[发明专利]一种基于中心回燃烧头的金属纤维前混燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及燃气燃烧器技术领域，特别涉及一种基于中心回燃烧头的金属纤维前混燃烧器。

背景技术

目前在锅炉制造企业内，对于中心回燃锅炉，其燃烧室末端为封闭结构，一般是采用扩散式燃烧头，扩散式燃烧头的火焰为第一回程；火焰燃尽后，烟气沿着燃烧室内壁折返回前烟箱，形成第二回程；之后，再进入烟管，形成第三回程，如图3所示。但是采用扩散式燃烧头，由于局部高温的存在会将空气中大量的氮气与氧气催化形成氮氧化物，氮氧化物的排放对大气有很严重的污染。近几年出现的金属纤维燃烧器是一种全预混式燃烧器，以特种金属纤维作为燃烧头，预先混合均匀的燃气空气混合物流向燃烧头，在透气性均匀的金属纤维织物表面进行燃烧，使得燃烧十分稳定并且温度分布均匀，没有局部高温存在，因此抑制了NOx的生成。但是对于中心回燃锅炉来说，如果沿用标准金属纤维烧头，如图4所示，则由于炉膛的特殊结构，炉膛深处的阻力远大于前端阻力，因此标准的金属纤维燃烧头，火焰将只可能在前部燃烧，炉膛的绝大部分面积被浪费，直接使用该结构的烧头，无法解决中心回燃锅炉降低NO_X排放的要求。

全预混式金属纤维燃烧器一般采用后混结构，即在燃烧器风机出口设置混风结构，空气与燃气在风机后的混风结构中充分混合，这样的设计使得燃烧器整体结构偏大，成本高昂。为了防止后混燃烧器的回火，必须提升控制系统精度，达到对空气、燃气的精准控制，甚至需要安装防回火装置，使得整机结构复杂，控制难度提升。

发明内容

为了解决标准金属纤维燃烧头不能很好适应中心回燃锅炉以及后预混金属纤维燃烧器体积大、结构冗杂的问题，本发明提供了一种基于中心回燃烧头的金属纤维前混燃烧器，所述中心回燃烧头不仅具有与扩散式燃烧器类似的烟气流向，还能克服扩散式燃烧器高氮氧化物的缺陷，且不影响锅炉效率与出力。所述燃烧器的预混室设置于风机进风口，减少了风机出风口的混风结构，空气和燃气直接在风机叶轮搅拌下混合，同时采用零压阀，自动控制空燃比，简化了控制系统，提升了燃烧器的稳定性和安全性。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于中心回燃烧头的金属纤维前混燃烧器，包括预混室、风机和中心回燃烧头，所述预混室具有文丘里结构，且所述预混室的出风口与风机的进风口连接，所述风机出风口与中心回燃烧头连接，燃气和空气依次经预混室和风机，在预混室和风机内腔中经过两次混合后进入中心回燃烧头在金属纤维表面燃烧。

进一步的，所述预混室在其入口与文丘里结构的喉部之间的侧壁上开设有支路管作为燃气入口，所述支路管上设置有燃气阀。

进一步的，所述燃气阀为零压阀，当零压阀靠近预混室一侧的空气压力为负压时，零压阀开启，所述零压阀的开启程度与预混室内的空气压力成反比。

进一步的，所述中心回燃烧头包括烧头本体，所述烧头本体前端内嵌燃烧结构，所述燃烧结构形成了中心回燃烧头的第一燃烧区，所述第一燃烧区的外表面铺设金属纤维网。

进一步的，所述第一燃烧区为前端开口的圆柱形或喇叭形结构。

进一步的，当所述第一燃烧区为喇叭形结构时，所述第一燃烧区的后端面积小于其前端面积。

进一步的，当所述第一燃烧区为喇叭形结构时，所述烧头本体的外表面铺设金属纤维网，形成中心回燃烧头的第二燃烧区。

进一步的，所述金属纤维网由铁铬铝合金材料制成且与烧头本体烧结成一个整体，所述金属纤维网的纤维直径为40-50μm。

进一步的，所述烧头本体内设置有点火针支架，所述点火针支架上平行坐落有点火针和火检棒，所述点火针和火检棒的一端位于第一燃烧区内。

进一步的，所述中心回燃烧头和风机之间设置有连接管，所述点火针和火检棒的另一端位于连接管内。

进一步的，还包括对进入预混室的空气进行过滤的空气过滤器，所述空气过滤器与预混室的进风口连接。

进一步的，所述风机为防爆风机。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明的预混室采用文丘里结构，且设在风机之前，燃气进入预混室内与空气流经文丘里结构的过流断面时，两种流体流速增大，相互掺混，燃气和空气进入风机内腔后在风机叶轮的作用下再一次混合；本发明相对于后预混燃烧器减少了风机出口的混风结构，使得燃烧器整体体积缩小；

(2)由于采用了零压阀，燃气和空气的配比主要靠零压阀一侧的空气压力来调节，空气与燃气比例是自动调节的，因此控制程序简单，而且不用额外加装防回火装置即可避免回火情况的发生；