一种燃天然气锅炉及其燃烧器.pdf

本申请公开了一种燃烧器，包括天然气导入通道和设置有风机的空气导入通道，其中，所述天然气导入通道的末端出口与所述空气导入通道连通，并且所述末端出口和所述空气导入通道的连通部位位于所述风机的上游。本发明提供的燃烧器，可以令天然气导入通道在不保持高压时也可以实现天然气的排出，从而令燃天然气锅炉能够使用现有的民用天然气管网进行供气，无需再单独铺设天然气管道并建调压站，大大降低了燃天然气锅炉的使用成本。并且，在降低使用成本的同时，通过将末端开口设置在风机上游，也显著增大了天然气和空气的混合距离，令两者可以充分混合之后再被点燃。本发明还提供了具有上述燃烧器的一种燃天然气锅炉。

权利要求书1.  一种燃烧器，包括天然气导入通道和设置有风机的空气导入通道，其 特征在于，所述天然气导入通道的末端出口与所述空气导入通道连通，并且 所述末端出口和所述空气导入通道的连通部位位于所述风机的上游。 2.  根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述空气导入通道的位 于所述风机的上游部位，设置有连通所述空气导入通道的进风口和所述风机 的文丘里管，所述末端出口与所述文丘里管的收缩段或喉部连通。 3.  根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述空气导入通道的进 风口上连接有文丘里管，所述末端出口与所述文丘里管的收缩段或喉部连通。 4.  一种燃天然气锅炉，包括炉体和燃烧器，其特征在于，所述燃烧器为 上述权利要求1-3中任意一项所述的燃烧器。 5.  根据权利要求4所述的燃天然气锅炉，其特征在于，还包括设置在所 述燃烧器外侧，以将所述燃烧器密闭于自身内腔中的壳体，并且所述壳体上 开设有空气进口，所述空气进口所在的壳体侧壁与所述空气导入通道的进风 口对正的壳体侧壁，为所述壳体的两个不同侧壁。

说明书一种燃天然气锅炉及其燃烧器
技术领域
本发明涉及锅炉制造技术领域，更具体地说，涉及一种燃烧器，本发明 还涉及具有上述燃烧器的一种燃天然气锅炉。
背景技术
燃天然气锅炉是将天然气中的化学能转化为含有热能的水或者蒸汽的设 备，得到的热能通过介质导出锅炉以供人们使用。燃烧器是燃天然气锅炉的 重要组成部分，它负责将天然气和空气按一定比例混合并点火燃烧。燃烧火 焰喷入密闭的炉膛，产生的辐射热及高温烟气热向锅炉本体的水侧传导。热 能传导给水后的烟气成为废气通过烟囱排放。
在现有技术中，燃烧器的工作原理如图1所示(图中黑色箭头为天然气， 白色箭头为空气，黑白混合箭头为天然气和空气的混合气体)，燃烧器主要 包括天然气导入通道01、空气导入通道和混合通道02。其中，天然气导入通 道01与混合通道02连通，用于将天然气导入到混合通道02中与空气混合，天 然气导入通道01上设置有控制其通闭的燃气阀组03，天然气导入通道01位于 混合通道02内的末端上设置有天然气喷嘴04和导流盘05。在空气导入通道上， 设置有将空气吸入空气导入通道中，并将空气排入至混合通道02中的风机06， 空气进入到混合通道02后，先与从天然气喷嘴04中喷出的天然气混合，混合 气体再经过导流盘05进行进一步的混合，之后从混合通道02的排气口处排出， 排气口处设置有能够点燃混合气体的点火装置07，以及火焰监测装置08。并 且，由于风机06吸入空气时会产生较大的噪音，所以在空气导入通道的进风 口09处还设置有消音器010，以降低风机吸入空气时产生的噪音。
但是，发明人发现，上述结构的燃烧器存在着一定的缺陷：由于天然气 喷嘴设置在风机的下游，所以在燃烧器工作时，由于风机的排风作用，使风 机的下游具有一定的风压。而为了保证天然气能够在风压下顺利从天然气喷 嘴中喷出，就需要使天然气导入通道中的天然气保持较高的压力，而此压力 值超出了城市中民用天然气管网的压力，导致燃天然气锅炉无法就近使用现 有的民用管道，从而需要单独铺设天然气管道并建调压站，而天然气管道的 铺设及建调压站的成本高昂，单独建站成本有时会超过燃天然气锅炉本身的 成本，严重影响了客户对燃天然气锅炉的使用满意度。
其次，在现有的混合通道中，空气和天然气从天然气喷嘴这里开始混合， 直至混合气体从排气口中排出，这段混合的距离很短，导致空气和天然气混 合并不是很充分，令燃烧后产生的CO、NO、NO2等有害气体较多。
