【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及熱能工程，具體為一種船用甲醇雙燃料分級霧化燃燒器。
技術介紹
1、傳統輔鍋爐配套的燃油燃燒器采用的是蒸汽霧化式結構，由于甲醇燃料熱值低（約為燃油的一半），在鍋爐同負荷條件下甲醇消耗量是燃油體積的兩倍多，甲醇燃燒器的霧化器體積流量與燃油相比增加一倍，超過燃油霧化噴嘴的流量使用范圍，因此現有的燃油介質霧化噴嘴不能夠同時滿足甲醇、燃油雙燃料充分霧化要求；甲醇的空燃比約為燃油的一半，其火焰傳播速度比燃油快，導致其燃燒火焰形狀尺寸與燃油存在一定的差距。而在船用雙燃料鍋爐中，甲醇和燃油燃燒均在同一個鍋爐爐膛中燃燒，因此其燃燒火焰尺寸均需滿足鍋爐爐膛結構尺寸要求，以保證燃料燃燒的火焰核心不能沖刷爐膛內壁面；與船用鍋爐常用燃油燃料相比，甲醇燃料存在閃點低、易揮發、有毒等特性，因此，需防止甲醇泄露造造成的危害。
技術實現思路
1、為克服上述現有技術的缺陷，本專利技術提供如下技術方案：一種船用甲醇雙燃料分級霧化燃燒器，由風箱、門板組件、入口甲醇閥箱、主燃料槍、點火槍、火焰探測器、金屬喉口組件、旋流器、空氣套管組件、火焰觀察窗、固定管組件組成。其中所述的主燃料槍主要由三壁管法蘭、快接接頭、法蘭、鋼管、定位環、分流器、鎖緊螺母、霧化噴嘴、定位套、彎管組成；所述的入口甲醇閥箱主要由箱體、蓋板、三壁管配對法蘭、直管、外圈燃料入口管、燃油管、快接接頭、內圈燃料入口管、雙壁管法蘭、管道吹掃風出口管、三通接頭、甲醇燃料管、單向閥組成。所述的主燃料槍、金屬喉口組件、旋流器、空氣套管組件、固定管組件與風箱
2、優選地，風箱外殼上設有助燃風入口；點火槍上設有點火輕柴油入口；主燃料槍上設有霧化介質入口、管道吹掃風入口；入口甲醇閥箱上設有主燃油入口、甲醇燃料入口和管道吹掃風出口。
3、優選地，助燃風入口與風箱、空氣套管組件、金屬喉口組件連通；霧化介質入口與主燃料槍的部分鋼管、分流器、霧化噴嘴連通；管道吹掃風入口與彎管、直管、箱體、管道吹掃風出口管、雙壁管法蘭連通。
4、優選地，主燃油入口與甲醇閥箱的快接接頭、燃油管、部分單向閥、三通接頭、內圈燃料入口管、部分鋼管、分流器、霧化噴嘴連通。
5、優選地，甲醇燃料入口與三通接頭、甲醇燃料管、部分單向閥、三通接頭、外圈燃料入口管、內圈燃料入口管、三壁管法蘭、部分鋼管、分流器、霧化噴嘴連通。
6、優選地，三壁管法蘭的中心設有兩圈燃料通孔、一圈管道吹掃風通孔、法蘭螺栓連接孔；三壁管法蘭與三壁管配對法蘭通過三圈o型密封圈將兩圈燃料和管道吹掃風之間相互隔開密封。
7、優選地，點火槍采用輕柴油燃料的高壓電極點火槍形式，再將霧化噴嘴噴出的霧化燃料點燃，當霧化噴嘴噴出的燃料被點燃后，點火槍熄火，通過旋流器中心形成的穩定燃料火焰，保證霧化的燃料穩定燃燒。
8、優選地，霧化噴嘴的出口處設有旋流器，旋流器中心內壁和霧化噴嘴外壁面之間形成錐形直流相交一次風，該一次風有利于減少霧化噴嘴中心回流的高溫煙氣對霧化噴嘴的沖刷，防止霧化噴嘴的燃油噴孔內燃油高溫碳化堵塞。
9、優選地，霧化噴嘴燃料出口位于旋流器出口端面位置，霧化噴嘴通過鎖緊螺母安裝緊固在主燃料槍的分流器的出口端面上。
10、優選地，霧化噴嘴的結構為分級y型介質霧化噴嘴結構，霧化噴嘴中心設有兩圈霧化介質入口孔，內圈孔和霧化噴嘴的孔k連通，外圈孔和霧化噴嘴的孔m連通。
11、優選地，霧化噴嘴端面處設有兩圈燃料入口孔，霧化噴嘴外表面設有內外兩圈燃料與霧化介質混合出口孔。
