一种新型超绝热纯氧燃烧器的制作方法

本发明涉及超绝热纯氧燃烧领域，具体涉及一种新型超绝热纯氧燃烧器。

背景技术：

1、目前，燃烧器的燃烧方式普遍采用空气燃烧，但由于空气中含有大量氮气，容易产生大量的氮氧化物(nox)，对环境造成污染，而采用纯氧燃烧方式可以有效地降低nox的产生，提高燃烧效率，在纯氧燃烧的情况下，燃烧反应充分，热量产生更多，温度升高，根据斯特藩-玻尔兹曼定律，纯氧燃烧产生的辐射热流的增加，且纯氧燃烧无n2参与反应，产物多为h2o与co2等氧化物，其光谱依赖性也会得到提高，随之辐射强度也会升高。

2、现有纯氧燃烧器通常只能以固定的功率运行，对于负荷变化的适应能力较弱，容易出现燃烧不稳定或者过热的问题，容易导致燃料与氧气的浪费，此外，纯氧燃烧的工况下，对燃烧器与加热炉炉壁炉管有着一定的破坏影响，而现有的纯氧燃烧器缺乏对热量的扩散与传导，使燃烧器与加热炉容易产生热膨胀、热变形和热疲劳等问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提出了一种新型超绝热纯氧燃烧器，包括燃烧器壳体，燃烧器壳体内开设有燃烧道，燃烧道被分割设置成多个燃烧区块，燃烧区块内分布有多个小功率烧嘴，燃烧道端口设置有具有多层结构的超绝热燃烧反应盘组，燃烧器壳体上安装有可调节超绝热燃烧反应盘组与燃烧道端口间距的调整组件，燃烧道端口开设有可伸缩调整与超绝热燃烧反应盘组相抵接的导气管组。

2、进一步的，调整组件包括燃烧器壳体侧壁滑转连接的多个支撑杆，多个支撑杆平行于燃烧器壳体轴线设置且靠近燃烧道端口一端开设有螺纹段且端部固定有装配顶板，螺纹段上螺纹连接有装配底板，装配顶板与装配底板间嵌接有绝热燃烧盘组，支撑杆另一端转动连接于燃烧器壳体下方的移动板上，移动板上安装有带动支撑杆转动与滑动从而带动绝热燃烧盘组移动的驱动组件。

3、进一步的，导气管组包括转动连接于燃烧道端口的驱动管，驱动管开设有内螺纹，所驱动管内螺纹部分螺纹连接有伸缩管，伸缩管顶端固定有导向板，导向板套设在支撑杆上，驱动管外轴固定有齿轮a，任意一个支撑杆上套设有转筒，转筒上固定有与齿轮a相啮合的齿轮b，转筒底端外周固定有手轮，手轮同轴套设在支撑杆上。

4、进一步的，驱动组件包括固定于移动板上的微型电机，微型电机输出端与支撑杆平行设置且固定连接有长齿轮c，驱动组件还包括支撑杆外周固定的齿轮d，长齿轮c与齿轮d相啮合，驱动组件还包括与移动板相连接的电推杆，电推杆伸缩可带动移动板沿支撑杆轴线方向移动。

5、进一步的，小功率烧嘴包括同轴设置的燃气管道、氧气管道，燃气管道套设在氧气管道内，燃气管道通过气包管与燃气主管相连通获取燃料，氧气管道通过气包管与氧气主管连接获取氧气，小功率烧嘴端部设置有具有多个喷孔的挡板。

