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1. WO2020140384 - GRADUAL COMBUSTION TYPE FIRE PLATE COMBUSTOR

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说明书

发明名称 1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

附图

页1 

说明书

发明名称 : 一种冉燃式火排燃烧器

[1]
技术领域
[2]
本发明涉及火排燃烧器领域。
[3]
背景技术
[4]
火排燃烧器通常应用在模块炉、壁挂炉、热水器、蒸汽发生器等供暖、供热水、供蒸汽的装置上,通常包括底座和若干并列设置在底座上的火片,底座上设置与火片对齐的喷嘴,喷嘴向火片的燃气通道内喷射燃气,在此过程中,通过喷射引射原理,能够带动周围的空气进入燃气通道与燃气混合,之后混合气体从火片的火孔排出而进行燃烧。
[5]
近年来,由于环保问题越来越严峻,北京于2017年4月1日正式施行最严格的锅炉氮氧化物排放标准,要求新建锅炉氮氧化物排放量在基准含氧量为3.5%的折算值<30mg/m³、同时一氧化碳排放量折算值<95 mg/m³,随后多个城市和地区陆续颁布并实施北京标准。燃烧器作为锅炉的主要供热设备,是锅炉大气污染排放的主要来源,选用更低氮氧化物排放量的燃烧器是降低锅炉大气污染排放的主要手段,最大限度的节约能源也是燃烧器的重要性能指标。
[6]
氮氧化物和一氧化碳的排放量取决于燃气燃烧的充分与否,燃气充分燃烧则能够有效减少氮氧化物和一氧化碳的排放。传统的单喷嘴火排燃烧器难以保证氧气与燃气的准确混合比例,因此难以控制氮氧化物和一氧化碳的排放量,目前出现了通过高精密电子控制系统控制燃气和空气按全预混比例进行预混的全预混燃烧器,燃烧自然充分,化学不完全燃烧损失较少,热效率高,氮氧化物排放量能做到<30mg/ m³,一氧化碳<95mg/m³,排放量完全满足要求。尽管全预混燃烧器在节能、环保方面能完全满足新建锅炉的大气污染排放标准,但是为保证全预混燃烧的稳定性,就要同时对燃气和空气进行精准的比例控制,这是难度极高的非线性控制。全预混燃烧器在燃烧过程中,燃气和空气的比例控制不准会发生两种情况:如果预混空气不足,又没有二次空气补给,那就是缺氧燃烧,一氧化碳排放量将会大幅上升,这就是目前大多数全预混锅炉在实际的使用中节能效果不佳的原因之一:如果预混空气过量,那就是过预混,点火时容易爆燃。全预混燃烧的稳焰问题是另一个难题,采用机械方法加工的火孔结构很难稳定火焰,几乎全世界的全预混燃烧器都是采用耐高温的金属纤维编制网包裹火孔表面进行稳焰的,这种微孔稳焰的方法很有效,但是成本很高,且使用寿命短,是昂贵的易损件,为了防止金属纤维编制网堵塞影响燃烧,就必须对燃气严格过滤和空气滤清处理,这不仅增加了锅炉的运行成本,而且会影响到空燃比的稳定性。头部结构比较复杂和笨重以防止发生回火现象,在高压、高负荷时会有较大的噪音都是全预混燃烧器的缺点。
[7]
发明内容
[8]
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种能够有效减少氮氧化物和一氧化碳的排放量、节能环保的冉燃式火排燃烧器。
[9]
本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是:
[10]
一种冉燃式火排燃烧器,包括底座和设置在底座上的火片,所述火片的内部具有燃气通道,火片的顶板上设置有与所述燃气通道相连通的火孔,所述顶板的左部和右部均具有自内侧向外侧朝上倾斜的导引部,所述的火孔设置在所述的导引部上,所述的火孔侧向延伸至火片的侧板上而形成冉燃孔。
[11]
优选的,所述顶板的竖向截面呈“V”字形,两导引部上的火孔均与顶板的横向中心线间隔一距离。
[12]
所述的导引部相对水平面的夹角为30°至45°。
[13]
所述的顶板相对其竖向的中心面左右对称。
[14]
优选的,所述的火孔呈侧向的长条形并侧向延伸至火片的侧板上而形成所述的冉燃孔。
[15]
优选的,所述的火孔数量为若干个并沿火片的前后方向分布,火片的顶板上还设置有与所述燃气通道相适配的稳焰孔。
[16]
优选的,所述的顶板上具有若干火孔组,各火孔组包含有自前向后排列的若干火孔,所述的稳焰孔位于各两相邻火孔组之间。
[17]
优选的,各火孔组内的火孔沿前后方向均匀分布。
[18]
优选的,所述的火片的数量为若干个并在底座上沿左右方向分布,各两相邻火片之间相隔一距离而形成空气补充通道。
[19]
本发明的有益效果是:本发明中,由于顶板的左部和右部均具有自内侧向外侧朝上倾斜的导引部,火孔设置在导引部上,并且火孔侧向延伸至火片的侧板上而形成冉燃孔,燃气与空气的混合气体能够经由导引部形成斜向上的气流,点燃后能够形成弧形火焰,弧形火焰的外侧能够自然形成气流旋涡,在气流漩涡的作用下能够将少量未经冷却的高温废气送回到火焰中进行再燃烧,形成高温微循环,这是利用冉然技术有效减少氮氧化物和一氧化碳排放量的高效应用,高温微循环的优点是没有热能损失。
[20]
附图说明
[21]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[22]
图1是本发明的整体结构图;
[23]
图2是图1中A部分的局部放大图;
[24]
图3是本发明上部的工作状态示意图。
[25]
具体实施方式
[26]
参照图1至图3,一种冉燃式火排燃烧器,包括底座10和设置在底座10上的火片20,所述火片20的内部具有燃气通道21,火片20的顶板上设置有与所述燃气通道21相连通的火孔22,所述顶板的左部和右部均具有自内侧向外侧朝上倾斜的导引部23,火孔22设置在导引部23上,火孔22侧向延伸至火片20的侧板上而形成冉燃孔24。本发明中,由于顶板的左部和右部均具有自内侧向外侧朝上倾斜的导引部23,火孔22设置在导引部23上,并且火孔22侧向延伸至火片20的侧板上而形成冉燃孔24,燃气与空气的混合气体能够经由导引部23形成斜向上的气流,点燃后能够形成弧形火焰,弧形火焰的外侧能够自然形成气流旋涡,在气流漩涡的作用下能够将少量未经冷却的高温废气送回到火焰中进行再燃烧,形成高温微循环,这是利用冉然技术有效减少氮氧化物和一氧化碳排放量的高效应用,高温微循环的优点是没有热能损失。
[27]
底座10上通常设置喷嘴和供气通道,喷嘴与火片20上下间隔一距离,燃气能够从喷嘴喷射到火片20内,在此过程中燃气形成的气流能够携带空气进入火片20内实现预混,这些都是本领域中的常用结构,在此不另作详述。
[28]
所述顶板的竖向截面呈“V”字形,两导引部23上的火孔22均与顶板的横向中心线间隔一距离,这样能够确保形成斜向上的气流,保证微循环的形成。
[29]
本发明中,导引部23相对水平面的夹角为30°至45°,这样能够兼顾燃气的燃烧和微循环的产生,具有较好的燃烧效果。
[30]
本发明中,顶板相对其竖向的中心面左右对称,这样使得混合气体能够均匀的向两侧流动,保证燃烧的均匀度,避免一侧混合气体过量而导致燃烧不充分,能够有效降低氮氧化物和一氧化碳的排放量。
[31]
火孔22呈侧向的长条形并侧向延伸至火片20的侧板上而形成冉燃孔24,这样使得倾斜上下的气流能够顺利的经由火孔22排出,减少对混合气体的阻挡,保证燃烧的充分。
[32]
火孔22数量为若干个并沿火片20的前后方向分布,火片20的顶板上还设置有与燃气通道21相适配的稳焰孔25,当燃气发生离焰时,稳焰孔25能够利用火焰的传递性,保证本火排燃烧器易于点火和正常工作时不会离焰,本实施例中,稳焰孔25分成若干组,各组均包括在导引部23上沿左右方向均匀设置的若干圆孔状的稳焰孔25,当然,实际应用中,稳焰孔25也可采用其他常用的形状和分布方式,并不局限于此。
[33]
顶板上具有若干火孔组,各火孔组包含有自前向后排列的若干火孔22,稳焰孔25位于各两相邻火孔组之间,由此使得稳焰孔25能够对各火孔组起到稳焰作用,保证本火排燃烧器易于点火和正常工作。
[34]
本发明中,各火孔组内的火孔22沿前后方向均匀分布,使得整个燃烧器的火焰均匀等高,也有利于氮氧化物和一氧化碳排放量的降低和稳定。火片20的数量为若干个并在底座10上沿左右方向分布,各两相邻火片20之间相隔一距离而形成空气补充通道30,这样能够对燃气的燃烧起到补充空气的作用,也能够对火片20起到良好的降温冷却效果。
[35]
以上所述仅为本发明的优先实施方式,只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。