再次，为了降低风机吸风的噪音，设置了消音器，使燃天然气锅炉的成 本升高。
因此，如何降低燃天然气锅炉的使用成本，是目前本领域技术人员亟待 解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种燃烧器，该种新型的燃烧器，通过将天然 气导入通道的末端出口从风机下游改至风机上游，并与空气导入通道连通， 使燃天然气锅炉可以使用民用天然气管网进行供气，从而显著降低了燃天然 气锅炉的使用成本，还可以令空气和天然气得到更加充分的混合，减少了有 害气体的产生。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种燃烧器，包括天然气导入通道和设置有风机的空气导入通道，其中， 所述天然气导入通道的末端出口与所述空气导入通道连通，并且所述末端出 口和所述空气导入通道的连通部位位于所述风机的上游。
优选地，上述燃烧器中，所述空气导入通道的位于所述风机的上游部位， 设置有连通所述空气导入通道的进风口和所述风机的文丘里管，所述末端出 口与所述文丘里管的收缩段或喉部连通。
优选地，上述燃烧器中，所述空气导入通道的进风口上连接有文丘里管， 所述末端出口与所述文丘里管的收缩段或喉部连通。
本发明还提供了一种燃天然气锅炉，包括炉体和燃烧器，该燃烧器为上 述任意一项所述的燃烧器。
优选地，上述燃天然气锅炉中，还包括设置在所述燃烧器外侧，以将所 述燃烧器密闭于自身内腔中的壳体，并且所述壳体上开设有空气进口，所述 空气进口所在的壳体侧壁与所述空气导入通道的进风口对正的壳体侧壁，为 所述壳体的两个不同侧壁。
本发明提供的燃烧器中，与现有的燃烧器相比，取消了天然气喷嘴、导 流盘和消音器的设置，并令天然气导入通道的末端出口不再位于风机的下游， 而是将其从混合通道中移至风机的上游设置，并使末端开口与空气导入通道 连通，而两者的连通部位则位于风机的上游。通过此种改变，可以令天然气 导入通道中的天然气从末端出口处进入到空气导入通道中，由于天然气是从 风机的上游进入到空气导入通道中，并且在风机将空气吸入空气导入通道中 时，在风机的吸风作用下，空气导入通道位于风机上游的部位为负压环境， 所以天然气在进入到空气导入通道时，是被吸入到空气导入通道中的，因此 天然气导入通道在不保持高压时也可以实现天然气的排出，从而令燃天然气 锅炉能够使用现有的民用天然气管网进行供气，无需再单独铺设天然气管道 并建调压站，大大降低了燃天然气锅炉的使用成本。并且，在降低使用成本 的同时，通过将末端开口设置在风机上游，也显著增大了天然气和空气的混 合距离，令两者可以充分混合之后再被点燃。并且天然气和空气混合后，还 会经过风机，在风机叶轮的搅拌下，能够使天然气和空气更进一步的充分混 合，令天然气和空气的混合达到理想状态，减少甚至避免了CO、NO、NO2等有害气的产生。本发明还提供了具有上述燃烧器的一种燃天然气锅炉。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不 付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中燃烧器的工作原理图；
图2为本发明实施例提供的燃烧器的工作原理图；
图3为本发明提供的燃烧器各部分的压力折线图；
图4为壳体和空气进口的设置示意图。
在图1-图4中：
天然气导入通道01、混合通道02、燃气阀组03、天然气喷嘴04、导流盘 05、风机06、点火装置07、火焰监测装置08、进风口09、消音器010；
天然气导入通道1、风机2、文丘里管3、进风口4、混合通道5、壳体6、 空气进口7。
具体实施方式
本发明提供了一种燃烧器，该种新型的燃烧器，通过将天然气导入通道 的末端出口从风机下游改至风机上游，并与空气导入通道连通，使燃天然气 锅炉可以使用民用天然气管网进行供气，从而显著降低了燃天然气锅炉的使 用成本，还可以令空气和天然气得到更加充分的混合，减少了有害气体的产 生。
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。
如图2和图3所示，本发明实施例提供的燃烧器，与现有燃烧器相比， 同样具有天然气导入通道1和设置有风机2的空气导入通道，而不同之处则 在于，天然气导入通道1的末端开口是与空气导入通道连通的，并且连通部 位在风机2的上游，而不是再设置在混合通道5中，即天然气导入通道1的 末端开口不再设置在风机2的下游。
