本发明专利技术提出一种燃烧器，涉及矿用低浓度瓦斯应用技术领域；包括内部为本体腔的本体部，本体腔连通燃气进口；本体部上设燃烧头，其内部的头腔与本体腔连通；头腔内设隔离筒，隔离筒与燃烧头间形成间隙腔，其内设温度传感器。本发明专利技术还公开了采用该燃烧器的矿用安全低氮燃烧装置及控制方法。本发明专利技术的燃烧器结构可避免回火，矿用安全低氮燃烧装置及控制方法解决了煤矿高、低浓度瓦斯预混燃烧过程的空燃比的精确调节、过程安全控制，实现了煤矿瓦斯预混燃烧过程的安全稳定。可广泛应用于各种高、低浓度瓦斯气的燃烧利用，尤其是煤矿低浓度瓦斯安全燃烧利用的场合，实现在爆炸限的瓦斯气体的高效安全低氮燃烧和生产蒸汽。的高效安全低氮燃烧和生产蒸汽。的高效安全低氮燃烧和生产蒸汽。
【技术实现步骤摘要】
燃烧器、矿用安全低氮燃烧装置及其控制方法
[0001]本专利技术涉及矿用低浓度瓦斯应用
，具体是一种燃烧器、矿用安全低氮燃烧装置及其控制方法。
技术介绍
[0002]煤矿开采过程中伴生的瓦斯气体，根据开采过程不同及安全需要，一般有高浓度瓦斯抽采排放和低浓度瓦斯抽采排放。高浓度瓦斯一般浓度在12％
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30％V较多，可以进行发电及燃烧加热供暖等利用；低浓度瓦斯一般浓度在12％V以下，通常瓦斯浓度在3％
‑
5％V比较常见，这部分瓦斯通常直接排放到大气，带来资源浪费和环境污染，有必要对这类低浓度瓦斯进行回收利用，实现资源回收和碳减排。
[0003]目前，高、低浓度瓦斯主要的利用途径是燃烧利用，在燃烧利用方法上预混燃烧可以使空气和燃气充分混合，实现燃气的充分燃烧，减少氮氧化物、一氧化碳的排放浓度，是目前燃烧过程降低氮氧化物和一氧化碳的主要手段之一。预混燃烧过程分为在燃烧器内部瓦斯和空气预混及在瓦斯气输送前端事先与空气预混两种情况。在燃烧器头部位置进行预混的燃烧器，一般由燃气和空气通过在燃烧器上的预混构件混合后在燃烧器头部进行点火燃烧，这类燃烧装置设计不当容易出现回火安全问题，通常需要在喷嘴头部进行水冷和空气散热冷却，并进行缩颈处理以控制预混后燃气的流速，这将影响了燃烧器的操作调节范围，降低了燃烧器的可靠性，并导致设备配套复杂。另一方面，对于在瓦斯气输送前端事先预混到一定瓦斯浓度的预混瓦斯气体，通常为处于低爆炸限附近的低浓度瓦斯，或者处于爆炸限内的中等浓度的瓦斯气，目前这类气体燃烧缺少适用的燃烧器和安全控制手段；而且在这类瓦斯气体燃烧应用过程中，如果设计不当会出现回火、爆炸等意外安全事故，如何确保这类瓦斯气体的安全稳定燃烧利用，实现煤矿瓦斯的安全燃烧利用生产蒸汽和热水等，是亟待解决的难题。
技术实现思路
[0004]本专利技术提出一种燃烧器、矿用安全低氮燃烧装置及其控制方法，解决了现有技术中瓦斯预混燃烧装置存在的易回火及安全性低的问题。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种燃烧器，包括本体部，所述本体部内部为本体腔，所述本体腔连通有燃气进口；
[0007]所述本体部上设置有燃烧头，所述燃烧头内部为头腔，所述头腔与本体腔连通；所述头腔内部设置有隔离筒，所述隔离筒与燃烧头之间形成间隙腔；所述间隙腔内设置有温度传感器。
[0008]进一步地，所述隔离筒延伸至本体腔内。
[0009]进一步地，所述本体腔与头腔由分隔板进行分隔；位于头腔内的隔离筒上设置有多孔分布防回火小孔，位于本体腔内的隔离筒上设置有燃气进气孔。
[0010]进一步地，所述温度传感器有若干个，沿着隔离筒的外壁分布。
[0011]进一步地，所述隔离筒的外壁上设置有外伸套管，所述温度传感器容置于该外伸套管内。
[0012]进一步地，所述温度传感器的引线经由隔离筒的内部引出燃烧器。
[0013]进一步地，所述燃烧头为多孔纤维燃烧头、耐高温材料钻孔燃烧头或耐高温材料堆积多孔燃烧头。
[0014]一种采用前述的燃烧器的矿用安全低氮燃烧装置，包括加热炉，所述加热炉设置有烟气出口；所述加热炉内部设置有蒸汽取热管；
[0015]所述燃烧器设置于加热炉上，所述燃烧头位于加热炉的内部；在所述燃烧头的侧方设置点火器和火焰检测器；
[0016]所述燃气进口经阻火器与气体混合器连接，所述气体混合器的进口分别连接高浓度瓦斯气进管与低浓度瓦斯气进管；
[0017]所述高浓度瓦斯气进管上设置有高浓度快速切断阀；
[0018]所述高浓度快速切断阀与气体混合器之间的高浓度瓦斯气进管上设置有高浓度瓦斯浓度检测仪、高浓度瓦斯流量计和高浓度瓦斯调节阀；所述高浓度快速切断阀远离气体混合器侧的高浓度瓦斯气进管上连通有高浓度瓦斯切换回流管，所述高浓度瓦斯切换回流管上设置有高浓度回流切换阀；
[0019]所述低浓度瓦斯气进管上设置有低浓度快速切断阀；
[0020]所述低浓度快速切断阀与气体混合器之间的低浓度瓦斯气进管上设置有空气进气管，所述空气进气管上设置有空气切换阀；所述空气进气管与气体混合器之间的低浓度瓦斯气进管上设置有低浓度瓦斯浓度检测仪、低浓度瓦斯流量计和低浓度瓦斯调节阀；所述低浓度快速切断阀远离气体混合器侧的低浓度瓦斯气进管上连通有低浓度瓦斯切换回流管，所述低浓度瓦斯切换回流管上设置有低浓度回流切换阀；
