一种燃烧锅炉装置

技术领域

本发明涉及燃烧设备技术领域，尤其是涉及一种燃烧锅炉装置。

背景技术

作为燃烧设备特别是供热锅炉为了满足不同负荷的供暖需求，需要根据用热情况频繁启停，由于点火的安全性要求，每次点火启动前需要进行长时间的吹扫，目的是让空气将炉膛内的易燃气体吹净，这就导致未燃气体的排出和炉膛内余热的大量消耗，造成环境污染和能量流失。

现有技术对锅炉的改造多限于解决燃烧炉膛中燃烧不稳定的问题，但是对于锅炉频繁启停、空气吹扫造成的未燃气体的排放问题尚未有较好的解决方案。因此，如何同时实现热量高效利用、降低NO

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃烧锅炉装置，能够实现锅炉在供热负荷变化较大时无需频繁启停，减少空气的吹扫，大大降低了未燃气体的排出和炉膛余热的流失，同时在内燃烧室实现可持续的无焰燃烧，达到了节能减排的目的。

根据本发明的一个目的，本发明提供一种燃烧锅炉装置，包括炉膛、内燃烧室和预混室，所述内燃烧室安装在所述炉膛的内部，所述炉膛和所述预混室之间设有内输气管和外输气管，所述内输气管与所述内燃烧室对应设置，所述外输气管与所述炉膛对应设置，所述预混室分别与所述内输气管和所述外输气管连接，所述预混室与所述外输气管的连接处设有负荷调节阀。

进一步地，所述预混室的一端与鼓风机连接，所述鼓风机将空气送入所述预混室内，所述预混室还与燃气调节阀连接，所述燃气调节阀与燃气管路连接。

进一步地，所述炉膛的一侧设有炉门，所述炉门上固定有所述内输气管和所述外输气管。

进一步地，所述内燃烧室和所述内输气管同轴设置。

进一步地，所述燃烧室与所述内输气管和所述外输气管的出气口之间设有预留间隙。

进一步地，所述内输气管位于所述外输气管的内部，所述外输气管的出气口为环绕在所述内输气管外侧的单排或多排喷孔。

进一步地，所述炉膛上与所述炉门相对的一侧设有排气口。

进一步地，所述外输气管的出气端设有导流锥。

进一步地，所述内燃烧室为直管状或非直管状。

进一步地，所述内燃烧室的外壁设置有贯通的孔洞。

本发明的技术方案在炉膛内设置内燃烧室，能够保证内燃烧室实现无焰燃烧所需的高温环境，可降低NO

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例内燃烧室为非直管状逐渐扩张的示意图；

图3为是本发明实施例内燃烧室为非直管状逐渐收缩的示意图；

图4为本发明实施例内燃烧室的轴侧图；

图5为本发明实施例图1中A-A截面视图；

图6为本发明实施例外输气管开口端单排喷气孔的结构示意图；

图7为本发明实施例外输气管开口端多排喷气孔的结构示意图；

图中，1、空气；2、鼓风机；3、预混室；4、负荷调节阀；5、炉门；6、外输气口；7、炉膛；8、排烟口；9、内燃烧室；10内输气口；11、导流锥；12、内输气管；13、外输气管；14、燃气；15、燃气调节阀；16、孔洞。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1-图7所示，

一种燃烧锅炉装置，包括炉膛7、内燃烧室9和预混室3，内燃烧室9安装在炉膛7的内部，炉膛7的一侧设有炉门5，炉膛7的另一侧设有排气口8。

在炉门5上固定有内输气管12和外输气管13，内输气管12位与外输气管13的内部，内输气管12的内输气口10与内燃烧室9对应设置，且内燃烧室9和安装在炉门5上的内输气管12同轴设置。外输气管13的外输气口6位于内输气口10的外侧。

外输气管13靠近外输气口6的部位设置有导流锥11，外输气管13末端喷孔处设置的导流锥11可以确保混合气沿导流锥11流动，减少对内燃烧室9内的燃烧干扰，以在炉膛7内进行充分燃烧。

预混室3的一端与鼓风机2连接，鼓风机2工作时将空气1送入预混室3内，预混室3的另一端分别与内输气管12和外输气管13连接，可以将预混室3内混合的气体输入到内输气管12和外输气管13内。预混室3的另一个开口与燃气调节阀15连接，燃气调节阀15与燃气管路连接，通过燃气调节阀15引入的燃气14会在预混室3内与空气进行充分混合。混合后的混合气体再通过内输气管12和外输气管13分别喷入内燃烧室9和炉膛7内进行燃烧，燃烧后的烟气在炉膛7尾部的排气口8排出。

为了调节炉膛7的燃烧量，在预混室3与外输气管13的连接处设置有负荷调节阀4，通过负荷调节阀4可以调节从预混室3进入外输气管13内的气体量，从而减小或停止向外输气管13供气。

本发明正常工作时，内输气口10喷入的混合气可进入内燃烧室9内进行无焰燃烧，外输气口6喷入的混合气可进入炉膛7内进行有焰燃烧。

当供暖温度超出标准要求时，负荷调节阀4会降低负荷或关闭，外输气管13会减小或停止供气，停止供气时，内燃烧室9外部的炉膛7因没有燃料输入会停止燃烧；

当供暖温度低于标准要求时，负荷调节阀4会打开，外输气口6将继续向炉膛7内喷入混合气，炉膛7内混合气会继续燃烧，满足高负荷的供暖要求；

因内燃烧室9内持续燃烧，且内燃烧室9与炉门5间设有预留间隙，外输气口6喷入的混合气可直接被内燃烧室9和炉门5间的火焰引燃，取消了传统锅炉点火前的清扫，达到节能减排的目的。

