[实用新型]一种负荷自适应稳燃的低阻力全预混燃气燃烧器结构

说明书

本实用新型涉及一种负荷自适应稳燃的低阻力全预混燃气燃烧器结构，包括鼓风机、预混室、燃烧头、点火电极及检测装置。燃气可分别设置于鼓风机的进、出口从而形成前预混和后预混模式。燃烧头由内外两层同轴圆筒构成并通过法兰固定于预混室的出口端，外筒壁设置或不设置与内筒喷口截面形状和尺寸完全相同的缝隙喷口，内筒可沿外筒内壁上设置的直导轨进行随供气量和供气压力变化的负荷自适应轴向移动，自动调节内外筒壁上缝隙喷口可用面积和混合气喷出速度。本实用新型中燃烧头圆筒壁的可用喷口面积随燃气量和供气压力引起的负荷大小变化发生自适应改变，燃烧头阻力低，有效防止高负荷脱火和低负荷回火，实现全负荷稳定燃烧，安全可靠，适用范围广。

技术领域

本实用新型属于热能工程的天然气安全稳定燃烧、燃烧器设计领域，具体涉及一种负荷自适应稳燃的低阻力全预混燃气燃烧器结构。

背景技术

全预混燃气燃烧方式具有燃烧强度大，火焰短，燃烧设备体积小，燃烧产物中CO及NOx含量低等明显优势，但其低负荷时回火和高负荷时脱火的问题难以避免，极大地限制了全预混燃气燃烧器在民用和工业上的发展。

目前全预混燃烧器分全预混表面燃气燃烧器和预混水冷燃气燃烧器，预混水冷燃气燃烧器主要应用于大容量燃气锅炉；而中小容量的燃气锅炉广泛使用金属纤维烧结或编织、金属圆柱形筒体密布小孔和陶瓷板密布小孔表面燃烧器，这3种全预混表面燃气燃烧器因采用多层金属纤维烧结、多层金属纤维编织、密布小孔等措施，具有较好的防回火能力，但几乎都存在阻力大的致命缺点，而且当空气中颗粒物集聚后容易堵塞小孔，导致阻力剧增，使燃烧器和锅炉出力降低，需要经常清洗燃烧头。为此，我们开始想到采用沿圆柱形金属筒体表面开矩形缝隙的方法来减少阻力，取得较好效果。但是当燃烧器产品按额定负荷设计矩形缝隙的尺寸时，就可能发生低负荷回火的风险；若按低负荷设计矩形缝隙的尺寸时，额定负荷运行时就可能发生脱火风险。还有一些专利为了同时防止回火和脱火，多在燃烧头内同时设置防脱火环和防回火环或设置导流器等，这些方式结构复杂，不能保证变负荷时混合气在最佳的流速下燃烧，燃烧稳定性依然存在问题。本专利提出的一种负荷自适应低阻稳燃的全预混燃气燃烧器很好地解决了这一问题。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种负荷自适应稳燃的低阻力全预混燃气燃烧器结构，在减少混合气出口阻力的同时适应大范围变负荷的需要，在全负荷下都能安全稳定地运行，不回火不脱火。该实用新型仅以全预混燃烧为例进行说明，方案同样适用于部分预混式燃烧。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种负荷自适应稳燃的低阻力全预混燃气燃烧器结构，该燃烧器包括鼓风机、预混室、燃烧头、点火电极及检测装置；

所述鼓风机、预混室和燃烧头依次通过法兰相连；

所述鼓风机上设置有空气进口，燃气进口设置于鼓风机的空气进口或设置于预混室处从而形成前预混和后预混；

所述点火电极及检测装置均设置于连接预混室和燃烧头的法兰上，伸向燃烧头一端，检测装置用于检测火焰及温度状况；

所述燃烧头，包括外筒和内筒，内筒壁面设置喷口，外筒壁面设置或不设置喷口，喷口均匀或不均匀紧密分布，外筒和内筒两端留有一定余量不设喷口；

所述外筒，一端通过法兰与预混室出口端相连，另一端置于炉膛中；

所述内筒，置于外筒内壁面的导轨上，能够随混合气流速的增大或减小沿导轨发生自适应轴向移动来增大或减小喷口可用面积，防止因混合气流速过大或过小而导致脱火或回火，维持燃烧器在全负荷下安全稳定地运行。

所述燃烧头的外筒和内筒均由耐高温抗氧化干烧的薄板材料卷制而成，外筒两端敞口，内筒临近预混室一端敞口，另一端采用底板封堵，外筒和内筒高度相同，二者同轴，内外筒壁面间紧密配合，仅留满足受热膨胀需求的间隙。