一种带蓄热燃烧室的生物质气燃气燃烧器及使用方法技术

本发明专利技术公开了一种带蓄热燃烧室的生物质气燃气燃烧器及使用方法，包括中心风管道、内燃气管道、内助燃空气管道、外燃气管道、外助燃空气管道、第一套筒、第二套筒、内助燃空气旋流调节拉杆、外燃气旋流调节拉杆、若干内助燃空气轴向旋流叶片及若干外燃气轴向旋流叶片，该燃烧器及使用方法能够达到生物质气高效低污染燃烧的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种带蓄热燃烧室的生物质气燃气燃烧器及使用方法
本专利技术属于燃烧设备
，涉及一种带蓄热燃烧室的生物质气燃气燃烧器及使用方法。
技术介绍
随着我国经济发展进入新常态，能源消费增速逐渐减缓，能源利用效率和发展质量问题突出，能源结构多元化发展，建设清洁低碳，安全高效的现代能源体系，是能源发展改革的重大历史使命。因此，节约能源，扩大能源可利用范围，对我国经济建设极其重要。低热值燃料如生物质气的应用在提高能源综合利用效率的同时，处理了生活生产垃圾及废弃物，有利于环境净化及控制污染物排放。低热值燃气，通常指发热量小于6.28MJ/m3的气体燃料，生物质热解过程中主要产生CO、CH4、C2H2等可燃气体，其热值一般约为4～6MJ/m3，属于一种常规低热值燃气。传统直接燃烧方式下低热值燃气难以点燃和控制，燃烧过程中可能出现回火、吹熄等现象，无法稳定控制其燃烧，因此有必要开发一种清洁高效的新型生物质气燃气燃烧器，提高其利用效率，扩大能源利用范围。近年来，燃烧领域的学者们不断探索与研究，开发了一系列气体燃料的高效清洁燃烧技术如脉动、催化、富氧、高温预热、多孔介质燃烧技术，在此基础上产生了一些不同类型的燃气燃烧器如高速、富氧、辐射管燃烧器等。多孔介质燃烧技术作为一种新型燃烧方式，可兼顾高效燃烧与低污染物排放，受到各国燃烧领域学者们的青睐。由于多孔介质特有的物理结构，多孔介质燃烧技术具有燃烧速率、燃烧强度高，燃烧区域宽且热负荷分布均匀，燃烧效率高且污染物排放低，设备体积小且结构紧凑等优点。多孔介质燃烧技术为生物质气的燃烧利用提供了一条新路径。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种带蓄热燃烧室的生物质气燃气燃烧器及使用方法，该燃烧器及使用方法能够达到生物质气高效低污染燃烧的目的。为达到上述目的，本专利技术所述的带蓄热燃烧室的生物质气燃气燃烧器包括中心风管道、内燃气管道、内助燃空气管道、外燃气管道、外助燃空气管道、第一套筒、第二套筒、内助燃空气旋流调节拉杆、外燃气旋流调节拉杆、若干内助燃空气轴向旋流叶片及若干外燃气轴向旋流叶片；中心风管道、内燃气管道、内助燃空气管道、外燃气管道及外助燃空气管道由内到外依次分布，内燃气管道的出口处填充有陶瓷泡沫型多孔介质；各内助燃空气轴向旋流叶片沿周向设置于内燃气管道与内助燃空气管道之间的环形通道内，第一套筒的一端与各内助燃空气轴向旋流叶片相连接，第一套筒的另一端与内助燃空气旋流调节拉杆的一端相连接，内助燃空气旋流调节拉杆的另一端穿出内助燃空气管道与内燃气管道之间的环形通道；各外燃气轴向旋流叶片位于内助燃空气管道与外燃气管道之间的环形通道内，第二套筒的一端与各外燃气轴向旋流叶片相连接，第二套筒的另一端与外燃气旋流调节拉杆的一端相连接，外燃气旋流调节拉杆的另一端穿出内助燃空气管道与外燃气管道之间的环形通道，外燃气管道的外助燃空气入口处设置有外助燃空气切向旋流叶片。第一套筒与内助燃空气旋流调节拉杆之间通过第一耳板相连接；第二套筒与外燃气旋流调节拉杆之间通过第二耳板相连接。第一套筒及第二套筒同轴布置。陶瓷泡沫型多孔介质的材质为氧化铝、碳化硅或氧化锆。