一种使用甲醇燃料的陶瓷窑炉用高温燃烧器

技术领域

本发明涉及燃烧器领域，具体涉及一种使用甲醇燃料的陶瓷窑炉用高温燃烧器。

背景技术

现有的陶瓷窑炉引射燃烧技术方案中，燃烧器只能使用天然气或液化石油气，现有的天然气陶瓷窑炉燃烧器采用的是引射燃烧技术，存在：火焰燃烧强度不够，燃烧不稳定，火焰飘忽，容易产生离焰、易熄火，燃烧产物中CO含量较高等问题，是不能够使用甲醇液体燃料的。甲醇燃料是一种低热值的液体燃料，由于燃烧特性所致，采用传统的雾化燃烧技术方式，甲醇燃料燃烧火焰的温度较低，不稳定。中国发明申请CN111853770A公开了一种使用甲醇燃料燃烧器火头，旨在解决现有甲醇火排燃烧器存在的容易脱火、回火，燃烧不充分、燃烧效率低、火焰温度低、排放不洁净等技术难题，其包括火头，火头区域沿径向截面开有一种均匀且直径大小相同的火孔，火头最外围一圈由火孔环绕，中心位置火孔均匀分散排布；另外在火头中央区域设计二次配风孔，整个火头由集风罩包围起来，从火孔喷出去气体燃料与由集风罩二次配风口引射空气进行二次配风；其通过对喷出气体燃料进行多次配风混合，

甲醇燃料燃烧非常充分，不仅对提高燃烧效率和降低烟气中污染物排放有着积极意义，而且燃烧十分稳定；可见现有的陶瓷窑炉燃烧器的引射进风孔大小多数是固定的不可调节，即使有调节装置的，由于燃气喷嘴喷出速度低，调节效果也很差；同时，目前窑炉通过调节燃气量大小来控制窑炉升温速度，难以达到合适的配风系数，导致燃烧不完全，不仅浪费能源，还易造成排放污染。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明提供了一种使用甲醇燃料的陶瓷窑炉用高温燃烧器，至少解决现有甲醇高温燃烧器燃烧不稳定，容易出现离焰、熄火和回火，燃烧强度不足，无法调节进风口大小、配风系数，燃烧不充分的问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种使用甲醇燃料的陶瓷窑炉用高温燃烧器，包括入口接管、引射器、预混增压管、内火嘴、二次风引入管、回燃室外管、燃烧器火头、一次风调节环和二次风调节环；

所述入口接管入口输入甲醇气体，出口连接一甲醇气体喷嘴；

所述引射器与入口接管密封连接，并设有与甲醇气体喷嘴连通的一次风引射室，一次风引射室通过一次风引入孔与外部连通，一次风引射室向气体流出方向渐缩延伸形成引射器喉部；

所述预混增压管与引射器密封连接，并与引射器喉部连通，且其气体流动路径大于引射器喉部；

所述内火嘴连接于预混增压管出口，设有一口径小于预混增压管口径的出气口；

所述二次风引入管密封连接于预混增压管外围，并与预混增压管形成二次风引入室，二次风引入室通过二次风引入孔与外部连通；

所述回燃室外管与二次风引入管密封连接，并与内火嘴形成回燃室，回燃室与二次风引入室连通；

所述燃烧器火头与回燃室外管密封连接，并在内火嘴的出气口处形成一燃烧室，燃烧室与回燃室连通且设有一渐缩的火焰喷出口；

所述一次风调节环螺纹连接于引射器外围，用于遮挡一次风引入孔以调节一次风引入孔开度；

所述二次风调节环螺纹连接于二次风引入管外围，用于遮挡二次风引入孔以调节二次风引入孔开度。

进一步设置，所述燃烧器火头和内火嘴材质为刚玉陶瓷，所述入口接管、引射器、预混增压管、二次风引入管、回燃室外管、一次风调节环及二次风调节环为不锈钢材质。

如此设置，该燃烧器整体耐受高温、热震性好且使用寿命长。

进一步设置，所述入口接管、引射器、预混增压管、内火嘴、二次风引入管、回燃室外管、燃烧器火头、一次风调节环和二次风调节环同轴心线设置。

如此设置，该燃烧器整体结构规则，气流路径顺畅，燃烧效率高。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供的使用甲醇燃料的陶瓷窑炉用高温燃烧器具备以下有益效果：

(1)该使用甲醇燃料的陶瓷窑炉用高温燃烧器连接在甲醇液体燃料相变装置的输出端，来自甲醇液体燃料相变装置的甲醇燃料气体从甲醇气体入口接管进入，然后从甲醇气体喷嘴以极高速度喷出燃料气流，高速燃料气流在一次风引射室内产生负压，一次风引入孔外边的空气被引射入内，燃料气与助燃空气在引射器喉部处强烈混合；混合后的可燃气体进入预混增压室，此处路径增大，可燃气体的流速大幅降低，而气体压力增加，然后可燃气体从内火嘴流入回燃室和燃烧室的结合部，经人工或自动点火点燃后在燃烧内形成预混燃烧火焰然后从燃烧器火焰喷出口处高速喷出；当火焰高速喷出时，在回燃室内产生负压，燃烧产生的部份烟气在此内卷，同时外围空气从二次风引入孔吸入回燃室，作为二次助燃空气参与燃烧，相当于回燃室在燃烧期间自动保持有明火，能完全避免离焰、脱火和熄火故障的产生，即只要不是燃料供应中断，该燃烧器是不会熄火的；

