一种稳定火焰和强化燃烧的方法及装置，它是利用在燃烧室中射入空气燃料混合扁平射流，并使之附向燃烧室一侧壁面，而在对侧产生较大高温回流区，并使部分燃料直接进入高温回流区，稳定燃烧．燃烧装置是由矩形、圆筒形或其它形状的燃烧室和位于燃烧室前端面的扁平喷口所组成．扁平喷口位于前端面的中间或偏下位置，其宽度与燃烧室前端面宽度相等．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
一种用于稳定气相燃料、液雾燃料、固体粉末燃料火焰和强化燃烧的方法和装置。目前用于火焰稳定的方法及其装置有三种形式a.旋流火焰稳定装置，它是由一次风携带燃料经旋流器进入燃烧室，靠中心形成的高温回流区点燃新鲜可燃混合物。其缺点是回流区较小，稳定火焰能力差，而且一次风携带的燃料不能直接进入高温区，经旋流进入燃烧室的燃料甩向壁面，若为固体燃料(如煤粉)则易结焦，同时存在旋流片磨损问题。b.钝体火焰稳定器，它是由一次风携带燃料绕流钝体，靠钝体尾部形成的高温回流区点燃新鲜可燃混合物。其缺点是回流区较小，并且燃料不能直接进入高温区，火焰稳定能力较差;而且一次风携带的燃料会撞击钝体迎风面，若燃料为液雾(如油)，则一层油膜会喷射到钝体上，燃烧不完全，若燃料为固体燃料(如煤粉)，则固体颗粒撞击到钝体上会滞止沉降，结果造成燃烧室内严重积粉结焦，此外钝体也存在磨损问题。c.大速差同向射流火焰稳定装置，见我国已公告的8500050A号专利，它是利用高速射流对一次风的引射，使气体偏转，结果在燃烧室内产生一个较大高温回流区。它克服了上二种传统火焰稳定方法的不少缺点，但仍存在不足，其缺点是需采用高压气体(以便产生高速射流)，这无疑要在设备上增加一套高压气源和高压管路系统，同时由于高压风的限制，因而一次风速要受到较大限制。本专利技术的目的在于提供一种既可以克服旋流、钝体火焰稳定技术中回流区小、稳定能力差等缺点，又可以克服大速差同向射流火焰稳定技术中必须采用高压系统及一次风速受到较大限制等缺点的火焰稳定方法及其装置。本专利技术的内容是在燃烧室内射入一空气燃料混合物组成的扁平射流，利用射流附壁的原理，主要使扁平射流中的气相物质偏向燃烧室指定一侧壁，因此在对侧产生一个较大的高温回流区。同时，在这种燃烧过程中，将有部分燃料由喷口直射高温回流区。因此较大的高温回流区较容易将射入燃烧室的空气燃料混合物点燃，使燃烧状态保持稳定。本专利技术所涉及的稳定燃烧装置是在矩形、圆筒形或其它形状受限空间制成的燃烧室的前端面，安装一个狭缝形或其它形状(如扁椭圆形)的扁平喷口。这一扁平喷口水平安装在燃烧室前端面，扁平喷口的水平长度应与燃烧室横截面的水平宽度相等，同时扁平喷口水平中轴线离燃烧室上边壁面的距离应大于或等于其与燃烧室下边壁面的距离，即扁平喷口水平安装于燃烧室前端面的中间位置或中线以下位置。本专利技术的工作原理如下一次风携带燃料由位于燃烧室前端面的扁平喷口进入燃烧室，一次风形成的扁平射流由于附壁效应发生偏转，由于扁平喷口位于燃烧室前端面的中间或中线以下位置，因此扁平射流向下偏转，在燃烧室内中上部形成一个大的回流区，且可使一次风携带的液雾或固粉燃料部分射入高温回流区，使燃料升温加快，燃烧稳定并大大加强。本专利技术克服了已有技术中的缺点，在燃烧中能形成较大的回流区，稳定火焰能力强，并能产生较大的湍流脉动，利于强化燃烧。特别是使用液雾或固粉燃料时，燃料有相当部分射入高温回流区，使燃料升温加快，燃烧稳定并大大加强。