本专利技术所述的带蓄热燃烧室的生物质气燃气燃烧器的使用方法包括以下步骤：中心风管道内为经预热过的直流助燃空气，内燃气管道内为直流生物质气，生物质气在陶瓷泡沫型多孔介质内部孔隙中产生混合扰动，燃烧后通过多孔介质骨架导热及热辐射，形成热量回流，预热上游生物质气，以扩大燃烧反应区，减少生物质气不完全燃烧热损失，陶瓷泡沫型多孔介质同时吸收部分燃烧热量而蓄热，以强化管道内部辐射换热，降低燃烧初期着火热，外燃气管道为轴向旋流进气，生物质气通过外燃气轴向旋流叶片产生旋转，以提高生物质气的湍流强度，其中，旋流强度通过外燃气旋流调节拉杆调节旋流器前后位置来调节；其余助燃空气通过内助燃空气管道与外助燃空气管道分级送入，内助燃空气及外助燃空气分别为轴向、切向旋流进风的双调风结构，该双调风结构在燃烧器喷口形成稳定的回流区，回流高温烟气加热上游生物质气，内助燃空气及外助燃空气的旋流强度分别由内助燃空气轴向旋流叶片的位置和外助燃空气切向旋流叶片的开度来调节。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所述的带蓄热燃烧室的生物质气燃气燃烧器及使用方法在具体操作时，采用多孔介质蓄热燃烧方式与燃料分级双调风旋流燃烧方式有机结合，耦合多种高效低污染燃烧方式，以实现生物质气高效低污染燃烧的目的。具体的，低热值生物质气燃气通过内燃气管道与外燃气管道分两级送入，生物质气在燃烧过程中，生物质气在陶瓷泡沫型多孔介质内部孔隙中产生强烈的混合扰动，初期燃烧后通过多孔介质骨架导热和强烈的热辐射，形成热量回流，以预热上游生物质气，迅速扩大燃烧反应区，减少生物质气不完全燃烧热损失，多孔介质由于其本身比热容较高，吸收部分燃烧热量而蓄热，从而强化内部辐射换热，降低燃烧初期着火热，因此在其喷口处形成稳定的着火源，外燃气管道为轴向旋流进气，以提高燃气的湍流强度，有利于生物质气与高温烟气的混合及燃烧；助燃空气通过中心风管道、内助燃空气管道与外助燃空气管道分级送入，其中，中心风为直流，主要提供燃烧初期所需氧气，同时可扩大旋流助燃空气形成的回流区，内、外助燃空气分别为轴向、切向旋流进风的双调风结构，该结构可在燃烧器喷口形成稳定的回流区，回流高温烟气加热上游生物质气，提高燃烧效率；陶瓷泡沫型多孔介质良好的热交换特性使燃烧区域温度梯度较平缓，燃烧区域平均温度相对较低，同时分级送风可使燃烧初期空气过量系数降低，燃烧器喷口形成还原性气氛，二者共同作用降低NOx的生成，达到生物质气高效低污染燃烧的目的。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的截面图。其中，1为中心风管道、2为内燃气管道、3为内助燃空气管道、4为外燃气管道、5为外助燃空气管道、6为陶瓷泡沫型多孔介质、7为内助燃空气轴向旋流叶片、8为外燃气轴向旋流叶片、9为外助燃空气切向旋流叶片、10为内助燃空气旋流调节拉杆、11为外燃气旋流调节拉杆。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：参考图1及图2，本专利技术所述的带蓄热燃烧室的生物质气燃气燃烧器包括中心风管道1、内燃气管道2、内助燃空气管道3、外燃气管道4、外助燃空气管道5、第一套筒、第二套筒、内助燃空气旋流调节拉杆10、外燃气旋流调节拉杆11、若干内助燃空气轴向旋流叶片7及若干外燃气轴向旋流叶片8；中心风管道1、内燃气管道2、内助燃空气管道3、外燃气管道4及外助燃空气管道5由内到外依次分布，内燃气管道2的出口处填充有陶瓷泡沫型多孔介质6；各内助燃空气轴向旋流叶片7沿周向设置于内燃气管道2与内助燃空气管道3之间的环形通道内，第一套筒的一端与各内助燃空气轴向旋流叶片7相连接，第一套筒的另一端与内助燃空气旋流调节拉杆10的一端相连接，内助燃空气