一种低氮燃烧器用多孔陶瓷燃烧头
技术领域
本发明涉及燃气燃烧器技术领域，具体涉及一种低氮燃烧器用多孔陶瓷燃烧头。
背景技术
目前市场上的立式加热炉热负荷以1MW以下为主，多配套简易的部分预混式燃气燃烧器。使用时需要手动调节燃气阀及配风机构，人工调节空燃比。燃料常在过剩空气系数不合理的情况下燃烧，燃烧不充分或排烟温度过高，燃料没有得到合理利用，一方面浪费能源，另一方面由于加热炉结构尺寸及部分预混的简易燃烧器的多为引射式结构，一次空气供给不足，二次空气供给不均匀，火焰较长，烟气流速快，再炉内停留时间短，污染物生成量较多。
随着环境问题的日益突出，国内外相关气体燃料燃烧器具标准的制定，以及政府环保部门对氮氧化物控制措施的实施，越来越多的低氮燃烧技术也应用到燃烧技术领域。目前市场上的低氮燃烧器采用的降氮手段包括烟气再循环技术、全预混燃烧技术，烟气再循环技术主要应用在较大型燃气锅炉上，而小型燃气加热炉主要采用全预混燃烧技术。全预混燃烧是指在燃烧器的火孔前将燃气和所需全部空气充分混合，然后在火孔之后进行迅速且完全的燃烧。全预混燃烧的燃烧速度快，燃烧完全，且火焰整体温度相对于部分预混燃烧内焰温度低，氮氧化物排放低。目前，国内外完全预混燃烧器多为平板式和圆筒型。其中，平板式燃烧器火孔介质多为金属纤维材料和多孔陶瓷板材料，在实际应用中，前者造价高，如有局部堵塞，长期在高温环境下使用可能被氧化和腐蚀而损坏，后者硬度低，容易碎裂，如果损坏都可能出现回火的风险，因此，两者的广泛应用受到了一定的局限。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种以天然气为燃料的、燃烧效率高、氮排放低的完全预混式低氮燃烧器用多孔陶瓷燃烧头，以解决现有以多孔陶瓷板作为火孔介质的平板式燃烧器所存在的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下。
一种低氮燃烧器用多孔陶瓷燃烧头，包括燃烧头壳体和内风筒；所述燃烧头壳体的顶部开口处设有火孔板，所述火孔板包括至少两块多孔介质陶瓷板，每块多孔介质陶瓷板内侧设置有带孔的内部防护板；所述内风筒插入所述燃烧头壳体内，所述内风筒的表面设置有多个通风口。
进一步的，所述燃烧头壳体1主要由前端板13、上板14、下板15和后端板16组合而成；所述内风筒2从所述前端板13上开设的通孔插入所述燃烧头壳体1内，且与所述前端板13密封连接；所述上板14上开设有至少两个开口，所述内部防护板4从所述上板14的内侧设置在所述开口处，所述多孔介质陶瓷板3从所述上板14的外侧设置在所述开口处；所述后端板16上设有一个或多个排污孔。
进一步的，所述上板14包括呈夹角的两个顶面，每个顶面上设有一个或多个开口，每个开口处的外侧设有一块或多块多孔介质陶瓷板3，每个开口处的内侧设有一块或多块内部防护板4。
进一步的，所述多孔介质陶瓷板3的边缘处设置有导火片8，所述导火片8上开设有圆形散热孔或条形散热孔。
进一步的，所述导火片8包括第一导火片81和第二导火片82，分别位于两个顶面的顶部。
进一步的，所述多孔介质陶瓷板3通过若干个压板固定在所述上板14上，且所述多孔介质陶瓷板3与所述上板14的连接处采用耐高温胶密封。
进一步的，所述内部防护板4上密列设置有圆孔和/或条形孔。
进一步的，所述内风筒2包括前端的出风筒10和后端的连接筒12，所述出风筒10位于所述燃烧头壳体1内部，所述连接筒12位于所述燃烧头壳体1外部，所述连接筒12的端部设置有安装法兰11，所述多个通风口17密排设置在所述出风筒10的表面。
进一步的，自内风筒2的前端至后端，所述多个通风口17的孔径逐渐增大。
