一种多孔介质燃烧器及燃烧系统技术方案

本申请实施例提供一种多孔介质燃烧器及燃烧系统，涉及燃烧器领域。多孔介质燃烧器包括壳体，壳体设置有用于通入燃烧气体的进气口和用于向壳体外释放热量的热量口，壳体内设置有用于供燃烧气体燃烧的多孔介质层，多孔介质层和壳体之间贴合设置有保温层；保温层内还设置有用于带走保温层热量的换热器，换热器具有用于容纳换热介质的通道，通道围绕于多孔介质层外侧，通道的一端设置有换热介质入口，另一端设置有换热介质出口。多孔介质燃烧器及燃烧系统能够降低保温层的温度，提高燃烧器的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔介质燃烧器及燃烧系统
本申请涉及燃烧器领域，具体而言，涉及一种多孔介质燃烧器及燃烧系统。
技术介绍
常规的多孔介质燃烧器在多孔介质材料和外壳体之间设置保温板，燃气在多孔介质材料内燃烧形成火焰并释放大量的热量，温度可高达1400℃以上，热量通过多孔介质材料的高温固体辐射作用和烟气对流换热相结合的方式向外传输。正是由于高温多孔介质材料对保温板的热传导，同时高温烟气对保温板的冲刷，保温板的温度也可达到1400℃左右，因此要求保温板具有良好的高温稳定性。目前的多孔介质燃烧器为了保证气密性，多孔介质材料与保温板紧密贴合，但在运行过程中，高温的多孔介质材料将产生较大的热膨胀变形，而这极易导致保温板和/或保温板碎裂，进而导致燃烧器损坏。因此，需要一种不易损坏，能耗低的多孔介质燃烧器。
技术实现思路
为了解决上述的至少一个技术问题，本申请实施例提供一种多孔介质燃烧器及燃烧系统，其能够降低保温层的温度，提高燃烧器的稳定性。第一方面，本申请实施例提供了一种多孔介质燃烧器，其包括壳体，壳体设置有用于通入燃烧气体的进气口和用于向壳体外释放热量的热量口，壳体内设置有用于供燃烧气体燃烧的多孔介质层，多孔介质层和壳体之间设置有保温层；保温层内还设置有用于带走保温层热量的换热器，换热器具有用于容纳换热介质的通道，通道围绕于多孔介质层外侧，通道的一端设置有换热介质入口，另一端设置有换热介质出口。在上述实现过程中，由燃气和助燃气混合形成的燃烧气体由进气口通入壳体内，在多孔介质层内燃烧，产生的热量由热量口释放出去。在多孔介质燃烧器运行的过程中，通过在多孔介质燃烧器的保温层内设置换热器，换热器的通道包围在多孔介质层的外侧，再通过换热介质带走保温层的热量，从而快速、有效降低保温层的温度，消除传统燃烧器存在的保温层超温碎裂及燃烧器损坏的风险，提高多孔介质燃烧器的稳定性。在一种可能的实现方式中，通道为C形、O形、螺旋式或分段式，C形通道的两端相距一定距离，O形通道的两端连接在一起且通过隔板隔开。在上述实现过程中，换热介质入口和换热介质出口相邻设置，且必须通过整个通道连通，即换热介质由换热介质入口进，由换热介质出口出，流动路径必须经过几乎整个通道，而且通道能够几乎完全或完全围绕包裹于多孔介质层外侧，换热介质流动，能够快速将多孔介质层传导至保温层的热量带走，从而保证换热效果。尤其是采用C形或O形通道，通道里的换热介质流量相对较大，换热效果相对更好。在一种可能的实现方式中，通道内设置有折流板。在上述实现过程中，换热介质从换热介质入口进入换热器内，经过在通道内的折流板，可以强化换热介质的扰动，提高换热效率，被加热的换热介质从换热介质出口流出。在一种可能的实现方式中，换热介质出口与进气口连通。在上述实现过程中，当选择可以作为燃烧器的助燃气(通常为空气)的气体作为换热介质时，由换热介质出口流出的、被加热的气体通过管道流入进气口内，作为助燃气，并与其他管道通入的燃气混合形成燃烧气体，进一步提高燃烧器的热效率，减少热量浪费。在一种可能的实现方式中，进气口与用于通入燃烧气体或助燃气的主管道连通；可选地，所述壳体还与用于通入燃气的燃气管道连通。在上述实现过程中，通过主管道可以实现往进气口内通入燃烧气体，或者通入助燃气(可以采用换热介质出口流出的气体)并与其他管道通入的燃气混合形成燃烧气体。在一种可能的实现方式中，壳体内分为均布室和燃烧室，均布室靠近进气口，均布室内设置有气体均布器，燃烧室靠近热量口，多孔介质层设置于燃烧室内。在上述实现过程中，燃烧气体由进气口通入壳体内，先经过均布室内的气体均布器处理后，再均匀流入多孔介质层内并充分燃烧，产生的热量由热量口释放出去。在一种可能的实现方式中，气体均布器与多孔介质层之间留有间隙，间隙的宽度为5-10mm。在上述实现过程中，燃烧气体由气体均布器流向多孔介质层，它们之间的间隙相当于等压腔，用于稳定压力，从而保证燃烧气体平稳的流入多孔介质层进行燃烧，从而提高燃烧器的稳定性。在一种可能的实现方式中，保温层至少位于燃烧室内且包裹于多孔介质层的外侧。在一种可能的实现方式中，多孔介质层包括层叠设置的用于预热燃烧气体的上游片和用于供所述燃烧气体燃烧的下游片，上游片靠近进气口，下游片靠近热量口。在上述实现过程中，通过上游片和下游片，先对燃烧气体预热，再燃烧，从而提高燃烧效率。第二方面，本申请实施例提供了一种燃烧系统，其包括第一方面提供的多孔介质燃烧器和燃气锅炉，换热介质出口与燃气锅炉连通。在上述实现过程中，当选择水作为换热介质时，将多孔介质燃烧器与燃气锅炉结合起来，由换热介质出口流出的、被加热的水再流入燃气锅炉内，实现热量再利用，既提高了燃烧器的稳定性，也提高了能量利用率。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本申请第一实施例提供的一种多孔介质燃烧器的结构示意图；图2为图1中换热器另一视角的结构示意图；图3为本申请第二实施例提供的一种多孔介质燃烧器的结构示意图；图4为本申请第三实施例提供的一种多孔介质燃烧器的结构示意图。图标：100-多孔介质燃烧器；110-壳体；111-进气口；112-热量口；120-保温层；130-多孔介质层；131-上游片；132-下游片；140-换热器；141-通道；142-换热介质入口；143-换热介质出口；144-折流板；150-气体均布器；160-主管道；200-多孔介质燃烧器；210-保温层；220-气体均布器；230-主管道；240-管道；250-燃气管道；260-空气散布器；300-多孔介质燃烧器；310-管道。具体实施方式现有的多孔介质燃烧器根据燃烧气体的通入方式分为预混式多孔介质燃烧器和即混式多孔介质燃烧器，预混式多孔介质燃烧器是先将燃烧气体，包括燃气和助燃气(通常为空气)预混，再通入燃烧器内，即混式多孔介质燃烧器是将燃烧气体，包括燃气和助燃气分别通入燃烧器内并直接混合在一起。但是在现有预混式多孔介质燃烧器和即混式多孔介质燃烧器运行过程中，多孔介质材料以及多孔介质材料外侧的保温层存在碎裂的风险，进而导致燃烧器损坏。专利技术人分析其原因，是因为保温板为了达到保温效果，材质一般为低导热率、高热膨胀系数的氧化物陶瓷材质，因此与多孔介质材料接触的保温板会产生更大的热膨胀变形。由于多孔介质材料和保温板膨胀挤压，再加上多孔介质材料在高温环境下产生极大的热应力，导致多孔介质材料具有极大的碎裂风险；同时由于高温烟气对保温板的冲刷作用，保温板也更易于碎裂，进而导致燃烧器损坏。另外，专利技术人还发现在运行过程中，保温板温度高，与之接触的外壳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔介质燃烧器，其特征在于，其包括壳体，所述壳体设置有用于通入燃烧气体的进气口和用于向所述壳体外释放热量的热量口，所述壳体内设置有用于供燃烧气体燃烧的多孔介质层，所述多孔介质层和所述壳体之间贴合设置有保温层；所述保温层内还设置有用于带走保温层热量的换热器，所述换热器具有用于容纳换热介质的通道，所述通道围绕于所述多孔介质层外侧，所述通道的一端设置有换热介质入口，另一端设置有换热介质出口。/n