[0021]所述燃烧器的温度传感器、点火器、火焰检测器、高浓度快速切断阀、高浓度瓦斯浓度检测仪、高浓度瓦斯流量计、高浓度瓦斯调节阀、高浓度回流切换阀、低浓度快速切断阀、空气切换阀、低浓度瓦斯浓度检测仪、低浓度瓦斯流量计、低浓度瓦斯调节阀和低浓度回流切换阀均与控制系统控制连接。
[0022]进一步地，所述烟气出口设置有烟气温度监测装置，所述烟气温度监测装置与控制系统控制连接。
[0023]一种前述的矿用安全低氮燃烧装置的控制方法，包括以下步骤：
[0024]打开高浓度快速切断阀和低浓度快速切断阀，分别通入高浓度瓦斯气和低浓度瓦斯气；
[0025]低浓度瓦斯浓度检测仪和低浓度瓦斯流量计对低浓度瓦斯气进行检测，高浓度瓦斯浓度检测仪和高浓度瓦斯流量计对高浓度瓦斯气进行检测；控制系统根据预先设定的空燃比，通过高浓度瓦斯调节阀和低浓度瓦斯调节阀控制气量以调节配比；
[0026]其中，当低浓度瓦斯气的浓度小于预先设定的空燃比时，补充相应流量的高浓度瓦斯；当低浓度瓦斯气的浓度大于预先设定的空燃比时，打开空气切换阀，经空气进气管补充相应流量的空气；
[0027]当火焰检测器检测到熄火、或温度传感器检测到温度超过设定值时，控制系统切
断高浓度快速切断阀和低浓度快速切断阀，打开高浓度回流切换阀和低浓度回流切换阀，同时打开空气切换阀，进行空气吹扫。
[0028]本专利技术的有益效果为：
[0029]本专利技术结构简单，使用方便；本专利技术的燃烧器结构可避免回火，矿用安全低氮燃烧装置及控制方法解决了煤矿高、低浓度瓦斯预混燃烧过程的空燃比的精确调节、过程安全控制，实现了煤矿瓦斯预混燃烧过程的安全稳定，确保了预混燃烧的安全。本专利技术可广泛应用于各种高、低浓度瓦斯气的燃烧利用，尤其是煤矿低浓度瓦斯安全燃烧利用的场合，实现在爆炸限的瓦斯气体的高效安全低氮燃烧和生产蒸汽。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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的附图。
[0031]图1是本专利技术燃烧器一个实施例的结构示意图；
[0032]图2是本专利技术燃烧器另一个实施例的结构示意图；
[0033]图3是本专利技术矿用安全低氮燃烧装置一个实施例的结构示意图。
[0034]其中：
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种燃烧器，其特征在于，包括本体部，所述本体部内部为本体腔，所述本体腔连通有燃气进口；所述本体部上设置有燃烧头，所述燃烧头内部为头腔，所述头腔与本体腔连通；所述头腔内部设置有隔离筒，所述隔离筒与燃烧头之间形成间隙腔；所述间隙腔内设置有温度传感器。2.如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述隔离筒延伸至本体腔内。3.如权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，所述本体腔与头腔由分隔板进行分隔；位于头腔内的隔离筒上设置有多孔分布防回火小孔，位于本体腔内的隔离筒上设置有燃气进气孔。4.如权利要求1
‑
3任意一项所述的燃烧器，其特征在于，所述温度传感器有若干个，沿着隔离筒的外壁分布。5.如权利要求4所述的燃烧器，其特征在于，所述隔离筒的外壁上设置有外伸套管，所述温度传感器容置于该外伸套管内。6.如权利要求5所述的燃烧器，其特征在于，所述温度传感器的引线经由隔离筒的内部引出燃烧器。7.如权利要求1
‑
3任意一项所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧头为多孔纤维燃烧头、耐高温材料钻孔燃烧头或耐高温材料堆积多孔燃烧头。8.一种采用权利要求1
‑
3任意一项所述的燃烧器的矿用安全低氮燃烧装置，其特征在于，包括加热炉，所述加热炉设置有烟气出口；所述加热炉内部设置有蒸汽取热管；所述燃烧器设置于加热炉上，所述燃烧头位于加热炉的内部；在所述燃烧头的侧方设置点火器和火焰检测器；所述燃气进口经阻火器与气体混合器连接，所述气体混合器的进口分别连接高浓度瓦斯气进管与低浓度瓦斯气进管；所述高浓度瓦斯气进管上设置有高浓度快速切断阀；所述高浓度快速切断阀与气体混合器之间的高浓度瓦斯气进管上设置有高浓度瓦斯浓度检测仪、高浓度瓦斯流量计和高浓度瓦斯调节阀；所述高浓度快速切断阀远离气体混合器侧的高浓度瓦斯气进管上连通有高浓度瓦斯切换回流管，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡振义，林本军，周立杰，袁伟，徐立峰，
申请(专利权)人：大连亿斯德特种智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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