[实用新型]火炬式天然气加热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种火炬式天然气加热器，用于核电制造企业焊接前预热及焊接过程中温度维持和后热。

背景技术

国内外利用天然气燃烧进行加热非常普遍，在发电厂和民用采暖中都有应用。大型制造业中常常用天然气、煤气或者丁烷来加热，方法简单，一般为黄色火焰，但燃烧效率低下，浪费严重，并且产生大量CO，被加热工件表面容易形成炭黑污染，只能满足清洁度要求不高的常规产品的需求，对核电设备制造业来说并不可行。

核电设备制造商的焊接任务十分普遍，而且对加热的清洁要求非常高，因此，设计一种新型的大功率的天然气加热火炬是非常必要的。

为满足清洁的要求，必须达到很高的燃烧效率，使火焰为不发光火焰，以便保护被加热工件不被炭黑污染；同时火焰要有足够的刚性，不被风吹偏，确保加热准确；此外，火焰还应稳定，不脱火，也不回火。目前，关于这方面技术在核电设备制造业的应用未见相应报道。

实用新型内容

鉴于上述现状，本实用新型提供了一种火炬式天然气加热器，其特征在于，所述火炬式天然气加热器主要包括天然气中心管喷嘴、调风板、引射筒、混合管、扩散管和稳焰头，

其中，引射筒为锥形筒体或喇叭口形体，调风板设置在引射筒相对较粗的入口端，该入口端连接着天然气中心管喷嘴；

引射筒相对较细的一端与混合管连接，混合管再与锥形筒体形状的扩散管相对较细的一端连接；

稳焰头由直管段和多个稳焰块组成，稳焰头套装在扩散管相对较粗的一端，在它们之间形成间隙。

本实用新型的特点是设计出二次预混合空气通道和稳燃头结构，其工作原理概括如下：

天然气自中心管喷嘴高速喷出，造成一定负压，藉此负压，通过调风板和引射筒，可以从大气中吸入空气，使得燃气与空气在混合管内完成一次预混；在混合气流喷出口处再次利用稳焰头与扩散管之间的间隙吸入空气，进行第二次预混合。混合充分的气体经稳焰头高速喷出，并在稳焰头出口处形成稳定的不发光火焰。

由于实现了天然气与空气的两次预混配风，因此本实用新型的火炬式天然气加热器使得天然气与空气的预混合更加充分，燃烧效率高，火焰不发光，并且具有足够的刚性，从而防止被风吹偏，稳焰头的设计使得不脱火，不回火，高效清洁，因而满足核电产品的加热要求。

以下具体描述本实用新型。

在本实用新型中，中心管喷嘴是在管前端做成直径1～5mm的圆孔，用以得到不同额定功率的天然气火炬。位于中心管喷嘴后端的管接头用于连接天然气管路。天然气量可以为1.5～33NM³，相应地，该中心管喷嘴适用于天然气压力为20～30KPa之间。

在本实用新型中，调风板用于根据天然气的量来调整一次预混合空气的量，可以具有不同结构，如半月形开口结构，也可以根据需要采用V形开口。

在本实用新型中，引射筒可以为大锥度锥形筒体或者为喇叭口形体，入口处内径17～100mm，长度为15～80mm。

根据本实用新型，调风板设置在引射筒相对较粗的入口端，该入口端连接着天然气中心管喷嘴，为此，在引射筒后端(即相对较粗的入口端)焊接一个中间钻有螺纹孔的安装条，用以固定中心管喷嘴。当天然气自中心管喷嘴高速喷出时，造成一定负压，藉此负压，通过调风板和引射筒，可以吸入空气，使得燃气与空气在混合管内完成第一次预混。

在本实用新型中，混合管由内径8～40mm的管子制成，长度为30～150mm。能够与不同直径的中心管喷嘴相匹配，混合管的作用是使混合气体经混合均匀，其直径和长度的选取可避免产生回火。

在本实用新型中，扩散管为小锥度筒体，其长度为38～185mm，出口处内径为12～58mm。符合气流的扩张要求，混合气体经扩散管可以得到加速，而且还有效减小了阻力。

根据本实用新型，引射筒与混合管之间、混合管与扩散管之间均以焊接方式连接，并进行密封。

在本实用新型中，稳焰头由直管段和多个稳焰块组成，直管段内径为15～70mm。稳焰头套装在扩散管相对较粗的一端，在扩散管与稳焰头之间可填充周向均布的4-6块细圆钢，并焊接固定，由此形成二次预混合空气通道。当混合气流在扩散管末端喷出时，通过这些间隙吸入空气，实现了第二次预混合。间隙可以为3～8mm，以得到需要量的空气来混合。

稳焰头除了提供二次预混空气外，另一作用是通过其中设置的稳焰块来稳定火焰，达到不脱火的目的。稳焰块的断面形状可以是半圆形、正方形或矩形，也可以是十字交叉的圆棒或者方钢。