旋风气体燃烧室及装有该种燃烧室的火管锅炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种筒形旋风气体燃烧室以及装有该燃烧室的火管锅炉，筒的前部壁上开有点火孔，沿轴向于筒壁上开有喷孔，使燃料与空气混合物切向高速喷入，筒的后端开有喉口，造成燃烧产物回流，在燃烧室内形成龙卷风状的内循环流动，喷孔的入口处装有可移动芯块，以改变出口截面，根据负荷不同，控制喷射速度在最佳范围内，可连接一个二级燃烧室，还可将室装于火管锅炉的前墙，其优点是，燃烧强烈、稳定，燃烧完全，有害气体（ＣＯ，ＮＯ↓［Ｘ］）排放量低，并且提高与换热面的传热强度，达到节能、环保的综合效益。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种燃烧室及锅炉，特别是涉及一种旋风气体燃烧室及装有该种燃烧室的火管锅炉。传统的气体燃烧器都装在燃烧室的轴线方向，火焰沿燃烧室的轴线方向喷入或以轴对称而旋转喷入，这种类型的燃烧器的共同缺点是火焰和燃烧室周围的传热面之间缺乏强烈的紊流，传热强度低，另一方面，由于火焰集中，局部温度高，造成氮氧化物(NOx)生成量高达100ppm以上。为了降低NOx的生成而采用燃料和空气预混合燃烧并采用高过剩空气系数以降低火焰温度，但在低负荷下运行不稳定，最后，由于燃烧强度不高，火焰长、燃烧室的体积增大。针对上述存在的问题，本技术的目的在于提供这样一种旋风气体燃烧室及装有该种燃烧室的火管锅炉。在燃烧室内的燃气流具有大的回流，形成龙卷风状的内循环流动，使火焰与传热面之间具有高的传热率、高的燃烧强度、高的燃烧稳定性，提高了整个装置的燃烧效率并降低排出的一氧化碳(CO)和各种氮氧化物(NOx)等污染物，同时，燃烧器的结构简化。为达到上述目的，本技术采取了如下的技术措施。采用筒形旋风式燃烧室，筒的前部端面的中心处或侧壁上开有点火及火焰检测器孔，沿轴向靠筒壁的前部对称切向开有1个或2个以上切向喷入燃料及空气的混合气孔，也可以是多排开孔，筒的后端中心部位开有直径为筒的内径的1／3-2／3大小的喉口，以造成燃气的回流，形成龙卷风状内循环流动，增强燃烧和传热强度。在喷口的入口处装有可移动芯块，调节其位置可改变进口的截面，从而控制喷射的速度在最佳范围内运行。在燃烧室的后部还可以连接一个直径较大的结构完全相同的二级燃烧室，以满足不同负荷的需求。将燃烧室装于火管式锅炉的前部，从燃烧室流出的高温燃气，以高速旋流方式流入直径较燃烧室内径小的中央主火管，以增强和水冷壁的传热。由于后部挡板的作用，燃气从后部转向，先经下部火管束，再转向上部火管束，从尾部烟窗排出。本技术的主要优点为1．在筒壁上沿内壁切向开孔，使燃料与空气高速切向喷入使其扰动好，混合好，传热好。2．燃气流到喉口处被折回，增大回流区并形成龙卷风状的内循环回流，造成强烈紊流，增强了燃烧的稳定性和换热效果。3．在喷口的入口处，增加了可移动的芯块改变出口截面使喷射速度在负荷变动时，保持在最佳的范围内，确保低负荷下的稳定性。4．实测结果，其传热强度比常规的燃烧室提高60％以上，氮氧化物(Nox)可降至3ppm以下，一氧化碳(CO)降低至10ppm以下。以下结合附图对本技术作进一步说明。附图说明图1为本技术筒形旋风式燃烧室的结构示意图；图2为图1的A-A剖视图；图3为燃烧室后连接二级燃烧室的结构示意图；图4为带筒形旋风式燃烧室的火管锅炉的结构示意图。如图1-2所示，燃烧室1的前端面中心部位开有点火及火焰检测器孔7，沿燃烧室轴向于筒壁2上对称开有燃料和空气的喷入孔5，后部端面的中心部位开有喉口3，以使燃气折回形成内循环回流4，所述喷入孔5距后部喉口的距离为筒内径的1．5倍至3倍，喉口3的直径为筒径大小的1／3-2／3，喷入孔5的中心线与燃烧室轴的中心线交角为70-90°。喷入孔5可以只开一个，也可以沿筒壁圆周对称切向开设两个或更多，可以只开一排也可以开设两排以上，根据大小而定，燃料和空气可以在喷入孔5直接混合喷入，也可以先经混合器6混合后再行喷入，在喷入孔5的内壁入口处装有可移动芯块8，以便根据负荷情况调节射流速度达到最佳程度。点火器和火焰检测器也可置于下部喷孔5的内壁处。