[实用新型]一种高温燃气掺混装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温燃气的掺混装置，尤其涉及一种大流量的高温燃气掺混装置。

技术背景

在一些设备中，为了满足使用的气流温度为600℃的需要，要将加温到高达1600℃的高温燃气通过用压缩空气作为冷却气流通过掺混到使用状态。当前一般是采用强制掺混或引射掺混，是可以将燃气温度降至使用要求，但难以保证压力损失小和温度场均匀度的要求。当使用要求的气流流量不同时，燃气流量将根据不同的使用状态也在变化。就是说高温燃气的温度在1000℃～1600℃范围变化，有时需要燃气流量增加或降低，单纯的强制掺混或引射掺混受限于流量的不可调节，压力损失较大，会导致掺混装置的空间按照最大状态设计造成材料和空间浪费，使制造成本增加。

在201010620218《高可靠性多叶片冷热气流掺混扰流装置》专利中是一种采用高可靠性多叶片掺混方式。该装置包括可与管道内壁螺纹连接外圈、设置在外圈内壁的扰流部件；扰流部件包括多个周向均匀分布平板叶片以及一个限位环。此方法虽然效果好，但对于燃气温度高，流量大的设备来说，结构复杂，设备材料选用需适应温度高，设备制造价格昂贵，而且管内介质流阻损失大。

在201420478238《空气与燃气的混合装置》专利中是一种采用在主管道上有混合腔与燃气管腔相连，混合腔的截面沿流向逐渐加大，燃气进气量通过移动安装管内沿其延伸方向的堵头进行调节，在混合腔内通过引射掺混得到需要的混合燃气。采用堵头调节燃气不适于高温度条件，机构复杂，调节范围窄，设备制造工艺复杂，设备制造价格昂贵，而且流阻损失大。此方法虽然可行，但不适于燃气温度高，流量大的设备。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述的技术问题而设计出的一种高温燃气的掺混装置。

(1)要解决的技术问题

满足气流温度为600℃～650℃以内的使用需要，在燃气温度1000℃～1600℃范围，燃气流量(1～20)kg/s增加或降低变化时。要求解决高温燃气的温降变化范围大、压力损失大、掺混后燃气温度分布不均匀，燃气通道的管道材料成本高，掺混装置结构适应性差等问题。

(2)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明的一种高温燃气掺混装置，是通过以下技术方案来实现：

本发明的一种高温燃气掺混装置主要由进气系统、掺混段、加温系统、测控系统组成。其中进气系统包括进气总管、进气总阀、掺混支管、掺混调节阀；加温系统包括加温支管、加温调节阀、加温器、扩压段；掺混段包括前法兰、外筒体、掺混内筒、导流环、冷却进气法兰、一级冷却进气管、二级冷却进气管、后法兰；测控系统包括总流量喷嘴、加温流量喷嘴、进口测压感头、进口测温感头、出口测压感头、出口测温感头、加温器出口测量段。在进气系统的进气总管上安装有进气总阀、总流量喷嘴，随后分为两路，第一路的加温支管上安装有加温调节阀、加温流量喷嘴，然后连接在加温器的进气口上；加温器的排气管道连接在掺混段的前法兰上，中间安装了一个扩压段和出口测量段。第二路的掺混支管上安装有掺混调节阀、进口测压感头和进口测温感头，然后连接在掺混段的冷却进气法兰上；在掺混段的排气管道上安装有出口测压感头和出口测温感头，然后连接到使用设备的进气管道上。

打开进气总阀，压缩空气经进气总管，通过总流量喷嘴分为两路分别进入加温系统和掺混段。当打开加温调节阀，第一路气流通过加温支管、加温流量喷嘴，进入加温器加温到1000℃～1600℃后经扩压段进行减速进入掺混段。同时打开掺混调节阀，第二路气流通过掺混支管进入掺混段对进入的高温燃气进行掺混冷却。得到满足600℃～650℃以内使用条件的气流。

所述的掺混段的外筒体是一个圆形的管道，在外筒体的圆形的管道上安装有前法兰和后法兰。通过前法兰、后法兰与前后的管道相连接。在外筒体内设计有一个掺混内筒，掺混内筒的长度为外筒体长度的2/3-3/4。掺混内筒的前端固定焊接在前法兰的内径上，后端安装了一个导流环支撑在外筒体的内壁上，用来支撑掺混内筒的后端。导流环的外径与外筒体内壁之间留有缝隙。

所述的一级冷却进气管也是一个圆形的管道，与外筒体的外壁面相交成90°，焊接在外筒体的前部位置，其一级冷却进气管的中心线位于掺混内筒的中间截面。一级冷却进气管的进气端焊接有冷却进气法兰，与掺混支管连接。