CN103438456A - 生物质气燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生物质气燃烧器，其特征在于包括长明火燃气通道、长明火空气通道、主燃燃气通道及主燃空气通道；点火装置穿过长明火空气通道并延伸至长明火燃气通道的前端，长明火空气通道、主燃燃气通道及主燃空气通道的前部分别设有旋流器；长明火空气通道及主燃空气通道分别设有流量调节装置。本发明设置长明火燃气通道及长明火空气通道，具有长明火待机功能，降低液化气或天然气的消耗量，避免点火燃料的浪费，缩短锅炉启动时间；合理控制空气和生物质气的混合，使生物质气在锅炉内与氧气充分反应，将焦油烧尽，提高燃烧效率，防止焦油在燃烧器和锅炉中结焦，减少清理工作量，同时减小对环境造成污染。

Description

生物质气燃烧器

技术领域

本发明涉及一种燃烧器，尤其是涉及一种生物质气燃烧器，用于生物质气的燃烧。

背景技术

生物质能源作为世界上第四大能源，占全球能源总消耗量的14%左右。生物质能源来源广泛，挥发分含量高，灰分含量低，含硫量低，由于生长环境吸收CO₂ 量相当于燃烧排放的CO₂ 量，因此能源转化过程中实现CO₂ 净排放量近似于零，有利于改善温室效应。研究开发高效利用生物质能的技术，节约常规化石能源，优化能源结构，具有非常重要的意义。生物质气是以农作物秸秆和林业废弃物经气化炉产生的可燃性气体，是生物质能源向大规模工业化应用发展的一个途径，目前生物质气燃烧器正逐步得到推广利用。

由于生物质气本身的特性，生物质气不易直接用电火花点燃，目前一般的生物质气燃烧器均采用液化气或天然气点火枪来点燃，每次启动燃烧器均需消耗一定量的液化气或天然气，且每次启动前均需经过阀门检漏等一系列的安全程序，费时费力，并且经济效益不佳。另外，由于生物质气普遍焦油含量较高，不能充分裂解，在现有的燃烧器中燃烧不充分，造成燃烧效率降低，易造成环境污染；同时燃烧器通道的阻力稍大，会造成焦油的快速堆积，容易造成焦油堵塞燃烧器，并且清理非常困难。

发明内容

本申请人针对上述的问题，进行了研究改进，提供一种生物质气燃烧器，具有长明火待机功能，降低液化气或天然气的消耗量，缩短锅炉启动时间；合理控制空气和生物质气的混合，使生物质气在锅炉内与氧气充分反应，将焦油烧尽，提高燃烧效率，防止焦油在燃烧器和锅炉中结焦，减少清理工作量，同时减小对环境造成污染。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种生物质气燃烧器，包括位于轴心的长明火燃气通道、置于长明火燃气通道外的长明火空气通道、置于长明火空气通道外的主燃燃气通道及其外层的主燃空气通道；点火装置穿过所述长明火空气通道并延伸至所述长明火燃气通道的前端，所述长明火空气通道、所述主燃燃气通道及所述主燃空气通道的前部分别设有旋流器；所述主燃空气通道的前端设有喇叭口，所述长明火空气通道及所述主燃空气通道分别设有流量调节装置。

进一步的： 

所述长明火燃气通道为设置在轴心的第一管道，第二管道、第三管道及外壳依次同轴套装在所述第一管道外，所述第一管道与所述第二管道之间构成所述长明火空气通道，所述第二管道与所述第三管道之间构成所述主燃燃气通道，所述第三管道与所述外壳之间构成所述主燃空气通道，所述第一管道、第二管道、第三管道前部的外壁上设置旋流器叶片，所述第一管道、第二管道及第三管道前端的所述外壳内设置所述的喇叭口；空气入口设置在所述外壳的一侧，所述空气入口内设有隔板，所述隔板将所述空气入口分隔为主燃空气入口及长明火空气入口，所述主燃空气入口及长明火空气入口分别连通所述主燃空气通道及所述长明火空气通道，所述主燃空气入口及长明火空气入口中分别设有流量调节装置。

所述主燃空气通道内的旋流器叶片的倾斜角度在40°~55°之间，所述主燃燃气通道内的旋流器叶片的倾斜角度在20°~25°之间，所述长明火空气通道内的旋流器叶片的倾斜角度在40°~55°之间。