如图3所示，在燃烧室1的后部连接一个二级燃烧室9，两者的结构形状都一样，但二级燃烧室9的尺寸大于燃烧室1，燃气入口10的直径大于喉口3，入口10的形状可以是圆形，也可以是渐扩形。如图4所示，燃烧室1的筒壁于入口5的前部为耐火材料制作的实体，后部可以为耐火材料制作的实体，也可以为空心内腔11，空心内腔11的内壁上装有导向叶片22，使进入的空气流经导向叶片22引导在内腔内旋转流动，增强对燃烧室内壁的冷却，空气然后进入混合器6与燃料混合后经入口5喷至室内。锅炉12的前墙20的下部开有燃气进口21，正对进口21装有中央主火管19，下部装有下部火管束18，后墙17的中部装有挡烟板16，上部装有上部火管束15和烟窗14，顶部装有汽包13。中央主火管19的内径为燃烧室1的内径的1／3-2／3，燃气形成内循环回流。与该种燃烧室装于火管锅炉的结构相似，它可以装在其它类型的锅炉如水管锅炉或工业加热炉上，满足不同目的需求，均为本技术的构思之内。权利要求1．一种旋风气体燃烧室及装有该种燃烧室的火管锅炉，其旋风燃烧室的特征在于燃烧室(1)为筒形，在前端面中心部位开有点火及火焰检测器孔(7)，沿燃烧室轴向于筒壁(2)上对称开有燃烧和空气的喷入孔(5)，点火器和火焰检测器也可置于下部喷入孔(5)的内壁处，后部端面的中心部位开有喉口(3)。2．如权利要求1所述的锅炉，其旋风燃烧室的特征在于喷入孔(5)的中心线与燃烧室轴的中心线交角为70～90°，喉口(3)的直径为燃烧室内径的1／3～2／3，距喷入孔(5)的距离为筒径的1．5至3倍。3．如权利要求1所述的锅炉，其燃烧室的特征在于喷入孔(5)可以是沿筒壁一排对称布置，也可以是两排以上，燃料和空气可以在喷入孔(5)内直接喷入、也可以先经混合器(6)预先混合后再喷入，在喷入孔(5)的内壁入口处装有可移动芯块(8)以调节射流速度。4．如权利要求1所述的锅炉，其旋风燃烧室的特征在于在燃烧室(1)的后部连接一个二级燃烧室(9)，燃烧室(9)的结构形状与燃烧室(1)一样，尺寸大于燃烧室(1)，燃气入口(10)的直径大于喉口(3)，所述入口(10)可以是圆形，也可以是渐扩形。5．如权利要求1所述的锅炉，主要由火管锅炉(12)和安装于锅炉(12)前墙的燃烧室(1)组成，其特征在于燃烧室(1)筒壁于喷入孔(5)的前部为耐火材料制成，后部可以为耐火材料制成，也可以为空腔(11)，空腔(11)内通入空气冷却筒壁，空腔的内部壁上装有导向叶片(22)，使进入的空气经导向叶片(22)形成旋流，加强冷却效果，空气然后进入混合器(6)与燃料混合后经入口(5)喷至室内。锅炉(12)的前墙(20)的下部开有燃气进口(21)，正对进口(21)装有中央主火管(19)，下部装有下部火管束(18)，后墙(17)的中部装有挡烟板(16)，上部装有上部火管束(15)和烟窗(14)，顶部装有汽包(13)。6．如权利要求1所述的锅炉，其特征在于中央主火管(19)的内径小于燃烧室(1)的内径，使燃烧室内形成龙卷风状回流，强化燃烧，增强传热。专利摘要本技术公开了一种筒形旋风气体燃烧室以及装有该燃烧室的火管锅炉,筒的前部壁上开有点火孔,沿轴向于筒壁上开有喷孔,使燃料与空气混合物切向高速喷入,筒的后端开有喉口,造成燃烧产物回流,在燃烧室内形成龙卷风状的内循环流动,喷孔的入口处装有可移动芯块,以改变出口截面,根据负荷不同,控制喷射速度在最佳范围内,可连接一个二级燃烧室,还可将室装于火管锅炉的前墙,其优点是,燃烧强烈、稳定,燃烧完全,有害气体(CO,NO文档编号F22B9/14GK2413175SQ99253609公开日2001年1月3日 申请日期1999年11月9日 优先权日1999年11月9日专利技术者熊天渝 申请人本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋风气体燃烧室及装有该种燃烧室的火管锅炉，其旋风燃烧室的特征在于：燃烧室（１）为筒形，在前端面中心部位开有点火及火焰检测器孔（７），沿燃烧室轴向于筒壁（２）上对称开有燃烧和空气的喷入孔（５），点火器和火焰检测器也可置于下部喷入孔（５）的内壁处，后部端面的中心部位开有喉口（３）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊天渝，
申请(专利权)人：熊天渝，
类型：实用新型
国别省市：85[中国|重庆]