6、进一步的，超绝热燃烧反应盘组包括多层不同材质，不同孔形与孔隙的超绝热燃烧反应盘，超绝热燃烧反应盘材质为由耐高温耐腐蚀材料且具有多孔结构。

7、进一步的，挡板上的喷孔包括氧气管道相对应的氧气喷孔和与燃气管道相对应的燃气喷孔，燃气喷孔结构为文丘里结构。

8、进一步的，气包管道连接有微量调节阀、压力表，压力表设置于对应气包管靠近小功率烧嘴一端。

9、进一步的，燃气主管、氧气主管沿气流方向依次开设有紧急切断阀、过滤器、调压阀、微量调节阀、气体流量计、压力变送器。

10、进一步的，燃气管道与氧气管道均设置自动调节电气控制装置，自动调节电气控制装置可控制阀门开度，实施燃烧器的燃气压力与氧气的比例调节与联动控制。

11、本发明有益效果如下：

12、1.本发明提供的新型超绝热纯氧燃烧器，采用区块化燃烧方式，具有更广泛的功率调节范围，可以根据实际需求进行灵活调整，以满足不同的工艺要求和负荷变化。根据实际负荷需求自动调整燃烧功率，避免不必要的能量浪费，从而提高燃烧效率，燃烧器端口增加超绝热燃烧反应盘组，聚集燃气与氧气，使得火焰限制在超绝热燃烧反应盘表面或者内部燃烧，将火焰热量大量吸收，防止热量扩散，并通过热辐射的传导方式传递能量。

13、2.本发明提供的新型超绝热纯氧燃烧器，通过在燃烧器端口增加超绝热燃烧反应盘组，超绝热燃烧反应盘具有多孔结构分散火焰，从而降低火焰的集中温度，超绝热燃烧反应盘组成材质、层数、结构能通过工况具体做适应性调节，提供了燃烧器功率调节范围，超绝热燃烧反应盘组与小功率烧嘴的间距可通过微型电机驱动实现自动调节，能将不同长度的火焰限制在超绝热燃烧反应盘表面或者内部燃烧，将火焰热量大量吸收，防止热量扩散，并通过热辐射的传导方式传递能量，对热量的扩散与传导起到导向作用，进一步优化了燃烧器的性能，提高了燃烧器的稳定性和安全性。

14、3.本发明提供的新型超绝热纯氧燃烧器，多个独立烧嘴轮流交替燃烧，防止热流持续对同一点的炉管冲刷，有效的增加了燃烧器和加热炉的寿命，其燃烧方式为超绝热纯氧燃烧，无n2参与反应，纯氧燃烧速度快，燃料燃烧完全，且几乎无nox、coe产生。

15、4.本发明提供的新型超绝热纯氧燃烧器，伸缩管可将增强辐射并将辐射的热量蓄积在伸缩管内，将热量尽可能地用于加热物料和用于加热反应区域上游的燃料与氧化剂，减少烟气中的热量，从而使燃烧反应增强，提高燃烧效率，减少热量的浪费。

技术特征：

1.一种新型超绝热纯氧燃烧器，包括燃烧器壳体(1)，所述燃烧器壳体(1)内开设有燃烧道(101)，其特征在于：所述燃烧道(101)被分割设置成多个燃烧区块，所述燃烧区块内分布有多个小功率烧嘴(4)，所述燃烧道(101)端口设置有具有多层结构的超绝热燃烧反应盘组(5)，所述燃烧器壳体(1)上安装有可调节超绝热燃烧反应盘组(5)与燃烧道(101)端口间距的调整组件，所述燃烧道(101)端口开设有可伸缩调整与超绝热燃烧反应盘组(5)相抵接的导气管组。

2.根据权利要求1所述的一种新型超绝热纯氧燃烧器，其特征在于：所述调整组件包括燃烧器壳体(1)侧壁滑转连接的多个支撑杆(17)，多个所述支撑杆(17)平行于燃烧器壳体(1)轴线设置，多个所述支撑杆(17)靠近燃烧道(101)端口一端开设有螺纹段且端部固定有装配顶板(18)，所述螺纹段上螺纹连接有装配底板(19)，所述装配顶板(18)与装配底板(19)间嵌接有绝热燃烧盘(20)组，所述支撑杆(17)另一端转动连接于燃烧器壳体(1)下方的移动板(21)上，所述移动板(21)上安装有带动支撑杆(17)转动与滑动从而带动绝热燃烧盘(20)组移动的驱动组件。