【技术特征摘要】
1.一种多孔介质燃烧器，其特征在于，其包括壳体，所述壳体设置有用于通入燃烧气体的进气口和用于向所述壳体外释放热量的热量口，所述壳体内设置有用于供燃烧气体燃烧的多孔介质层，所述多孔介质层和所述壳体之间贴合设置有保温层；所述保温层内还设置有用于带走保温层热量的换热器，所述换热器具有用于容纳换热介质的通道，所述通道围绕于所述多孔介质层外侧，所述通道的一端设置有换热介质入口，另一端设置有换热介质出口。


2.根据权利要求1所述的多孔介质燃烧器，其特征在于，所述通道为C形、O形、螺旋式或分段式，C形通道的两端相距一定距离，O形通道的两端连接在一起且通过隔板隔开。


3.根据权利要求1或2所述的多孔介质燃烧器，其特征在于，所述通道内设置有折流板。


4.根据权利要求1所述的多孔介质燃烧器，其特征在于，所述换热介质出口与所述进气口连通。


5.根据权利要求1或4所述的多孔介质燃烧器，其特征在于，所述进气口还与用于通入燃烧气体或助燃气的主管道连通...

【专利技术属性】
技术研发人员：付超，任志恒，孔凡磊，朱凯，王乃豪，战斗，
申请(专利权)人：松山湖材料实验室，中科卓异环境科技东莞有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44