本發明專利技術公開了一種水冷預混風燃比可控的面式燃燒器及其燃燒控制方法，包括燃燒頭、混合器、手動調節閥、閥組、風壓開關、鼓風機以及點火裝置、控制系統。燃燒頭通過混氣管道A與混合器連接，混合器通過天然氣管路B與閥組連接，混合器的另一端通過空氣管路C與鼓風機連接，手動調節閥設置在天然氣管路B上，風壓開關設置在空氣管路C上。本發明專利技術具有以下優點和效果：通過控制系統及相關傳感器的設計，實現以蒸汽壓力、燃燒頭熱量為指標信號控制空氣進給量，再由空氣進給量指標信號通過控制系統來控制閥組的開度，實現天然氣的配比。另外，通過燃燒頭若干間隔相等的金屬片排列設計，在不對空氣做粉塵過濾等額外處理下，也可避免積碳堵塞燃燒頭。燒頭。燒頭。
【技術實現步驟摘要】
一種水冷預混風燃比可控的面式燃燒器及其燃燒控制方法
[0001]本專利技術涉及一種燃燒器，特別涉及一種水冷預混風燃比可控的面式燃燒器及其燃燒控制方法。
技術介紹
[0002]氮氧化物形成酸雨，是大氣污染物的成分之一，同時也是形成霧霾的主要成分之一，北京市頒布了新的《鍋爐大氣污染物排放標準》，規定自2017年4月1日開始，所有在用燃氣鍋爐氮氧化物排放限值為80mg/m3，新建燃氣鍋爐氮氧化物排放限值為30mg/m3，這就對當前的燃燒裝置提出了低氮要求。
[0003]燃燒器，是使燃料和空氣以一定方式噴出混合燃燒的裝置統稱。常用燃燒器會排出大量的氮氧化合物，排放到大氣中會影響空氣質量，通常需要處理之后才能排放，同樣的，但是廢氣處理也是需要很高的成本。目前低氮燃燒控制技術主要通過降低火焰溫度來降低氮氧化物的形成。根據NOx的生成機理，可將其分為熱力型氮氧化物、燃料型氮氧化物和快速型氮氧化物。其中，燃料型氮氧化物是燃料中的氮氧化合物在氧化過程中生成的，占整個燃燒過程生成量的90％以上。水冷預混風燃比可控的燃燒技術依靠水冷壁的低溫對火焰進行冷卻，達到低氮燃燒的目的。
[0004]現有專利CN202110332325.X技術有通過爐內溫度作為指標的電磁鐵和空氣進給量來協同控制天然氣閥的開關，但是通過該技術并不能根據空氣流量來控制天然氣的進給量，達到預設的混合比；專利CN201910775293.3技術中操作步驟上有提到關于空氣和天然氣的預混風燃比可控的配合比例，但是沒有對如何配成預混風燃比可控的配合比例進行說明；另外，現有技術在燃燒頭的結構設計上存在缺陷，由于參與燃燒的空氣含有粉塵，經長時間燃燒會產生一些積碳，這些積碳會堵住現有燃燒頭的氣流通道，致使燃燒器發生爆炸，因而有待改進。
技術實現思路
[0005]本專利技術的目的是提供一種水冷預混風燃比可控的面式燃燒器及其燃燒控制方法，相比傳統燃燒器，該燃燒器不僅對風燃比可調控，而且可避免因燃燒的細小積碳堵塞而發生爆炸，威脅人生安全，另一方面可提升燃燒器工作效率和使用壽命。
[0006]本專利技術的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種水冷預混風燃比可控的面式燃燒器，包括燃燒頭、混合器、手動調節閥、閥組、風壓開關、鼓風機以及點火裝置、控制系統，所述燃燒頭通過混氣管道A與混合器連接，所述混合器下方通過天然氣管路B與閥組連接，所述混合器的另一端通過空氣管路C與鼓風機連接，所述手動調節閥設置在連接混合器和閥組中間的天然氣管路B上，所述風壓開關設置在混合器和鼓風機中間的空氣管路C上。
[0007]所述燃燒頭由燃燒面罩、水冷管以及燃燒面組成，所述燃燒面罩通過混氣管路A與混合器相通，水冷管之間留有縫隙，水冷管并排穿過燃燒面罩，所述水冷管的兩端分別連接