进一步的，所述多个通风口17的开孔总面积与安装法兰11的进口面积相当。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明的燃烧头，结构紧凑，燃烧效率高，CO和NOx排放量低。
本发明的燃烧头，其火孔面所设的火孔板，包括两块或两块以上多孔介质陶瓷板，可以根据需要的热负荷，调整多孔介质陶瓷板数量，减小单个多孔介质陶瓷板的面积，从可以有效降低火孔板由于温度升高引起的热应力变形而碎裂，另外，多孔介质陶瓷板的下面设置内部防护板，一起构成的双层结构可实现双重防回火保护功能，安全性能更加可靠。
本发明的燃烧头，内部设置了内风筒，可以实现变负荷条件下均匀分配气流，促使燃料预混均匀，利用本发明的燃烧器可以实现气体燃料完全预混的燃烧方式，燃烧工况稳定。
由上可见，本发明的燃烧头，燃烧效率高，CO和NOx排放量低；具有双重防回火保护功能，安全性能可靠；可以实现均匀分配气流，促使燃料预混均匀，燃烧工况稳定。本发明的燃烧头，不但可用于中小型工业加热系统，也可用于可以用于民用和商业用的供热及供生活热水系统。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例和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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例中一种低氮燃烧器用多孔陶瓷燃烧头的结构示意图；
图2是本发明实施例中一种燃烧头壳体的结构示意图；
图3是本发明实施例中一种内风筒的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面通过具体实施例，进行详细的说明。
请参考图1至图3，本发明的一个实施例，提供一种低氮燃烧器用多孔陶瓷燃烧头(以下简称燃烧头)。
该燃烧头包括燃烧头壳体1和内风筒2；所述燃烧头壳体1的顶部开口处设有火孔板，所述火孔板包括至少两块多孔介质陶瓷板3，每块多孔介质陶瓷板3内侧设置有内部防护板4；所述内风筒2插入所述燃烧头壳体1内，所述内风筒2的表面设置有多个通风口17。
其中，所述火孔板可根据需要的热负荷调整多孔介质陶瓷板3的数量，改变单个多孔介质陶瓷板的面积。多孔介质陶瓷板3和内部防护板4上均具有密布的通孔，允许气体燃料通过。可选的，所述内部防护板4上密列设置有圆孔和/或条形孔形式的通孔，具有防回火功能。可选的，条形孔宽度间隙在0.5-1.5mm之间，条形孔孔隙率在50％-60％之间，厚度在1-8mm之间；圆孔孔径在1-2mm之间，孔隙率在40％-60％之间；所述内部防护板4的厚度在3-10mm之间。
其中，所述燃烧头壳体1主要由前端板13、上板14、下板15和后端板16组合而成，内部具有中空内腔。所述前端板上开设有通孔，所述内风筒2从所述前端板13上开设的通孔插入所述燃烧头壳体1内，且与所述前端板13密封连接。所述上板14上开设有至少两个开口，形成火孔面；所述内部防护板4从所述上板14的内侧设置在所述开口处，所述多孔介质陶瓷板3从所述上板14的外侧设置在所述开口处；内部防护板4和多孔介质陶瓷板3一起构成双层的火孔板。所述后端板16上设有一个或多个排污孔，例如1-3个排污孔。
可选的，所述上板14包括呈夹角的两个顶面，每个顶面上设有一个或多个开口，每个开口处的外侧设有一块或多块多孔介质陶瓷板3，每个开口处的内侧设有一块或多块内部防护板4。