在本发明实施例可行的方式中，内燃烧室9为直管状或非直管状；如图1所示，内燃烧室9为直管状，内燃烧室9从入口端到出口端的直径相同。同时，内燃烧室9还可以设置为从入口端到出口端逐渐扩张或逐渐缩小的形式，预设角度大于0°，且小于或等于15°。如图2所示，内燃烧室9采用从入口端到出口端逐渐扩张的方式设置，如图3所示，内燃烧室9采用从入口端到出口端逐渐缩小的方式设置。

内燃烧室9与炉门5之间预设间隙，以便内输气口10喷出的混合气可在内燃烧室9外部燃烧，保证可随时引燃外输气口6喷出的混合气，实现在炉膛7内的燃烧。

内燃烧室9外壁可以设置或者无需设置贯通的孔洞16，如图4所示，内燃烧室9的外壁设置有贯通的孔洞16，是否设置孔洞由内燃烧室9材料的导热系数决定，内燃烧室9材料的导热系数低时，内燃烧室9内燃烧聚集的热量不容易散失，温度变高会增加NO

需要说明的是，内燃烧室9选用导热系数小的材料时需要设置贯通的孔洞，在满足燃烧后烟气流出的情况下，内燃烧室9由管状可改为桶状，出口端可以堵住，内燃烧室9外壁设置贯通的孔洞可作为烟气的出口。

如图5所示，内燃烧室9与炉膛7的横截面独立的选自圆形或正多变形。其中，图5中(a)表示炉膛7横截面为正四边形，内燃烧室9横截面为圆形。图5中(b)表示炉膛7横截面为正四边形，内燃烧室9横截面为正三角形。图5中(c)表示炉膛7和内燃烧室9横截面均为正四边形。图5中(d)表示炉膛7横截面为正四边形，内燃烧室9横截面为正五边形。图5中(e)表示炉膛7横截面为正四边形，内燃烧室9横截面为正六边形。图5中(f)表示炉膛7和内燃烧室9横截面均为圆形。图5中(g)表示炉膛7横截面为圆形，内燃烧室9横截面为正三角形。图5中(h)表示炉膛7横截面为圆形，内燃烧室9横截面为正四边形。图5中(i)表示炉膛7横截面为圆形，内燃烧室9横截面为正五边形。图5中(j)表示炉膛7横截面为圆形，内燃烧室9横截面为正六边形。

其中，正四边形的炉膛7和内燃烧室9相对圆形、多边形的炉膛7和内燃烧室9能使炉内形成更强的烟气卷吸，从而降低了炉内的温度和NO

如图6和图7所示，外输气口6可以是环绕在内输气口10外侧的单排或者多排喷孔。其中，如图6所示，外输气口6为单排喷孔的形式，如图7所示，外输气口6为两排喷孔的形式，根据实际使用需要，外输气口6还可以设置多排喷孔。相对于单排喷孔，多排喷孔混合气在炉膛7中分散更均匀，减少了因燃料集聚造成燃烧温度过高问题，可以降低NO

本发明内燃烧室9安装在炉膛7中心，利用鼓风机2吹入的空气和燃气调节阀15引入的燃气在预混室3中混合，通过内输气口10将混合气喷入内燃烧室9，因内燃烧室9形成的相对密闭空间，不受周围气流、环境温度影响，喷入内燃烧室9内的混合气会形成无焰燃烧。通过外输气口6喷入炉膛7内的混合气，因受锅炉外壁温度不稳定影响形成有焰燃烧。当供暖温度超出标准要求时，锅炉需减小负荷，此时负荷调节阀4会减小或关闭，外输气管13会减少或停止供气，内燃烧室9外部的炉膛7因燃料减少或没有燃料输入会减小燃烧负荷或停止燃烧；

当供暖温度低于标准要求时，此时负荷调节阀4会打开，外输气管13会继续向炉膛7内喷入混合气，内燃烧室9和炉门5间隙中的火焰会引燃喷入炉膛7内的混合气，炉膛7内混合气会重新燃烧，满足高负荷的供暖要求，因炉膛7内的内燃烧室始终在燃烧，且内燃烧室9和炉门5间隙中存在燃烧的火焰，内燃烧室9外的炉膛无残留的混合气，因负荷变化外输气口重新喷入混合气时，不会造成锅炉爆炸。该系统的实施，彻底取消了传统锅炉点火前的清扫，达到了节能减排的目的。

本发明在炉膛7内设置内燃烧室9，能够保证内燃烧室9实现无焰燃烧所需的高温环境，可降低NO

根据内燃烧室9的材料导热系数来确定内燃烧室表面孔洞的大小和密度，以更为准确和有效地实现稳定的无焰燃烧，以达到NO

内燃烧室9与安装在炉门5上的外输气管13和内输气管12之间留有预设间距，以使得从内输气口10喷出的混合气在内燃烧室9外被点燃，同时可引燃外输气口6喷入的混合气，无需单独点火和点火前的空气吹扫，大大降低因频繁启停、吹扫造成的热量损失和未燃混合气对环境的污染。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。