水管構成循環水路，所述燃燒面呈矩形，由若干間隔相等的金屬片排列而成，所述金屬片之間留出的間隙作為混合氣游走的通道，所述點火裝置靠近燃燒面且處于燃燒頭的平行平面上；
[0008]當手動調節閥開啟狀態，鼓風機送進一定空氣時，閥組根據空氣量做出相應開度的開閥動作，送進與空氣成一定比例的天然氣，一起在混合器中進行均勻混合后經混氣管道A送入燃燒頭，混合均勻的空氣和天然氣流經各水冷管之間的縫隙直至由若干間隔相等的金屬片排列而成的燃燒面，相比傳統網孔設計，該燃燒面一方面可避免因燃燒的細小積碳堵塞而發生爆炸，威脅人生安全，另一方面可提升燃燒器工作效率和使用壽命。
[0009]本專利技術的進一步設置為：所述混合器內設渦旋輪和混合室，所述渦旋輪與混合室的進入端相對旋轉配合，所述混合室呈圓筒錐狀，混合室的圓筒壁上開設有若干出氣孔，混合室還通過天然氣管路B依次與手動調節閥、閥組連接，所述閥組通過天然氣管路B與天然氣供端連接。
[0010]本專利技術的進一步設置為：所述渦旋輪上設有若干金屬扇葉，所述金屬扇葉沿渦旋輪一圈呈360度分布，所有金屬扇葉各自都不在同一平面上。
[0011]驅動渦旋輪使得天然氣和空氣被送入混合室，在渦旋輪形成的渦旋氣流下，天然氣和空氣進行充分混合后由出氣孔排出并通過混氣管路A直至燃燒頭。
[0012]本專利技術的進一步設置為：所述控制系統通過信號處理控制混合器、閥組、風壓開關、鼓風機以及點火裝置。
[0013]本專利技術的進一步設置為：所述水冷預混風燃比可控的面式燃燒器的燃燒控制方法如下：
[0014]1)蒸汽壓力采集階段：外部的鍋爐燃燒時產生蒸汽，通過采集蒸汽壓力將壓力信號傳送到控制系統，控制系統發出指令控制鼓風機，實現空氣進給量的控制，空氣經過空氣管路C進入混合器。
[0015]2)鼓風機空氣進給和天然氣進給階段：打開手動調節閥，由步驟1進給一定量的空氣，通過風壓開關調節空氣壓力，將風壓開關的動作信號和流量計采集的流量信號傳送至控制系統，由控制系統及設定好風燃比的閥組實現對天然氣進給量的控制，控制系統在對閥組進行開度調節控制流量的同時，還接收著通過內置的壓力傳感器實時反饋的壓力信號，以達到預設空氣和天然氣的進量配比和適配壓力，其天然氣通過天然氣管路B進入混合器。
[0016]3)混合器混合階段：從鼓風機來的空氣從混合器設有渦旋輪的一端進入混合器，在金屬扇葉旋轉的作用下，空氣被帶進混合室，而天然氣從混合室下方的管路B進入混合室，空氣和天然氣在混合室中混合，由于空氣和天然氣不斷的涌入，混合室內的混合氣體積增大，混合氣體從混合室開設的出氣孔流出，并通過混合器另一端排出后經混氣管道A流入燃燒頭；
[0017]4)點火裝置點火階段：在步驟2中，當閥組被打開時，此時點火裝置由控制系統發出信號指令同步點火，使點火動作不晚于天然氣從燃燒頭流出的時間；
[0018]5)熱量采集與反饋階段：步驟3中，由天然氣和空氣組成一定比例的混合氣流入燃燒頭，在步驟4的前提下，該股混合氣被點燃，混合氣燃燒產生的熱量被采集反饋至控制系統；
[0019]6)閉環調節階段：在步驟5的熱量信號反饋下，若熱量值超出需求，則通過控制系統減少鼓風機空氣進給量，從而減少天然氣的進給量；若熱量值達不到需求，則通過控制系統增加鼓風機空氣進給量，在預混風燃比可控的比例不變得情況下，天然氣進給量增加，混合氣燃燒熱量提高；
[0020]需要說明的是，本申請存在一個技術效果：在鍋爐開始產生蒸汽的初始階段，熱量值信號還未出現，蒸汽壓力的信號優先級高，控制系統通過蒸汽壓力信號來控制鼓風機空氣進給量；若蒸汽壓力信號存在明顯的變化率，蒸汽壓力信號變為優先級更高的信號，此時控制系統根據蒸汽壓力信號控制鼓風機的空氣進給量。