12、優選地，當燃燒器燃燒燃油時，霧化噴嘴的孔e通入燃油，孔m通入燃油和霧化介質，孔k只通入霧化介質；當燃燒器燃燒甲醇時，霧化噴孔的孔e和孔f通入甲醇，孔m和孔k通入甲醇和霧化介質。實現同熱負荷下大流量差下（甲醇燃料的體積流量約為燃油的兩倍）甲醇或燃油在同一個霧化噴嘴充分霧化燃燒
13、優選地，霧化噴嘴的上的孔m和孔g同軸，孔m與孔e連通且軸線夾角50°～65°；孔k和孔h同軸，孔k和孔f連通且軸線夾角50°～65°；孔m和孔k與霧化噴嘴的軸線夾角45°～60°。
14、優選地，旋流器為軸向旋流結構，其旋流葉片的角度為45°～55°，葉片數量為18～24片。
15、優選地，金屬喉口組件內壁為錐形，其錐角為20°～30°；金屬喉口組件出口端面伸出主燃料槍的霧化噴嘴的距離為10～20cm。
16、本專利技術與現有技術相比具備以下有益效果：（1）本船用甲醇雙燃料分級霧化燃燒器以甲醇或重油作為主燃料，同時輔助少量輕柴油，通過輕柴油點火槍引燃主燃料槍霧化的甲醇或重油燃料，并在燃燒器中心旋流器出口處形成穩定的甲醇或重油燃燒火焰；當中心主燃料槍霧化的燃料被點燃后，輕柴油點火槍停止工作。
17、（2）甲醇燃料、助燃風均采用了分級送入鍋爐爐膛，其中甲醇燃料通過霧化噴嘴內外兩圈混合孔的二分級送入，助燃風采用了三分級送入；通過旋流器使得甲醇霧化噴嘴附近高溫煙氣回流，與霧化噴嘴噴出的甲醇液滴湍動混合，實現燃燒器中心處形成穩定的甲醇燃燒火焰；通過三次直流風減弱二次旋流風的湍流強度，包裹霧化噴嘴噴出的甲醇燃料，有助于控制主燃料槍的甲醇燃燒火焰直徑尺寸。
18、（3）甲醇霧化噴嘴的出口處設有旋流器，旋流器的中心內壁面與霧化噴嘴形成錐形直流相交一次風，該一次風有利于減少霧化噴嘴中心回流的高溫煙氣對燃油霧化噴嘴的沖刷，防止霧化噴嘴的燃油噴孔內燃油高溫碳化堵塞。
19、（4）通過分級介質霧化噴嘴結構，實現同熱負荷下大流量差下（甲醇燃料的體積流量約為燃油的兩倍）甲醇或燃油在同一個霧化噴嘴充分霧化燃燒，使得一個主油槍能夠同時滿足甲醇和燃油燃料，保障甲醇雙燃料燃燒器滿足船用鍋爐緊湊性要求。
20、（5）甲醇雙燃料燃燒器門板組件上設有入口甲醇閥箱，通過入口甲醇閥箱內部管路和單向閥布置，使得進入入口甲醇閥箱內的燃油從主燃料槍的霧化噴嘴外圈孔m霧化噴出；進入入口甲醇閥箱內的甲醇燃料從主燃料槍的霧化噴嘴外圈孔m和內圈孔k霧化噴出。通過上述方式，實現了大流量差下的甲醇燃料的分級霧化。
21、（6）主燃料槍和入口加成閥箱上設有三壁管或雙壁管法蘭結構，通過向甲醇燃料管道外部管道內不斷通入空氣，使得甲醇管道內的甲醇泄漏迅速被其外部管道內的吹掃空氣吹到船艙外部安全區域，有效防止進入燃燒器的甲醇燃料泄漏到船艙內，保障船用甲醇雙燃料燃燒器的甲醇燃料供應泄漏的安全。
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1.一種船用甲醇雙燃料分級霧化燃燒器，其特征在于：包括風箱（1）、門板組件（2）、入口甲醇閥箱（3）、主燃料槍（4）、點火槍（5）、火焰探測器（6）、金屬喉口組件（7）、旋流器（8）、空氣套管組件（9）、火焰觀察窗（10）、固定管組件（11）；其中所述的主燃料槍（4）主要由三壁管法蘭（12）、快接接頭（13）、法蘭（14）、鋼管（15）、定位環（16）、分流器（17）、鎖緊螺母（18）、霧化噴嘴（19）、定位套（20）和彎管（21）組成；
2.根據權利要求1所述的一種船用甲醇雙燃料分級霧化燃燒器，其特征在于：風箱（1）外殼上設有助燃風入口A；點火槍（5）上設有點火輕柴油入口D；主燃料槍（4）上設有霧化介質入口B、管道吹掃風入口C；入口甲醇閥箱（3）上設有主燃油入口E、甲醇燃料入口和管道吹掃風出口F；