且无磨损，不需高压装置，使一次风速可以提高，从而更便于应用于一些需要火焰稳定的设备上，如应用到电站煤粉锅炉的予燃室或主喷燃器上。图1a、是本专利技术主体示意图。图1b是说明本专利技术的流场剖面图。图2为图1a所示专利技术主体实施的速度剖面图。图3是本专利技术实施例图。现在参照图1a、图1b、图2、图3对本专利技术加以详细阐述。图1a所示专利技术主体是由燃烧室〔1〕和扁平喷口〔2〕所组成，喷口〔2〕置于燃烧室〔1〕前端面的中间位置，而且其宽度B′与燃烧室宽度B相等。当一次风经扁平喷口〔2〕进入燃烧室〔1〕后，既产生了如图1b所示的工作情况，由于附壁效应，使喷口〔2〕射入的扁平射流附向下壁，形成一正流区〔6〕，有一附壁点〔7〕，附壁点〔7〕根据扁平射流速度大小稍有不同。同时在燃烧室〔1〕中还形成一个高压大回流区〔4〕，一个低压小回流区〔5〕。一次风携带燃料进入燃烧室〔1〕后，处于正流区〔6〕的新鲜可燃混合物流被一个很大的回流区〔4〕回流的高温燃烧产物点燃，同时一次风喷口〔2〕中输送的液雾或固体粉末燃料由于其与气体密度不同，因而将有部分燃料直接进入高温回流区〔4〕;再则射流由扁平喷口〔2〕射出时由于速度沿喷口高度变化很大(即 很大)，因而射流卷吸量很大，在燃烧室内产生的湍流脉动也很强烈。所有这些都对火焰稳定很有利，且可使燃烧大为强化。图1a、图2、图3介绍了本专利技术的二个实施例。实施例1是图1a所示专利技术主体，图中燃烧室〔1〕的长度L＝1000mm，高度H＝196mm，宽度B＝131mm，为一矩形燃烧室。喷口〔2〕位于燃烧室〔1〕前端面中间，为一狭缝，狭缝高H′＝10mm，图2是图1a所示专利技术主体实施例的速度剖面图，图2(a)为扁平射流速度每秒20米时的剖面图，图2(b)是扁平射流速度每秒40米时的剖面图。图3所示本专利技术实施例2中燃烧室〔1〕长度L＝1500mm，高度H＝650mm，宽度B＝500mm，也为一矩形燃烧室。喷口〔2〕位于燃烧室〔1〕前端面中间稍偏下位置，其形状为狭缝形〔见图3(b)中的2〕或扁椭园形〔见图3(c)中的2′〕，狭缝高H′＝70mm，扁椭园喷口面积等于狭缝喷口面积(70×500)mm2，由此确定适当的椭圆短轴长度s。图3所示实施例中在燃烧室〔1〕的前端面底部安装了一个更窄的二次风狭缝喷口〔3〕，其作用是用于附壁射流稳定和预防燃烧室〔1〕底部积灰及补充适当的二次风。本专利技术提供了一种稳定火焰强化燃烧的方法和装置，可用于需要稳定火焰的设备上，特别是锅炉设备上，如电站煤粉锅炉的予燃室和主喷燃器上。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于稳定火焰燃烧的方法，其特征在于空气燃料混合物扁平射流进入一燃烧室内，并附向燃烧室内壁的一侧，而在对侧产生较大回流区。
【技术特征摘要】
1.一种用于稳定火焰燃烧的方法，其特征在于空气燃料混合物扁平射流进入一燃烧室内，并附向燃烧室内壁的一侧，而在对侧产生较大回流区。2.一种根据射流附壁效应由矩形、圆筒形或其它形状受限空间和燃料空气混合物喷口组成的燃烧装置，其特征在于燃料空气混合物喷口采用狭缝或其它...
【专利技术属性】
技术研发人员：卫景彬，王宏宇，黎军，李广达，吴承康，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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