本实施例中，“上游”、“下游”和“末端”等指代方向的词语，是基 于空气或天然气的流动方向而言的。图2中黑色箭头为天然气，白色箭头为 空气，黑白混合箭头为天然气和空气的混合气体。
本实施例中，通过将原本设置在混合通道5中的天然气导入通道1的末 端开口，连接到位于风机2上游的空气导入通道上，能够同时实现两个目的， 即降低天然气的输送压力，使天然气能够使用普通的民用管网输送，同时还 可以增大天然气与空气的混合距离，令两者更加充分的混合。风机2在进行 工作时，其能够将空气吸入到空气导入通道中，这就使得空气导入通道内位 于风机2上游的空间为负压状态，而连接在这个部位上的天然气导入通道1 中存在有天然气，在负压的作用下，天然气在无需高压驱动的情况下就会被 吸入到空气导入通道中，实现天然气与空气的混合，所以天然气导入通道1 中可以不保持高压状态，从而实现使用民用管网为燃天然气锅炉供气，避免 了单独铺设天然气管道并建调压站的费用投入，显著降低了使用成本。同时， 由于天然气和空气接触位置的改变，也增大了两者的混合距离，提高了其混 合均匀性，减少了有害气体的产生。
为了进一步优化技术方案，本实施例提供的燃烧器中，在空气导入通道 的位于风机2的上游部位，设置了连通空气导入通道的进风口4和风机2的 文丘里管3，末端出口与文丘里管3的收缩段或喉部连通。因为文丘里管3在 输送流体时，会在其收缩段和喉部产生负压，所以本实施例中，将文丘里管3 接入到空气导入通道中，使其成为空气导入通道的一部分而起到输送空气的 作用。文丘里管3在输送空气的过程中，基于其工作原理，空气导入通道在 风机2吸风产生负压的基础之上，能够在收缩段和喉部处更进一步的形成更 大负压，所以将天然气导入通道1的末端开口设置在文丘里管3的收缩段或 喉部，能够进一步的提高对天然气的吸入效果，更好的保证天然气的充分吸 入，此为优选实施方案。本实施例进一步优选末端开口与文丘里管3的喉部 连通，因为喉部的负压最大，其吸入天然气的效果最好。
此外，文丘里管3在空气导入通道上的设置位置可以有多种选择，只要 保证其在风机2上游即可，可以将文丘里管3接入到空气导入通道距其进风 口4有一段距离的部位，使文丘里管3作为空气导入通道的一部分，但更加 优选的是将文丘里管3直接连接在进风口4上，使文丘里管3作为空气导入 通道的一段延长部分，此时文丘里管3的流体入口即为空气导入通道的进风 口4，如图2和图4所示。此种设置方式无需对空气导入通道的其他部位进行 改造，改造工作量小，改造难度也较低，为优选方案。
基于上述实施例中提供的燃烧器，本发明实施例还提供了一种燃天然气 锅炉，该燃天然气锅炉具有上述实施例中提供的燃烧器。
并且，本实施例提供的燃天然气锅炉中，还包括设置在燃烧器外侧，以 将燃烧器密闭于自身内腔中的壳体6，并且壳体6上开设有空气进口7，空气 进口7所在的壳体侧壁与空气导入通道的进风口4对正的壳体侧壁，为壳体6 的两个不同侧壁，如图4所示。因为本实施例提供的燃烧器取消了成本较高 的消音器，使得风机2吸入空气时在进风口4处产生的噪音无法消除，所以 为了弥补该缺陷，本实施例中，在整个燃天然气锅炉外侧，设置了仅留一个 空气进口7的密闭壳体6，并且令空气进口7所在的壳体6的侧壁与空气导入 通道的进风口4对正的壳体6的侧壁，为两个不同侧壁，即进风口4的吸风 方向和空气进口7的开设方向不同，从而使燃烧器运行时，空气先经过空气 进口7，再进入进风口4，在这个过程中，进风口4产生的噪音经过壳体6的 内壁和位于壳体6内的锅炉零件的反射及吸收，可以令噪音的强度大幅降低， 以起到消音作用。
由于该燃天然气锅炉采用了上述实施例提供的燃烧器，所以该在燃天然 气锅炉由燃烧器带来的有益效果请参考上述实施例中相应的部分，在此不再 赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都 是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间其余的相同相似部分互相参见 即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用 本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。