3.根据权利要求2所述的一种新型超绝热纯氧燃烧器，其特征在于：所述导气管组包括转动连接于燃烧道(101)端口的驱动管(22)，所述驱动管(22)开设有内螺纹，所驱动管(22)内螺纹连接有伸缩管(23)，所述伸缩管(23)顶端固定有导向板(24)，所述导向板(24)套设在支撑杆(17)上，所述驱动管(22)外轴固定有齿轮a(2201)，任意一个所述支撑杆(17)上套设有转筒(25)，所述转筒(25)上固定有与齿轮a(2201)相啮合的齿轮b(2501)，所述转筒(25)底端外周固定有手轮(2502)，所述手轮(2502)同轴套设在支撑杆(17)上。

4.根据权利要求2所述的一种新型超绝热纯氧燃烧器，其特征在于：所述驱动组件包括固定于移动板(21)上的微型电机(2101)，所述微型电机(2101)输出端固定连接有长齿轮c(26)，所述驱动组件还包括支撑杆(17)外周固定的齿轮d(1701)，所述长齿轮c(26)与齿轮d(1701)相啮合，所述驱动组件还包括与移动板(21)相连接的电推杆(27)，所述电推杆(27)伸缩可带动移动板(21)沿支撑杆(17)轴线方向移动。

5.根据权利要求2所述的一种新型超绝热纯氧燃烧器，其特征在于：所述小功率烧嘴(4)包括同轴设置的燃气管道(402)、氧气管道(401)，所述燃气管道(402)套设在氧气管道(401)内，所述燃气管道(402)通过气包管(6)与燃气主管(7)相连通获取燃料，所述氧气管道(401)通过气包管(6)与氧气主管(8)连接获取氧气，所述小功率烧嘴(4)端部设置有具有多个喷孔的挡板(9)。

6.根据权利要求1所述的一种新型超绝热纯氧燃烧器，其特征在于：所述超绝热燃烧反应盘组(5)包括多层不同材质，不同孔形与孔隙的超绝热燃烧反应盘，所述超绝热燃烧反应盘材质为由耐高温耐腐蚀材料且具有多孔结构。

7.根据权利要求5所述的一种新型超绝热纯氧燃烧器，其特征在于：所述挡板(9)上的喷孔包括与氧气管道(401)相对应的氧气喷孔和与燃气管道(402)相对应的燃气喷孔，所述燃气喷孔结构为文丘里结构。

8.根据权利要求5所述的一种新型超绝热纯氧燃烧器，其特征在于：所述气包管(6)道连接有微量调节阀(13)、压力表(16)，所述压力表(16)设置于对应气包管(6)靠近小功率烧嘴(4)一端。

9.根据权利要求5所述的一种新型超绝热纯氧燃烧器，其特征在于：所述燃气主管(7)、氧气主管(8)沿气流方向依次开设有紧急切断阀(10)、过滤器(11)、调压阀(12)、微量调节阀(13)、气体流量计(14)、压力变送器(15)。

10.根据权利要求5所述的一种新型超绝热纯氧燃烧器，其特征在于：所述燃气管道(402)与氧气管道(401)均设置自动调节电气控制装置，自动调节电气控制装置可控制阀门开度，实施燃烧器的燃气与氧气的比例调节与联动控制。

技术总结本发明公开了一种新型超绝热纯氧燃烧器，其具有燃烧器壳体，燃烧器壳体内开设有燃烧道，燃烧道被分割设置成多个燃烧区块，燃烧区块内分布有多个小功率烧嘴，燃烧道端口设置有具有多层结构的超绝热燃烧反应盘组，燃烧器壳体上安装有可调节超绝热燃烧反应盘组与燃烧道端口间距的调整组件，燃烧道端口开设有可伸缩调整与超绝热燃烧反应盘组相抵接的导气管组,燃烧器采用区块化燃烧方式，具有更广泛的功率调节范围，可根据实际需求进行灵活调整，超绝热燃烧反应盘组与小功率烧嘴的间距可通过微型电机驱动实现自动调节，通过调整其间距设置伸缩管聚集燃气与氧气，使得火焰限制在超绝热燃烧反应盘表面或者内部燃烧提高了燃烧器的稳定性和安全性。技术研发人员：游述怀,兰聪,刘志,毛林,申志军,车波,向伟,粟军,李兰芝受保护的技术使用者：湖南钟鼎热工科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/27