[0021]需要說明的是，本申請還存在另一個技術效果：鍋爐蒸汽處于穩定時，在點火裝置點燃混合氣后，若熱量值超出設定的需求值，此時熱量值信號優先級比蒸汽壓力優先級高，控制系統根據熱量值信號適當調低鼓風機空氣進給量，進而調節閥組來減少天然氣進給量，以達到降低燃燒熱；若熱量值低于設定的需求值，此時熱量值信號優先級同樣比蒸汽壓力優先級高，控制系統根據熱量值信號適當調高鼓風機空氣進給量，進而調節閥組本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種水冷預混風燃比可控的面式燃燒器，其特征在于，包括燃燒頭(1)、混合器(2)、手動調節閥(3)、閥組(4)、風壓開關(5)、鼓風機(6)、點火裝置以及控制系統，所述燃燒頭(1)通過混氣管道A與混合器(2)的一端連接，所述混合器(2)下方通過天然氣管路B與閥組(4)連接，所述混合器(2)的另一端通過空氣管路C與鼓風機(6)連接，所述手動調節閥(3)設置在天然氣管路B上，所述風壓開關(5)設置在空氣管路C上；所述燃燒頭(1)由燃燒面罩(11)、水冷管(12)以及燃燒面(13)組成，所述燃燒面罩(11)通過混氣管路A與混合器(2)相通，水冷管(12)之間留有縫隙，水冷管(12)并排穿過燃燒面罩(11)，所述水冷管(12)的兩端分別連接水管構成循環水路，所述燃燒面(13)呈矩形，由若干間隔相等的金屬片(131)排列而成，所述金屬片(131)之間留出的間隙(132)作為混合氣游走的通道，所述點火裝置靠近燃燒面(13)且處于燃燒頭(1)的平行平面上；當手動調節閥開啟狀態，鼓風機(6)送進一定空氣時，閥組(4)根據空氣量做出相應開度的開閥動作，送進與空氣成一定比例的天然氣，一起在混合器中進行均勻混合后經混氣管道A送入燃燒頭(1)，混合均勻的空氣和天然氣流經各水冷管(12)之間的縫隙直至由若干間隔相等的金屬片(131)排列而成的燃燒面(13)。2.根據權利要求1所述的一種水冷預混風燃比可控的面式燃燒器，其特征在于：所述混合器(2)內設渦旋輪(21)和混合室(22)，所述渦旋輪(21)與混合室(22)的空氣進入端相對旋轉配合，所述混合室(22)呈圓筒錐狀，混合室(22)的圓筒壁上開設有若干出氣孔(221)，混合室(22)通過天然氣管路B依次與手動調節閥(3)、閥組(4)連接，所述閥組(4)通過天然氣管路B與天然氣供端連接。3.根據權利要求2所述的一種水冷預混風燃比可控的面式燃燒器，其特征在于：所述渦旋輪(21)上設有若干金屬扇葉(211)，所述金屬扇葉(211)沿渦旋輪(21)一圈呈360度分布，所有金屬扇葉(211)各自都不在同一平面上；驅動渦旋輪(21)使得天然氣和空氣被送入混合室(22)，在渦旋輪(21)形成的渦旋氣流下，天然氣和空氣進行充分混合后由出氣孔(221)排出并通過混氣管路A直至燃燒頭(1)。4.根據權利要求1所述的一種水冷預混風燃比可控的面式燃燒器，其特征在于：所述控制系統通過信號處理控制混合器(2)、閥組(4)、...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王標兵，李文健，周成華，金曉峰，潛培豪，金寒江，朱海軍，呂興程，王珂，張明杰，徐向通，王進卿，
申請(專利權)人：浙江金鍋鍋爐有限公司，
類型：發明
國別省市：
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