[发明专利]一种主动冷却型工业燃气燃烧器

说明书

本发明公开了一种主动冷却型工业燃气燃烧器，包括一端可封闭的助燃风套筒、穿设在助燃风套筒上的燃气管和高压点火电极、以及位于助燃风套筒内的燃气喷嘴和火焰盘，助燃风套筒封闭端设有助燃风进口，助燃风套筒开口为向中心逐渐收缩的锥形开口，燃气喷嘴和火焰盘靠近助燃风套筒开口端，燃气喷嘴与燃气管连通，火焰盘同轴安装在燃气喷嘴上，火焰盘向风面设置有多个用于冷却火焰盘的热管。本发明的燃烧器，通过设置在火焰盘上的主动冷却热管，减少了高温火焰对燃烧器头部的烧损，提高了燃烧器的安全性和运行寿命，同时利用这部分热量来加热助燃空气以促进燃烧，提高了燃烧效率和系统的热效率，降低了氮氧化物的生成，市场应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及气体燃烧技术领域，具体涉及一种主动冷却型工业燃气燃烧器，特别是采用火焰盘主动冷却装置的燃气燃烧器。

背景技术

天然气、液化气、生物质气等气体燃料因具有不含灰分、着火温度较低、燃烧容易控制、可远距离管道输送等优点而被广泛应用于工业加热领域，使得燃气燃烧器装备也得到了迅速的发展和应用。在陶瓷窑炉、工业锅炉、金属锻造、不锈钢退火炉等工业应用环境，燃气燃烧器需要长时间连续运行，如何保障设备的运行寿命和燃烧效率是技术人员长期关注的重点内容，目前在工业上通常采用烟气加热助燃风的技术来促进燃烧，有效地提高了燃烧效率和系统的热效率。在燃烧器实际应用环境中，头部火焰盘向火面长期接受火焰高温辐射和烟气对流换热的烘烤，尤其在热负荷较大时，长时间工作燃烧器会出现头部烧损、焊缝开裂等严重影响其性能和寿命的问题，从而造成企业的生产中断和维护成本的增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种主动冷却型工业燃气燃烧器，对燃气燃烧器头部进行主动冷却，同时利用这部分热量来加热助燃空气以促进燃烧，提高系统的燃烧效率和热效率，兼具降低火焰最高辐射温度，减少燃烧中氮氧化物生成的优点，特别适用于需长期稳定运行的工业燃气燃烧器设备。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种主动冷却型工业燃气燃烧器，包括一端可封闭的助燃风套筒、穿设在助燃风套筒上的燃气管和高压点火电极、以及位于助燃风套筒内的燃气喷嘴和火焰盘，助燃风套筒封闭端设有助燃风进口，助燃风套筒开口为向中心逐渐收缩的锥形开口，便于助燃风和燃气的充分混合，燃气喷嘴和火焰盘靠近助燃风套筒开口端，燃气喷嘴与燃气管连通，燃气喷嘴周向均匀设置有多个一次燃气喷孔和二次燃气喷孔，一次燃气喷孔中心轴与燃气喷嘴中心轴呈45～75°夹角，二次燃气喷孔中心轴与燃气喷嘴中心轴呈15～30°夹角，火焰盘同轴安装在燃气喷嘴上，火焰盘中部设置有多个一次风水平通道，一次风水平通道绕燃气喷嘴的周围均匀布置，火焰盘外端部均匀设置有多个二次风旋流通道，火焰盘向风面设置有多个用于冷却火焰盘的热管。

优选地，所述热管倾斜安装，与水平面呈5～30°夹角。

优选的，所述火焰盘向风面周向分布有多个倾斜的安装孔，该安装孔不贯通，底端与火焰盘向火面具有一定距离，所述热管的热端置于安装孔中。安装孔底端与火焰盘向火面留有一定距离，热管是通过火焰盘辐射吸热来达到降低火焰峰值温度的目的，从而避免热管直接接触火焰辐射而损坏。

现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明通过设置在火焰盘上的主动冷却热管，减少了高温火焰对燃烧器头部的烧损，提高了燃烧器的安全性和运行寿命，同时将热量传递给助燃风，有效地提高了燃烧效率和系统的热效率，降低了氮氧化物的生成，相对于传统的烟气换热，有效缩短了热量传递的距离，不但可以保障燃气燃烧器的稳定安全运行，还有助于减少相应的设备和维护成本，特别适用于大型工业燃气燃烧器的燃烧，在对热管的布置密度进行调整后，可以进一步优化燃烧器的燃烧效率和氮氧化物排放参数。

附图说明

图1是本发明燃烧器的结构示意图。

图2是火焰盘向风面的结构示意图，只保留热管，其余部件省略。