(2)根据窑炉对燃烧器火焰燃烧强度的要求，可以转动一次风调节环对一次风引入孔的开度进行调节，改变引射进风量，从而改变一次风的预混比例；一次风的预混比例越高，火焰燃烧强度越高，火焰温度也越高，火焰温度可在1000℃至1450℃之间调节，其燃烧效果比传统燃气窑炉燃烧器有极大地提升，即一次风引入孔的开度可以调节燃烧强度，也就是在燃料流量不变的条件下，火焰的尺寸和燃烧温度可以改变；同时，二次风风量通过转动二次风调节环对二次风引入孔的开度进行调节，改变二次风进风量，使其达到最佳空燃比，提高燃烧效率，使燃烧产物更洁净，不会产生结焦、积碳现象；

(3)该使用甲醇燃料的陶瓷窑炉用高温燃烧器预混增压室内压力较高，从内火嘴流出的混合燃气流速大于火焰的传播速度，因此不会产生回火故障；

(4)该使用甲醇燃料的陶瓷窑炉用高温燃烧器整体结构紧凑合理，进风口大小、配风系数可以调节，燃烧充分稳定，不会出现离焰、脱火和熄火故障，不会产生结焦、积碳现象，使用方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1所示，其中，图1为本发明的结构示意图，图1中箭头表示气流方向。

本发明提供的一种使用甲醇燃料的陶瓷窑炉用高温燃烧器，包括入口接管1、引射器2、预混增压管3、内火嘴4、二次风引入管5、回燃室外管6、燃烧器火头7、一次风调节环8和二次风调节环9；

入口接管1入口输入甲醇气体，出口连接一甲醇气体喷嘴10；

引射器2与入口接管1密封连接，并设有与甲醇气体喷嘴10连通的一次风引射室20，一次风引射室20通过一次风引入孔21与外部连通，一次风引射室20向气体流出方向渐缩延伸形成引射器喉部22；

预混增压管3与引射器2密封连接，并与引射器喉部22连通，且其气体流动路径大于引射器喉部22；

内火嘴4连接于预混增压管3出口，设有一口径小于预混增压管3口径的出气口40，优选为渐缩结构的出气口40；

二次风引入管5密封连接于预混增压管3外围，并与预混增压管3形成二次风引入室50，二次风引入室50通过二次风引入孔51与外部连通；

回燃室外管6与二次风引入管5密封连接，并与内火嘴4形成回燃室60，回燃室60与二次风引入室50连通；

燃烧器火头7与回燃室外管6密封连接，并在内火嘴4的出气口40处形成一燃烧室70，燃烧室70与回燃室60连通且设有一渐缩的火焰喷出口71；

一次风调节环8螺纹连接于引射器2外围，用于遮挡一次风引入孔21以调节一次风引入孔21开度；

二次风调节环9螺纹连接于二次风引入管5外围，用于遮挡二次风引入孔51以调节二次风引入孔51开度。

燃烧器火头7和内火嘴4材质为刚玉陶瓷，入口接管1、引射器2、预混增压管3、二次风引入管5、回燃室外管6、一次风调节环8及二次风调节环9为不锈钢材质。

入口接管1、引射器2、预混增压管3、内火嘴4、二次风引入管5、回燃室外管6、燃烧器火头7、一次风调节环8和二次风调节环9优选为同轴心线设置。

该使用甲醇燃料的陶瓷窑炉用高温燃烧器工作时，入口接管1连接在甲醇液体燃料相变装置的输出端，来自甲醇液体燃料相变装置的甲醇燃料气体从入口接管1进入，然后从甲醇气体喷嘴10以极高速度喷出燃料气流，高速燃料气流在一次风引射室20内产生负压，一次风引入孔21外边的空气被引射入内，燃料气与助燃空气在引射器喉部22处强烈混合；混合后的可燃气体进入预混增压室，此处路径增大，可燃气体的流速大幅降低，而气体压力增加，然后可燃气体从内火嘴4流入回燃室60和燃烧室70的结合部，经人工或自动点火点燃后在燃烧内形成预混燃烧火焰然后从燃烧器火焰喷出口71处高速喷出；当火焰高速喷出时，在回燃室60内产生负压，燃烧产生的部份烟气在此内卷，同时外围空气从二次风引入孔51吸入回燃室60，作为二次助燃空气参与燃烧，相当于回燃室60在燃烧期间自动保持有明火，能完全避免离焰、脱火和熄火故障的产生，避免燃烧器在燃料供应中熄火；使用过程中，可以根据窑炉对燃烧器火焰燃烧强度的要求，转动一次风调节环8对一次风引入孔21的开度进行调节，改变引射进风量，从而改变一次风的预混比例；一次风的预混比例越高，火焰燃烧强度越高，火焰温度也越高，火焰温度可在1000℃至1450℃之间调节，其燃烧效果比传统燃气窑炉燃烧器有极大地提升；同时，二次风风量通过转动二次风调节环9对二次风引入孔51的开度进行调节，改变二次风进风量，使其达到最佳空燃比，提高燃烧效率，使燃烧产物更洁净。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。