所述主燃空气通道内的旋流器叶片的倾斜角度为45°，所述主燃燃气通道内的旋流器叶片的倾斜角度为20°，所述长明火空气通道内的旋流器叶片的倾斜角度为45°。

所述第二管道与所述第三管道的后端之间设有盖板，把手连接在所述盖板上。

所述外壳的前部设有安装法兰。

所述流量调节装置为可转动的阀板。

本发明的技术效果在于：

本发明公开的一种生物质气燃烧器，设置长明火燃气通道及长明火空气通道，具有长明火待机功能，降低液化气或天然气的消耗量，避免点火燃料的浪费，缩短锅炉启动时间；合理控制空气和生物质气的混合，使生物质气在锅炉内与氧气充分反应，将焦油烧尽，提高燃烧效率，防止焦油在燃烧器和锅炉中结焦，减少清理工作量，同时减小对环境造成污染。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为第三管道前部的局部结构示意图。

图3为第二管道前部的局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1~3所示，本发明包括位于轴心的长明火燃气通道100、置于长明火燃气通道100外的长明火空气通道200、置于长明火空气通道外的主燃燃气通道300及其外层的主燃空气通道400，在本实施例中，长明火燃气通道100为设置在轴心的第一管道1，第二管道2、第三管道3及外壳4依次同轴套装在第一管道1外，第一管道1与第二管道2之间构成长明火空气通道200，第二管道2与第三管道3之间构成主燃燃气通道300，第三管道3与外壳4之间构成主燃空气通道400。长明火燃气入口17设置在外壳4的一侧，连通长明火燃气通道100；燃气入口18设置在外壳4的一侧，连通主燃燃气通道300。外壳4的前部设有安装法兰10，法兰10用于燃烧器的整体安装。点火装置8穿过长明火空气通道200并延伸至长明火燃气通道100的前端，点火装置8的后部设有液化气或天然气入口801，用于输入的液化气或天然气点燃长明火。第一管道1前部的外壁上设置旋流器叶片7，第二管道2前部的外壁上设置旋流器叶片6（如图1、3），第三管道3前部的外壁上设置旋流器叶片5（如图1、2），旋流器叶片7作为长明火空气通道200前部的旋流器，旋流器叶片6作为主燃燃气通道300前部的旋流器，旋流器叶片5作为主燃空气通道400的旋流器。通常第一管道1前部的外壁上的旋流器叶片7与轴心之间的倾斜角度C在40°~55°之间，第二管道2前部的外壁上的旋流器叶片6与轴心之间的倾斜角度B在20°~25°之间，第三管道3前部的外壁上的旋流器叶片5与轴心之间的倾斜角度A在40°~55°之间，在本实施例中，第一管道1前部的外壁上的旋流器叶片7与轴心之间的倾斜角度C为45°，第二管道2前部的外壁上的旋流器叶片6与轴心之间的倾斜角度B为20°，第三管道3前部的外壁上的旋流器叶片5与轴心之间的倾斜角度A为45°，另外，旋流器叶片5、旋流器叶片6、旋流器叶片7分别设有过渡段叶片19，可使气流更加平稳。第一管道1、第二管道2及第三管道3前端的外壳4内设置喇叭口9；在本发明中，长明火燃气通道100中不设旋流器，主燃燃气通道300的旋流器阻力小，旋流强度低，有效减少焦油在通道内的堆积，同时，长明火空气通道200及主燃空气通道400中的旋流器旋流强度大，助燃空气在旋流装置的作用下与喇叭口9共同作用，在燃烧器中心形成高温回流区，使空气与生物质气充分混合，有利于焦油颗粒的充分燃烧，将焦油也充分燃尽。空气入口500设置在外壳4的一侧，空气入口500内设有隔板16，隔板16将空气入口500分隔为主燃空气入口13及长明火空气入口12，主燃空气入口13连通主燃空气通道400，长明火空气入口12连通长明火空气通道200，主燃空气入口13及长明火空气入口12中分别设有流量调节装置11，在本实施例中，流量调节装置11为可转动的阀板，可通过外部的手柄转动阀板以调节进入主燃空气通道400及长明火空气通道200的空气流量。第二管道2与第三管道3的后端之间设有盖板14，把手15连接在盖板14上，由于第二管道2与第三管道3之间的通道作为主燃燃气通道300，在长期使用后，生物质气残留在其中的焦油会对通道造成堵塞，安装把手15后可方便地将第二管道2与第三管道3一起拆出进行清理。

