一種單層多孔泡沫陶瓷板部分預(yù)混氣體燃料燃燒器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種燃燒器，具體地說是涉及一種單層多孔泡沫陶瓷板部分預(yù)混氣體 燃料燃燒器。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，能源和環(huán)境問題越來越成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。我國經(jīng) 濟(jì)快速發(fā)展需要消耗大量的能源，同時要兼顧環(huán)境保護(hù)，走人類與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的可持續(xù) 發(fā)展道路。然而我國面臨著能源供需矛盾突出、環(huán)境污染日趨嚴(yán)重和生態(tài)遭到持續(xù)破壞等 一系列問題，日益嚴(yán)重的能源和環(huán)境問題也已成為制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸之一。目前我 國工業(yè)生產(chǎn)中氣體燃料的燃燒主要是以自由火焰為特征的大氣式燃燒，該種燃燒方式的 不足主要體現(xiàn)在：火焰面附近的溫度梯度陡而且分布不均，局部高溫區(qū)的存在會生成大量 NOx，從而造成大氣嚴(yán)重污染；燃燒反應(yīng)完成需要較大的空間；熱效率低，氣體的導(dǎo)熱性能 和輻射性能較差；燃燒穩(wěn)定性比較差，燃燒負(fù)荷調(diào)節(jié)能力小。考慮到我國的能源及環(huán)境形 勢，我國燃燒設(shè)備的節(jié)能減排需求必將更加強(qiáng)烈。
[0003] 相比于以自由火焰為特征的空間燃燒技術(shù)，多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)是最近十余年國際 燃燒技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的一種全新的燃燒方式，這種燃燒沒有明火焰，NOx和C0等污染物的生 成顯著降低。由于整體溫度的顯著提高和輻射傳熱的增加，燃燒熱利用效率大大提高。另 外多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)對使用低熱值燃料，如高爐煤氣、有機(jī)廢氣等具有明顯優(yōu)勢。由于集 節(jié)能、減排、環(huán)保于一身，多孔介質(zhì)燃燒技術(shù)被國際燃燒界譽(yù)為"21世紀(jì)最有發(fā)展前途的燃 燒技術(shù)"，多孔介質(zhì)燃燒器是一種高效節(jié)能的燃燒器。因此，發(fā)展一種單層多孔泡沫陶瓷板 部分預(yù)混氣體燃料燃燒器具有極大的市場潛力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有燃燒器在工業(yè)應(yīng)用中的加熱不均勻，加熱效率低， 能耗及污染物排放高等問題，而提供一種高性能的單層多孔泡沫陶瓷板部分預(yù)混氣體燃料 燃燒器，用于改善加熱質(zhì)量，提高加熱效率，減少污染物排放，節(jié)約能源。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)措施是：提供一種單層多孔泡沫陶瓷板部 分預(yù)混氣體燃料燃燒器，包括冷卻腔、泡沫陶瓷板、殼底板、混合氣進(jìn)口和冷卻風(fēng)進(jìn)口，所述 的冷卻腔和殼底板構(gòu)成燃燒器殼體，殼體內(nèi)由上至下依次設(shè)置泡沫陶瓷板、蜂窩陶瓷板、耐 熱鋼支架、頂層布風(fēng)板、底層布風(fēng)板和支撐柱；
[0006] 在殼底板中心安裝有混合氣進(jìn)口，燃?xì)馀c部分空氣先通過三通管混合后從混合氣 進(jìn)口進(jìn)入殼體內(nèi)腔，在殼底板中還設(shè)有內(nèi)錐形取壓管；在殼底板內(nèi)側(cè)焊接有支撐柱，在支撐 柱上通過螺釘、彈簧墊片，平墊圈安裝有底層布風(fēng)板；
[0007] 所述的冷卻腔用于冷卻四周的腔體，防止腔體溫度過高導(dǎo)致變形；所述的冷卻腔 在底部兩側(cè)各設(shè)有一個冷卻風(fēng)進(jìn)口，在冷卻腔的內(nèi)側(cè)壁中下部設(shè)有一個凸臺，使冷卻腔上 部內(nèi)腔小，下部內(nèi)腔大；在冷卻腔內(nèi)側(cè)壁凸臺處通過矩形環(huán)狀墊片安放頂層布風(fēng)板，在頂層 布風(fēng)板上安放有耐熱鋼支架，冷卻腔內(nèi)側(cè)壁在凸臺其中的兩側(cè)與耐熱鋼支架之間各設(shè)有一 排二次風(fēng)進(jìn)口，兩側(cè)的二次風(fēng)進(jìn)口的孔口相對、交錯布置；所述冷空氣通過冷卻風(fēng)進(jìn)口進(jìn) 入冷卻腔中，冷空氣通過折流板的導(dǎo)流作用，折流后從二次風(fēng)進(jìn)口進(jìn)入頂層布風(fēng)板與蜂窩 陶瓷板之間的空腔中，與從混合氣進(jìn)口進(jìn)入的部分預(yù)混合的空、燃?xì)庠俅位旌希蝗紵?70%?75%的空氣量，當(dāng)量比為1，通過二次風(fēng)進(jìn)口進(jìn)入；
[0008] 所述的耐熱鋼支架上平面框架形狀與燃燒器一致，框架中間焊有十字架結(jié)構(gòu)，十 字架結(jié)構(gòu)用于更好的支撐上方的蜂窩陶瓷板；