3.根據權利要求2所述的一種船用甲醇雙燃料分級霧化燃燒器，其特征在于：三壁管法蘭（12）的中心設有兩圈燃料孔b和孔a、一圈管道吹掃風孔c、法蘭螺栓連接孔d；三壁管法蘭（12）與三壁管配對法蘭（24）通過三圈O型密封圈將兩圈燃料和管道吹掃風之間相互隔開密封。p>
4.根據權利要求3所述的一種船用甲醇雙燃料分級霧化燃燒器，其特征在于：點火槍（5）采用輕柴油燃料的高壓電極點火槍形式，再將霧化噴嘴（19）噴出的霧化燃料點燃，當霧化噴嘴（19）噴出的燃料被點燃后，點火槍（5）熄火，通過旋流器（8）中心形成的穩定燃料火焰，保證霧化的燃料穩定燃燒；
5.根據權利要求4所述的一種船用甲醇雙燃料分級霧化燃燒器，其特征在于：霧化噴嘴（19）的結構為分級Y型介質霧化噴嘴結構，霧化噴嘴（19）中心設有孔h和孔g兩圈霧化介質入口孔，內圈孔h和霧化噴嘴（19）的孔k連通，外圈孔g和霧化噴嘴（19）的孔m連通；
6.根據權利要求5所述的一種船用甲醇雙燃料分級霧化燃燒器，其特征在于：霧化噴嘴（19）的上的孔m和孔g同軸，孔m與孔e連通且軸線夾角50°～65°；孔k和孔h同軸，孔k和孔f連通且軸線夾角50°～65°；孔m和孔k與霧化噴嘴（19）的軸線夾角45°～60°。
7.根據權利要求6所述的一種船用甲醇雙燃料分級霧化燃燒器，其特征在于：旋流器（8）為軸向旋流結構，其旋流葉片的角度為45°～55°，葉片數量為18～24片。
8.根據權利要求7所述的一種船用甲醇雙燃料分級霧化燃燒器，其特征在于：金屬喉口組件（7）內壁為錐形，其錐角為20°～30°；金屬喉口組件（7）出口端面伸出主燃料槍（4）的霧化噴嘴（19）的距離為10～20cm。
...【技術特征摘要】
1.一種船用甲醇雙燃料分級霧化燃燒器，其特征在于：包括風箱（1）、門板組件（2）、入口甲醇閥箱（3）、主燃料槍（4）、點火槍（5）、火焰探測器（6）、金屬喉口組件（7）、旋流器（8）、空氣套管組件（9）、火焰觀察窗（10）、固定管組件（11）；其中所述的主燃料槍（4）主要由三壁管法蘭（12）、快接接頭（13）、法蘭（14）、鋼管（15）、定位環（16）、分流器（17）、鎖緊螺母（18）、霧化噴嘴（19）、定位套（20）和彎管（21）組成；
2.根據權利要求1所述的一種船用甲醇雙燃料分級霧化燃燒器，其特征在于：風箱（1）外殼上設有助燃風入口a；點火槍（5）上設有點火輕柴油入口d；主燃料槍（4）上設有霧化介質入口b、管道吹掃風入口c；入口甲醇閥箱（3）上設有主燃油入口e、甲醇燃料入口和管道吹掃風出口f；
3.根據權利要求2所述的一種船用甲醇雙燃料分級霧化燃燒器，其特征在于：三壁管法蘭（12）的中心設有兩圈燃料孔b和孔a、一圈管道吹掃風孔c、法蘭螺栓連接孔d；三壁管法蘭（12）與三壁管配對法蘭（24）通過三圈o型密封圈將兩圈燃料和管道吹掃風之間相互隔開密封。
4.根據權利要求3所述的一種船用甲醇雙燃料分級霧化燃燒器，其特征在于：點火槍（5）采用輕柴油燃料的高壓...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳琳，丁傲霜，易思洋，羅娜，肖聰陽，孫建平，張晨，
申請(專利權)人：中船九江海洋裝備集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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