在实际操作时，少量生物质气通过长明火燃气入口17进入长明火燃气通道100，与之相配的空气从长明火空气入口12进入长明火空气通道200并经长明火空气通道200内部前端的旋流器改变流向，两者在长明火燃气通道100、长明火空气通道200出口端混合，形成长明火火炬。主燃生物质气通过燃气入口18进入主燃燃气通道300并经主燃燃气通道300内部前端的旋流器改变流向，与之相配的空气从主燃空气入口13进入主燃空气通道400并经主燃空气通道400内部前端的旋流器改变流向，两者在主燃燃气通道300、主燃空气通道400出口端强烈混合，形成主火炬。本实施例的生物质气燃烧器设计的调节比为1:4，即在燃烧器最小输出功率为额定输出功率的1/4。在最小输出功率工况下，生物质气的出口速度大于生物质气燃烧的火焰传播速度，有效的防止低负荷回火现象的发生。长明火空气通道200中的点火装置8中心设有点火电极，利用高压放电产生的电火花点燃液化气或天然气，液化气或天然气火炬成功建立后，长明火燃气通道100中通入生物质气，生物质气与空气混合后，由液化气或天然气火炬点燃并稳定燃烧形成长明火火炬。锅炉短时间停炉时，只需切断主燃燃气通道300的主燃生物质气供给，以便锅炉的快速启动。在锅炉短时间停机时，燃烧器中心有小负荷值班火焰，锅炉再次启动时，不用重新进行吹扫、阀组检漏等一系列的安全程序，直接打开主阀即可，避免了点火燃料的浪费，缩短了锅炉启动时间。

本发明的生物质气燃烧的燃烧器，充分考虑了生物质气普遍热值偏低、密度大、不易自身点燃、火焰传播速度慢、焦油含量高等特点，合理组织流场结构，合理控制空气和生物质气的混合，保证生物质气既能完全燃烧、火焰长度控制在合理的范围之内，同时又能防止低负荷回火，避免焦油堵塞，从而保证锅炉的稳定安全运行。

Claims (7)

1.一种生物质气燃烧器，其特征在于：包括位于轴心的长明火燃气通道、置于长明火燃气通道外的长明火空气通道、置于长明火空气通道外的主燃燃气通道及其外层的主燃空气通道；点火装置穿过所述长明火空气通道并延伸至所述长明火燃气通道的前端，所述长明火空气通道、所述主燃燃气通道及所述主燃空气通道的前部分别设有旋流器；所述主燃空气通道的前端设有喇叭口，所述长明火空气通道及所述主燃空气通道分别设有流量调节装置。

2. 按照权利要求1所述的生物质气燃烧器，其特征在于：所述长明火燃气通道为设置在轴心的第一管道，第二管道、第三管道及外壳依次同轴套装在所述第一管道外，所述第一管道与所述第二管道之间构成所述长明火空气通道，所述第二管道与所述第三管道之间构成所述主燃燃气通道，所述第三管道与所述外壳之间构成所述主燃空气通道，所述第一管道、第二管道、第三管道前部的外壁上设置旋流器叶片，所述第一管道、第二管道及第三管道前端的所述外壳内设置所述的喇叭口；空气入口设置在所述外壳的一侧，所述空气入口内设有隔板，所述隔板将所述空气入口分隔为主燃空气入口及长明火空气入口，所述主燃空气入口及长明火空气入口分别连通所述主燃空气通道及所述长明火空气通道，所述主燃空气入口及长明火空气入口中分别设有流量调节装置。

3.按照权利要求2所述的生物质气燃烧器，其特征在于：所述主燃空气通道内的旋流器叶片的倾斜角度在40°~55°之间，所述主燃燃气通道内的旋流器叶片的倾斜角度在20°~25°之间，所述长明火空气通道内的旋流器叶片的倾斜角度在40°~55°之间。

4.按照权利要求3所述的生物质气燃烧器，其特征在于：所述主燃空气通道内的旋流器叶片的倾斜角度为45°，所述主燃燃气通道内的旋流器叶片的倾斜角度为20°，所述长明火空气通道内的旋流器叶片的倾斜角度为45°。

5.按照权利要求2所述的生物质气燃烧器，其特征在于：所述第二管道与所述第三管道的后端之间设有盖板，把手连接在所述盖板上。

6.按照权利要求2所述的生物质气燃烧器，其特征在于：所述外壳的前部设有安装法兰。

7.按照权利要求1或2所述的生物质气燃烧器，其特征在于：所述流量调节装置为可转动的阀板。

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