[0009] 所述的蜂窩陶瓷板的外形為槽狀，槽邊框為蜂窩陶瓷板無孔區(qū)，槽底面為蜂窩陶 瓷板有孔區(qū)，蜂窩陶瓷板有孔區(qū)中的小孔平均孔徑為2mm，孔為交叉排列的直通孔；槽狀蜂 窩陶瓷板內(nèi)放置有多孔泡沫陶瓷板；
[0010] 所述的多孔泡沫陶瓷板為燃燒區(qū)域，混勻后的混合氣體通過蜂窩陶瓷板后在多孔 泡沫陶瓷板內(nèi)部及表面燃燒。
[0011] 所述冷卻腔、殼底板材料采用耐高溫合金鋼，耐熱鋼支架和布風(fēng)板材料選用 0Crl8Ni9鋼，頂層和底層布風(fēng)板上有孔，平均孔徑為2mm，孔為直通孔、交叉排列；多孔泡沫 陶瓷板的材料為氧化鋯或碳化硅，蜂窩陶瓷板采用輕質(zhì)A1203蜂窩陶瓷板。
[0012] 所述的多孔泡沫陶瓷板的孔為無序孔，平均孔徑為0. 5?1mm，孔隙率為75%? 85%〇
[0013] 所述的燃燒器在空氣為常溫下，一次風(fēng)空氣流量：0. 3?9. 5m3/h;二次風(fēng)空氣流 量：1?55m3/h;燃?xì)饬髁浚?? 1?6. 5m3/h;當(dāng)量比：0? 6?1. 0 ;燃燒強(qiáng)度：150?300kW/m2。[0014] 所述燃燒氣體燃料為天然氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、高焦混合煤氣或石油液化氣。
[0015] 所述的燃燒器為燃燒器單體使用，或是若干個燃燒器單體拼成工藝所需形狀的燃 燒器組合體共同使用。
[0016] 所述的若干個燃燒器單體組成組合燃燒器時，使用過程中更換燃燒器單體時，不 會影響其他燃燒器單體的工作。
[0017] 本發(fā)明中燃燒區(qū)陶瓷板的材料為氧化鋯或碳化硅，為多孔介質(zhì)材料陶瓷板，具有 良好的耐高溫特性，不易燒壞，以適用于高熱值氣體燃料，如天然氣等燃燒。泡沫陶瓷板屬 于燃燒區(qū)，陶瓷板燃燒溫度不超過1100°c，陶瓷板大小取決于被加熱對象以及陶瓷生產(chǎn)廠 家的生產(chǎn)能力，厚度為35?50mm，無序孔大小為20?40ppi(即每英寸上有20?40個 孔），孔隙率為75%?85%。陶瓷板尺寸為100mmX100mm?360mmX360mm。陶瓷板越大， 越不容易保持燃燒溫度的均勻性，且越容易破碎。燃燒器外殼材料采用耐熱鋼焊接成空心 結(jié)構(gòu)。
[0018] 本發(fā)明的燃燒器具體尺寸根據(jù)蜂窩陶瓷板長度和冷卻腔的厚度確定，也根據(jù)燃燒 器橫截面形狀確定。本發(fā)明中的燃燒器的橫截面形狀也可以根據(jù)使用的要求制成為圓形， 矩形或者其他多邊形。
[0019] 本發(fā)明的單層多孔泡沫陶瓷板部分預(yù)混氣體燃料燃燒器具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0020] ①應(yīng)用本發(fā)明的燃燒器可以燃燒熱值變化范圍在800?6000kcal/m3甚至以上的 氣體燃料，燃燒強(qiáng)度：150?300kW/m2,燃燒效果：未燃烴，氮化物和硫化物含量低于35ppm， 一氧化碳低于25ppm。
[0021] ②本發(fā)明燃燒器可單體使用，或是若干個燃燒器單體拼成任意形狀的燃燒器組合 體共同使用，可廣泛應(yīng)用于冶金、化工、能源、機(jī)械等行業(yè)。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明部分預(yù)混氣體燃料燃燒器的軸向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖2為圖1的A-A向剖視圖。
[0024] 圖3為本發(fā)明中的耐熱鋼支架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖4為本發(fā)明中的頂層布風(fēng)板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖5為本發(fā)明中底層布風(fēng)板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖6為本發(fā)明中蜂窩陶瓷板結(jié)構(gòu)主視示意圖。
[0028] 圖7為圖6俯視不意圖。
[0029] 圖8為圖7中局部結(jié)構(gòu)放大示意圖。
[0030]上述圖中：1-冷卻腔，2-泡沫陶瓷板，3-蜂窩陶瓷板，4-耐熱鋼支架，5-頂層布 風(fēng)板，6-底層布風(fēng)板，7-螺釘，8-彈簧墊片、9-平墊圈，10-折流板，11-二次風(fēng)進(jìn)口，12-矩 形環(huán)狀墊片，13-支撐柱，14-冷卻風(fēng)進(jìn)口，15-殼底板，16-混合氣進(jìn)口，17-內(nèi)錐形取壓管， 31-蜂窩陶瓷板無孔區(qū)，32-蜂窩陶瓷板有孔區(qū)，61-底層布風(fēng)板無孔區(qū)，62-底層布風(fēng)板有 孔區(qū)。
【具體實施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的實施不限于此。
[0032] 實施例1 :本發(fā)明提供一種單層多孔泡沫陶瓷板部分預(yù)混氣體燃料燃燒器，本實 施例提供四種規(guī)格的燃燒器，燃燒器的橫截面形狀為方形，氣體燃料使用天然氣