换热效率。
还包括有点火装置，其依次穿过外筒体头部挡板和旋流发生装置插入到燃烧室内。
在外筒体和内管之间设有内管支架。内管支架有助于支撑内管。
所述燃烧装置内管出口端可接排烟通道、燃烧室或其他热能利用装置。
燃气喷嘴的出口端上设有多个均匀排列并具有预定喷射角度的燃气喷孔构成，燃气喷孔与燃气喷嘴的中轴线之间形成有预定角度。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：本发明中的自回热型低热值燃气旋流燃烧装置，低热值燃气在燃烧器内管中进行燃烧并加热燃烧器内管，空气通道中逆向流动的低温助燃空气经过与高温燃烧器内管换热后再与低热值燃气混合，提高了混合气的初始温度，因此改善了低热值燃气的燃烧性能；低热值燃气通过燃气喷嘴与助燃空气在旋流发生装置前进行第一次混合，旋流发生装置对混合气进行进一步混合，保证了低热值燃气与助燃空气的充分混合；燃烧发生装置形成旋转气流，进一步提高了低热值燃气燃烧的稳定性和燃烧效率。本发明可以充分利用冶金、石油化工、生物质热解、垃圾气化处理等工业过程中产生的多种类燃气，有助于实现工业节能和扩大燃料利用范围。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图；
图2a为燃气喷嘴结构示意图(一)；
图2b为燃气喷嘴结构示意图(二)；
图3a为旋流发生装置结构示意图(一)；
图3b为旋流发生装置结构示意图(二)；
图3c为旋流发生装置结构示意图(三)
附图标记说明：1、助燃空气入口，2、空气通道，3、燃气入口，4、点火装置，5、燃气喷嘴，6、旋流发生装置，7、混合室，8、燃烧室，9、外筒体，10、内管，11、内管支架，12、燃气喷孔，13、连接环，14、旋流叶片，15、叶片基体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。
实施例：
请参照图1所示，本发明自回热型低热值燃气旋流燃烧装置，包括外筒体9，套在外筒体9内的内管10，外筒体9与内管10形成有空气通道2，设置于外筒体9尾部上的助燃空气入口1以及固结于外筒体9头部的燃气入口3，设置于内管10内的旋流发生装置6，所述旋流发生装置6将内管10空腔分割为混合室7和燃烧室8，所述内管10通过内管支架11固定于外筒体9内，还包括有连接在外筒体9上的燃气喷嘴5，空气通道2的出口与燃气喷嘴5的出口汇聚于混合室7，旋流发生装置6位于燃气喷嘴5之后，并与燃气喷嘴5出口端保持有一预定间距。
外筒体9与内管10同轴布置，形成环状的空气通道2。
燃气喷嘴5通过燃气入口3固接于外筒体9的头部端面轴心，燃气出口端置于内管内。
还包括有点火装置4，其依次穿过外筒体9头部挡板和旋流发生装置6插入到燃烧室8内。
内管10的一侧开口设置于外筒体9内部并与其头部封闭端留有空气通路，内管10另一侧开口穿过外筒体9的尾部封闭端形成烟气出口。
请参照图2a和图2b所示，燃气喷嘴5的出口端上设有多个均匀排列并具有预定喷射角度的燃气喷孔12，燃气喷孔12与燃气喷嘴5的中轴线之间形成有预定角度。
请参照图3a到图3c所示，旋流发生装置6为固定的叶片结构，其包括叶片基体15，旋流发生装置6通过连接环13固定于燃烧器内管10中，在叶片基体15上均匀排列有多个具有一定倾角的旋流叶片14。
本方案中的自回热型低热值燃气旋流燃烧装置，助燃空气A从外筒体9尾部的助燃空气入口1进入空气通道2，与从燃气喷嘴5喷入的低热值燃气B在混合室7内完成混合形成预混气C，预混气C经旋流发生装置6形成旋转气流进入燃烧室8，经点火装置4点燃后形成预混合火焰D，生成的烟气E从内管10的尾部排出。点火成功后，低温的助燃空气A会与内管10中的高温烟气E进行换热，这样提高了助燃空气温度，有利于低热值燃气的燃烧。旋流发生装置6对混合气C起旋，使助燃空气与低热值燃气更加充分混合，保证了低热值燃气的充分燃烧。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (8)

1.自回热型低热值燃气旋流燃烧装置，包括外筒体(9)和套在外筒体(9)内的内管(10)，外筒体(9)与内管(10)形成有空气通道(2)，其特征在于：内管(10)内配置有旋流发生装置(6)，所述旋流发生装置(6)将内管(10)分为混合室(7)和燃烧室(8)，还包括有连接在外筒体(9)上的燃气喷嘴(5)，所述空气通道(2)的出口与燃气喷嘴(5)的出口汇聚于混合室(7)。
2.根据权利要求1所述的自回热型低热值燃气旋流燃烧装置，其特征在于：所述的外筒体(9)与内管(10)同轴布置，形成环状的空气通道(2)。
3.根据权利要求1所述的自回热型低热值燃气旋流燃烧装置，其特征在于：外筒体(9)的尾部设有助燃空气入口(1)。
4.根据权利要求1所述的自回热型低热值燃气旋流燃烧装置，其特征在于：燃气喷嘴(5)通过燃气入口(3)固接于外筒体(9)的头部。
5.根据权利要求1所述的自回热型低热值燃气旋流燃烧装置，其特征在于：所述的旋流发生装置(6)为固定的叶片结构，其包括叶片基体(15)，在叶片基体(15)上均匀排列有倾斜的旋流叶片(14)，旋流发生装置(6)通过连接环(13)固定于燃烧器内管(10)中。
6.根据权利要求1所述的自回热型低热值燃气旋流燃烧装置，其特征在于：还包括有点火装置(4)，其依次穿过外筒体(9)头部挡板和旋流发生装置(6)插入到燃烧室(8)内。
7.根据权利要求1所述的自回热型低热值燃气旋流燃烧装置，其特征在于：在所述外筒体(9)和内管(10)之间设有内管支架(11)。
8.根据权利要求1所述的自回热型低热值燃气旋流燃烧装置，其特征在于：燃气喷嘴(5)出口端上设有多个均匀排列并具有预定喷射角度的燃气喷孔(12)，燃气喷孔(12)与燃气喷嘴(5)的中轴线之间形成有预定角度。
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