[发明专利]一种预燃式脉动燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及一种预燃式脉动燃烧器，属于燃烧设备锅炉技术领域。

背景技术

传统燃烧器的燃料燃烧不充分，燃烧速率慢，热效率低，严重造成了能源的浪费，并且NO_x排放比较高，再加上我国对能源的需求量在不断地增长，因此此时能源与环境问题变得更加的突出。

脉动燃烧是燃烧过程中燃料与氧气(空气)的流动参数发生周期性脉动变化的燃烧。该技术是一种高效节能、清洁环保的新型燃烧技术，不仅能够在较低的过量空气系数和有限的燃烧空间内达到很高的燃烧效率，而且具有极高的燃烧强度、热效率和传热系数，在工业生产中具有广泛的应用领域。

因此采用脉动技术对于降低污染物的（主要指NO_x）排放，提高燃烧效率，降低过量空气系数将更加有效。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：克服现有技术的不足，提供一种预燃式脉动燃烧器，解决当前现有技术的燃烧室内温度分布不均匀、氮氧化物排放偏高、燃烧不够充分、燃烧效率偏低问题。

本发明采用的技术方案：一种预燃式脉动燃烧器，包括：喷嘴、预燃室和尾管；所述预燃室用于燃料和空气的部分燃烧，预燃室的前端洗出若干个b=0°-70°的均匀分布的槽，b代表槽倾斜的角度，当b=0°时，槽为直槽；当b=0°-70°但b不等于0°时，所述槽右旋或左旋均匀分布，用于自吸少量的热空气进入预燃室并达到旋流的效果；所述喷嘴直接深入到预燃室内，通过N₂输送燃料并和热空气相互混合进而燃烧；所述尾管的前端与预燃室的后端相连，尾管的末端直接连接到炉膛里；起始阶段燃料供给装置通过N₂将燃料通过喷嘴喷入到预燃室，与此同时由于射流的紊动扩散作用，卷吸周围的热空气通过槽进入到预燃室内，二者在预燃室内相互混合，由于热空气的温度足以达到燃料的着火点，这样二者便可在预燃室里混合燃烧，由于热空气的数量还比较少，因此燃料只能处于贫氧状态，这样预燃室便可获得稳定的火焰和最大的脉动效果；再者由于燃料与空气的燃烧使得预燃室内的温度、压力都开始升高，燃烧产物向两端排出；与此同时，由于气体本身有一定的惯性，因此燃烧产物向两端的高速运动造成了预燃室内的负压，在负压的作用下，空气从入口端自动吸入，由于负压的作用，尾管中部分高温燃气也以高速返回燃烧室，于是预燃室内的可燃气和已燃气产生了自动的压缩，并重新点火燃烧；最后通过尾管排出的燃烧产物高速的喷入到炉膛里使得燃料能够在较大的区域内进行无焰燃烧，这样，燃烧过程可无限止地自动重复，最后实现无焰燃烧。

所述预燃室后面加一个扩压管，以增加自吸效果；燃烧产物通过扩压管时速度降低，压力升高，一部分动压转变成静压，结果增大了外界与喉部的压力差，加大了抽力，提高了喷射效率；与此同时，由于气体本身有一定的惯性，因此燃烧产物向两端的高速运动造成了预燃室内的负压，在负压的作用下，空气从入口端自动吸入，由于负压的作用，尾管中部分高温燃气也以高速返回燃烧室，于是预燃室内的可燃气和已燃气产生了自动的压缩，并重新点火燃烧；最后通过尾管排出的燃烧产物高速的喷入到炉膛里使得燃料能够在较大的区域内进行无焰燃烧，这样，燃烧过程可无限止地自动重复，最后实现无焰燃烧。

所述槽b=0°时有利于比较长的燃烧器在较远处接触热空气，b=70°时有利于比较短的燃烧器更大范围的接触热空气，中间度数则介于两者之间。

所述槽为2-16个，有利于混合出不同浓度的燃料，槽数少时则可得到高浓度的燃料，槽数较多时则可得到低浓度的燃料。

所述预燃室可以做成圆锥形体或圆筒形体。

所述尾管可以做成收缩型或做成发散型。

本发明与现有技术相比的优点在于：

（1）、本发明采用了脉动技术，由于脉动燃烧具有自吸功能因此可以不再单独的采用鼓风装置对燃烧器进行输送热空气和燃料，而且最后燃烧产物通过尾管高速的喷入到炉膛里，使燃烧反应发生在一个宽广的弥散区域，能够进一步的实现炉膛里的无焰燃烧，克服了现有技术的燃烧室内温度分布不均匀、氮氧化物排放偏高、燃烧不够充分、燃烧效率偏低等缺点，其优点是提供的空气是热空气，因此不需要对空气进行预热，加快了反应的速度，提高了燃烧效率，不需要外加点火装置；而且能够根据引射的功能自动吸收周围的热空气；燃烧过程能够产生脉动振荡，加快了反应进行；同时能够使大部分未燃的燃料以较高的速度喷入炉膛里，使之能够在炉膛的较大范围内进行无焰燃烧，降低了燃烧噪声。