[发明专利]一种加热整流一体化装置

说明书

本发明提供了一种加热整流一体化装置，包括：进气导管、燃料管、固定于喷嘴固定挡板上的空气导管、喷嘴单元和联焰环缝、依次设置于喷嘴固定挡板之后的点火器、机匣、整流板、排气导管。该加热整流一体化装置结构紧凑，可实现高效稳定的烟气调节。喷嘴单元和空气导管在喷嘴固定挡板上沿径向交错分层分布，沿周向均匀分布，保证了烟气的空间均匀性。喷嘴单元与空气导管混合的高温烟气，经整流板进一步均匀，各喷嘴单元通过联焰环缝连接，保证了火焰传播和燃烧稳定。

技术领域

本发明涉及燃烧技术领域，具体涉及一种加热整流一体化装置。

背景技术

随着国民经济发展，高温烟气作为热源广泛应用于燃气轮机热端部件研发和石油开采和炼化。在燃气轮机热端部件的研发过程中，烟气发生器置于试验段上游，并与烟气整流器相配合，用于为试验段提供特定流量和温度条件下的烟气，从而实现对热端部件所处真实环境的模拟。而在石油化工领域中，现有的烟气发生器一般采用大型加热炉。而烟气发生装置和烟气整流装置体积庞大，制作成本较高。同时烟气发生器和烟气整流装置大多要求燃烧稳定、燃烧效率高、压降小，出口烟气温度分布均匀、烟温可控且调节方便。针对以上问题和要求，如何实现小体积、低成本、高效、稳定、低污染的加热整流一体化是目前研发人员关注的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

(二)技术方案

为了解决上述问题，本发明提供了一种加热整流一体化装置，包括：进气导管、燃料管、固定于喷嘴固定挡板上的空气导管、喷嘴单元和联焰环缝、依次设置于喷嘴固定挡板之后的点火器、机匣、整流板、排气导管；

其中，多个空气导管和多个喷嘴单元通过喷嘴固定挡板进行固定，所述空气导管和所述喷嘴单元沿喷嘴固定挡板径向方向分层交错设置，处于同一层的空气导管或喷嘴单元沿喷嘴固定挡板周向方向均匀分布；所述喷嘴单元之间设置联焰环缝，用于连通相邻的喷嘴单元；

所述燃料管用于将燃料通入喷嘴单元，所述进气导管用于将空气通入空气导管和喷嘴单元。

可选地，所述喷嘴固定挡板由三层金属板构成，所述燃料管连通所述喷嘴固定挡板的第一层挡板和第二层挡板之间的空腔；在所述喷嘴固定挡板上设置与空气导管外径和喷嘴单元外径相配合的固定孔，所述空气导管的外径D₃满足0.6D₂≤D₃≤0.8D₂，所述空气导管其中一层设置在喷嘴固定挡板的最外层，靠近所述机匣。

可选地，所述空气导管的出口与喷嘴固定挡板的距离大于所述喷嘴单元与喷嘴固定挡板的距离。

可选地，所述喷嘴单元与喷嘴固定挡板的距离H₁满足0.6D₂≤H₁≤1.2D₂；所述空气导管的出口与喷嘴固定挡板的距离H₂满足2D₂≤H₂≤3D₂；其中，D₂为喷嘴单元出口外径。

可选地，所述进气导管入口与喷嘴固定挡板前端的距离L₁满足0.5D₁≤L₁≤D₁，进气导管的扩张角θ₁满足6°≤θ₁≤12°；其中，D₁为喷嘴同定挡板的直径。

可选地，所述整流板与喷嘴固定挡板前端的距离L₂满足0.8D₁≤L₂≤1.2D₁，且整流板上均匀设置整流格栅，整流板与排气导管前端的距离L₃满足0.5D₁≤L₃≤0.8D₁，其中，D₁为喷嘴固定挡板的直径。