[发明专利]一种双燃料双旋流燃烧器及其工作方法

说明书

本申请公开了一种双燃料双旋流燃烧器及其工作方法，包括：风筒，其一端设有入口端，另一端设有出口端，其内部设有助燃风道，风筒内从外至内依次包括同轴设置的燃气管路、双旋流稳焰盘和燃油管路，双旋流稳焰盘与风筒之间形成外部空气环路，双旋流稳焰盘与燃油管路之间形成内部空气环路；燃气管路的出气口、燃油管路的出油口处设有点火电极，燃气管路的出气口、燃油管路的出油口、点火电极以及双旋流稳焰盘均设置在风筒的出口端。其中，双旋流稳焰盘包括二级旋流器和设置在二级旋流器之内的一级旋流器，一级旋流器和二级旋流器采用反向旋流结构。本申请解决了内热法热处理工艺燃料适应性单一、燃烧火焰形状调节灵活性低、燃烧稳定性不足的问题。

技术领域

本发明涉及燃烧设备技术领域，尤其涉及一种热处理时使用的双燃料双旋流燃烧器及其工作方法。

背景技术

内热法热处理是目前国内大型设备整体热处理较为流行的一种工艺。内热法热处理常采用轻柴油作为燃料，通过鼓风机和喷嘴将燃料送入塔内并雾化，由燃油不断燃烧产生的高温气流在塔体内壁对流传导和火焰热辐射作用，使塔体升温到热处理所需的温度。

送入塔内的燃料一般先要经过雾化，并且要使雾化后的燃料与空气充分接触。要做到这一点通常燃烧器头部会有装一个稳焰装置。燃烧器烧嘴的稳焰盘又称旋风片、旋流器等，主要作用是组织气流，使火焰稳定燃烧，并且使火焰成一定形状，是烧嘴中的重要组成配件。在内热法热处理工艺中，火焰长度过长，造成燃油碰壁，燃油结焦，燃烧不完全，污染物排放量高，设备寿命短；火焰长度过短，燃烧室平均温度过低，燃烧与传热效率低下。在使用柴油燃料的情况下，柴油雾化后与空气混合状况较差，导致燃烧不充分、污染排放高、火焰不稳定等问题。而旋转射流是强化燃烧和组织火焰的一个有效措施，强化混合和缩短火焰长度，提高燃烧效率以及控制和减少污染物的排放，广泛应用于各种燃烧器。燃烧器火焰产生旋流的原理是在流体流动的通道中设置一个旋流装置(稳焰盘/旋流器)，旋流器使流过的流体产生切向速度，因而使其产生旋转。若产生强旋流，燃烧过程中在火焰的中心部分将会建立一个回流区，这个回流区将对火焰的稳定方面起重要作用，并且对火焰长度的减小以及燃烧强度有着积极的影响。

在经济、环保方面，使用天然气燃料相比使用柴油燃料更加经济环保，具有一定优势。在中国石化此类天然气储存丰富的应用场合可选择以天然气为燃料，或者以天然气和柴油作为混合燃料提供给燃烧设备。

因此，开发一种能够灵活调整火焰形状、提高燃料适应性的燃烧器具有重要价值与意义。

发明内容

本发明的目的是解决内热法热处理工艺燃料适应性单一、燃烧火焰形状调节灵活性低、燃烧稳定性不足的问题，提供一种内热法热处理工艺所使用的双燃料双旋流燃烧器设备。该设备采用双旋流结构稳焰盘，实现较低的阻力、足够的旋流强度，能够保证燃料的充分混合，达到旋流区域稳定、火焰稳定的燃烧环境。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本申请第一个方面公开了一种双燃料双旋流燃烧器，包括：

风筒，其一端设有入口端，另一端设有出口端，其内部设有助燃风道；所述风筒内，从外至内依次包括同轴设置的燃气管路、双旋流稳焰盘和燃油管路，所述双旋流稳焰盘与所述风筒之间形成外部空气环路，所述双旋流稳焰盘与所述燃油管路之间形成内部空气环路；所述燃气管路的出气口、燃油管路的出油口处设有点火电极；所述燃气管路的出气口、燃油管路的出油口、点火电极以及双旋流稳焰盘均设置在所述风筒的出口端；其中，

所述燃气管路包括第一燃气管路和第二燃气管路，所述第一燃气管路和第二燃气管路沿所述外部空气环路的周向均匀间隔分布，所述第一燃气管路的出气口超出所述双旋流稳焰盘且逐渐向所述双旋流稳焰盘的中心轴倾斜，所述第二燃气管路的出气口超出所述双旋流稳焰盘且与所述双旋流稳焰盘的中心轴平行；