可选的，所述多孔介质陶瓷板3通过若干个压板固定在所述上板14上，压板上可设有安装孔，通过螺栓安装在上班14上。其中，所述压板可包括Z型压板5和几型压板7。几型压板7设在两个顶面之间，具有两个压脚分别用来固定两个顶面上所设的多孔介质陶瓷板3的上边缘。Z型压板5分散设置，分别用来固定多孔介质陶瓷板3的下边缘、左边缘和边缘。
可选的，所述多孔介质陶瓷板3与所述上板14的连接处采用耐高温胶密封，以防止混合燃气从边缘漏出燃烧并烧损周围燃烧头壳体的金属边框。所述的耐高温胶例如可以采用世林SL8081耐高温密封胶。
可选的，所述多孔介质陶瓷板3的边缘处设置有导火片8，所述的导火片用于扰流火焰起稳定燃烧的作用，其上开设有圆形散热孔或条形散热孔以及用于进行安装固定的固定孔。进一步的，所述导火片8包括第一导火片81和第二导火片82，分别位于两个顶面的顶部；其中一个顶面的顶部的两侧可以各设一个第一导火片81，另一个顶面的顶部的两侧可以各设一个第二到导火片82。可选的，所述导火片8可通过开设的固定孔安装在Z型压板5上。进一步的，导火片8和Z型压板5之间可以间隔以隔热垫片6。
可选的，所述内风筒2包括前端出风筒10和后端的连接筒12，所述出风筒10位于所述燃烧头壳体1内部，所述连接筒12位于所述燃烧头壳体1外部，所述多个通风口17密排设置在所述出风筒10的表面，所述连接筒12的端部设置有安装法兰11。其中，连接筒12与安装法兰11之间，以及连接筒12与燃烧头壳体1的前端板13之间，均可通过焊接方式连接。
可选的，自所述内风筒2的前端至后端，所述多个通风口17的孔径逐渐增大。
可选的，多个通风口17的开孔总面积与安装法兰11的进口面积相当。
如上，本发明公开了一种低氮燃烧器用多孔陶瓷燃烧头，主要包括燃烧头壳体1、内风筒2、多孔介质陶瓷板3、内部防护板4等组件，可进一步包括安装法兰11、压板、导火片8、隔热垫片6等组件。其中，除了隔热垫片6以外的其它组件，均可采用耐高温不锈钢制作。该燃烧头工作时，燃气和空气完全预混形成的气体燃料，可从安装法兰11一侧进入内风筒2，从内风筒2上的通风口17进入燃烧头壳体1内部，然后通过火孔板上的通孔溢出，进行燃烧。其中，火孔板包括内部防护板4和多孔介质陶瓷板3两层，可实现双重防回火保护。所述的导火片8上设置有圆孔或条形散热孔，用于扰流火焰起稳定燃烧的作用。内风筒2可根据燃烧头的长度匹配内风筒需要的长度，内风筒2上设置密排通风口，孔径由内到外逐渐变大，开孔总面积与安装法兰进口接近，可以实现变负荷条件下均匀分配气流，促使燃料与空气预混均匀。
综上，本发明实施例公开的燃烧头，通过采用如上所述的技术方案，取得了如下技术效果。
本发明的燃烧头，结构紧凑，燃烧效率高，CO和NOx排放量低。
本发明的燃烧头，其火孔面所设的火孔板，包括两块或两块以上多孔介质陶瓷板，可以根据需要的热负荷，调整多孔介质陶瓷板数量，减小单个多孔介质陶瓷板的面积，从可以有效降低火孔板由于温度升高引起的热应力变形而碎裂，另外，多孔介质陶瓷板的下面设置内部防护板，一起构成的双层结构可实现双重防回火保护功能，安全性能更加可靠。
本发明的燃烧头，内部设置了内风筒，可以实现变负荷条件下均匀分配气流，促使燃料预混均匀，利用本发明的燃烧器可以实现气体燃料完全预混的燃烧方式，燃烧工况稳定。
由上可见，本发明的燃烧头，燃烧效率高，CO和NOx排放量低；具有双重防回火保护功能，安全性能可靠；可以实现均匀分配气流，促使燃料预混均匀，燃烧工况稳定。本发明的燃烧头，不但可用于中小型工业加热系统，也可用于可以用于民用和商业用的供热及供生活热水系统。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
上述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