旋流调节拉杆10的另一端穿出内助燃空气管道3与内燃气管道2之间的环形通道；各外燃气轴向旋流叶片8位于内助燃空气管道3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带蓄热燃烧室的生物质气燃气燃烧器，其特征在于，包括中心风管道(1)、内燃气管道(2)、内助燃空气管道(3)、外燃气管道(4)、外助燃空气管道(5)、第一套筒、第二套筒、内助燃空气旋流调节拉杆(10)、外燃气旋流调节拉杆(11)、若干内助燃空气轴向旋流叶片(7)及若干外燃气轴向旋流叶片(8)；/n中心风管道(1)、内燃气管道(2)、内助燃空气管道(3)、外燃气管道(4)及外助燃空气管道(5)由内到外依次分布，内燃气管道(2)与中心风管道(1)形成环形通道的出口处填充有陶瓷泡沫型多孔介质(6)；/n各内助燃空气轴向旋流叶片(7)沿周向设置于内燃气管道(2)与内助燃空气管道(3)之间的环形通道内，第一套筒的一端与各内助燃空气轴向旋流叶片(7)相连接，第一套筒的另一端与内助燃空气旋流调节拉杆(10)的一端相连接，内助燃空气旋流调节拉杆(10)的另一端穿出内助燃空气管道(3)与内燃气管道(2)之间的环形通道；/n各外燃气轴向旋流叶片(8)位于内助燃空气管道(3)与外燃气管道(4)之间的环形通道内，第二套筒的一端与各外燃气轴向旋流叶片(8)相连接，第二套筒的另一端与外燃气旋流调节拉杆(11)的一端相连接，外燃气旋流调节拉杆(11)的另一端穿出内助燃空气管道(3)与外燃气管道(4)之间的环形通道，外燃气管道(4)的外助燃空气入口处设置有外助燃空气切向旋流叶片(9)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种带蓄热燃烧室的生物质气燃气燃烧器，其特征在于，包括中心风管道(1)、内燃气管道(2)、内助燃空气管道(3)、外燃气管道(4)、外助燃空气管道(5)、第一套筒、第二套筒、内助燃空气旋流调节拉杆(10)、外燃气旋流调节拉杆(11)、若干内助燃空气轴向旋流叶片(7)及若干外燃气轴向旋流叶片(8)；
中心风管道(1)、内燃气管道(2)、内助燃空气管道(3)、外燃气管道(4)及外助燃空气管道(5)由内到外依次分布，内燃气管道(2)与中心风管道(1)形成环形通道的出口处填充有陶瓷泡沫型多孔介质(6)；
各内助燃空气轴向旋流叶片(7)沿周向设置于内燃气管道(2)与内助燃空气管道(3)之间的环形通道内，第一套筒的一端与各内助燃空气轴向旋流叶片(7)相连接，第一套筒的另一端与内助燃空气旋流调节拉杆(10)的一端相连接，内助燃空气旋流调节拉杆(10)的另一端穿出内助燃空气管道(3)与内燃气管道(2)之间的环形通道；
各外燃气轴向旋流叶片(8)位于内助燃空气管道(3)与外燃气管道(4)之间的环形通道内，第二套筒的一端与各外燃气轴向旋流叶片(8)相连接，第二套筒的另一端与外燃气旋流调节拉杆(11)的一端相连接，外燃气旋流调节拉杆(11)的另一端穿出内助燃空气管道(3)与外燃气管道(4)之间的环形通道，外燃气管道(4)的外助燃空气入口处设置有外助燃空气切向旋流叶片(9)。


2.根据权利要求1所述的带蓄热燃烧室的生物质气燃气燃烧器，其特征在于，第一套筒与内助燃空气旋流调节拉杆(10)之间通过第一耳板相连接。

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【专利技术属性】
技术研发人员：王一坤，刘辉，张广才，柳宏刚，解冰，
申请(专利权)人：华能国际电力股份有限公司，西安热工研究院有限公司，西安西热锅炉环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11