权利要求书

[权利要求 1]
一种冉燃式火排燃烧器,包括底座(10)和设置在底座(10)上的火片(20),所述火片(20)的内部具有燃气通道(21),火片(20)的顶板上设置有与所述燃气通道(21)相连通的火孔(22),其特征在于:所述顶板的左部和右部均具有自内侧向外侧朝上倾斜的导引部(23),所述的火孔(22)设置在所述的导引部(23)上,所述的火孔(22)侧向延伸至火片(20)的侧板上而形成冉燃孔(24)。
[权利要求 2]
根据权利要求1所述的一种冉燃式火排燃烧器,其特征在于:所述顶板的竖向截面呈“V”字形,两导引部(23)上的火孔(22)均与顶板的横向中心线间隔一距离。
[权利要求 3]
根据权利要求2所述的一种冉燃式火排燃烧器,其特征在于:所述的导引部(23)相对水平面的夹角为30°至45°。
[权利要求 4]
根据权利要求2所述的一种冉燃式火排燃烧器,其特征在于:所述的顶板相对其竖向的中心面左右对称。
[权利要求 5]
根据权利要求1所述的一种冉燃式火排燃烧器,其特征在于:所述的火孔(22)呈侧向的长条形并侧向延伸至火片(20)的侧板上而形成所述的冉燃孔(24)。
[权利要求 6]
根据权利要求5所述的一种冉燃式火排燃烧器,其特征在于:所述的火孔(22)数量为若干个并沿火片(20)的前后方向分布,火片(20)的顶板上还设置有与所述燃气通道(21)相适配的稳焰孔(25)。
[权利要求 7]
根据权利要求6所述的一种冉燃式火排燃烧器,其特征在于:所述的顶板上具有若干火孔组,各火孔组包含有自前向后排列的若干火孔(22),所述的稳焰孔(25)位于各两相邻火孔组之间。
[权利要求 8]
根据权利要求7所述的一种冉燃式火排燃烧器,其特征在于:各火孔组内的火孔(22)沿前后方向均匀分布。
[权利要求 9]
根据权利要求1所述的一种冉燃式火排燃烧器,其特征在于:所述的火片(20)的数量为若干个并在底座(10)上沿左右方向分布,各两相邻火片(20)之间相隔一距离而形成空气补充通道(30)。

附图