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一种可燃气化学能与太阳能互补的光热火炬塔结构

2021-04-25 08:28:19

一种可燃气化学能与太阳能互补的光热火炬塔结构

  技术领域

  本实用新型涉及油田及工厂可燃性废气洁净燃烧技术领域,具体涉及一种可燃气化学能与太阳能互补的光热火炬塔结构。

  背景技术

  我国是能源生产和消费的大国,节能减排、提高能源利用效率是我们面临的重要任务,同时我国环境治理还需严控。目前,不同领域产生的可燃性废气,如油田伴生气、工业废气等除部分采集利用外,有相当大一部分只能排空处理,对空气和周围环境会造成严重的污染。为解决这一问题,工厂大多采取燃烧可燃性废气的处理方式,但这种处理方式一方面存在燃烧不完全、燃烧效率低、冒黑烟、不安全、雨天易熄火等燃烧不稳定的问题,如果可燃气废气不能完全燃烧,就会形成有毒云,给工厂和周边带来安全和环境风险;另一方面可燃性废气直接燃烧浪费大量能源,燃烧产生的热能无法利用,并且燃烧产生的污染物也会直接排空,不符合我国节能减排、保护环境的国家政策。由于传统火炬塔燃烧的缺陷,容易产生火雨等现象,因此火炬塔周围地面半径90米内不能布置设施,只能安放在空旷地带,极大浪费了空间资源。

  目前,太阳能吸热器是利用光热的核心部件,它将太阳的辐射能转化为工质的热能,工质带走的热能可引入各种储热器中,例如熔盐、蒸汽、固体储热器等,还可以辅助化石燃料锅炉工作,可确保均匀、稳定的热源输入。目前塔式太阳能接收器分为间接照射和直接照射两种,间接太阳能接收器也称外露式太阳能接收器,其主要特点是接收器向载热工质的传热工程不发生在太阳照射面,工作时聚焦入射的太阳能先加热受热面,受热面升温后再通过壁面将热量向另一侧工质传递。管式吸热器就属于这一类型,多根管子呈圆环布置,形成一个圆筒体,通过塔体周围的聚光镜聚焦形成的光斑直接照射在圆筒体外壁,以辐射方式使得圆筒体壁温升高;而载热工质从竖直管内流过,通过导热和对流方式吸收管壁传递的热量,从而成为可利用的高温热源。这种吸热器可采用水、熔盐、空气等多种工质,流体温度一般在100~600℃之间,压力≤120atm。管式吸热器的优点是可以接受来自塔四周范围内聚光镜反射、聚焦的太阳光,但是,其吸热器热效率较低,存在较大的热损失,并且由于只接受太阳能的局限性,无法全天利用。

  传统火炬塔和塔式太阳能吸热器存在相同的使用环境,市场上急需一种同时兼具火炬塔与光能吸热器的光热火炬塔。

  发明内容

  为了解决上述现有技术存在的问题,本实用新型的目的在于提供一种可燃气化学能与太阳能互补的光热火炬塔结构,在传统火炬塔顶部布置光热锅炉,底部布置聚光镜,使光热锅炉外圈换热器外侧受聚光镜反射的太阳能换热,内侧受可燃气废气燃烧产生的热能换热,综合利用可燃气化学能和太阳能。这种新型光热火炬塔采用全预混或者部分预混燃烧,有效解决传统火炬塔燃烧不完全、冒黑烟等问题;光热锅炉本体一方面可有效利用可燃气化学能与太阳能,另一方面可解决传统火炬塔火雨、雨天易熄火等问题。

  为了实现上述实用新型目的,本实用新型采取的技术方案是:

  一种可燃气化学能与太阳能互补的光热火炬塔结构,包括塔3,塔3 顶部布置有光热锅炉,光热锅炉包括燃烧器1和换热器2,燃烧器1位于换热器2包绕构成的炉膛空间中心;

  所述燃烧器1由可燃气进气管道1-1、混合器1-2、燃烧器头部1-3、助力系统1-4、长明灯1-5和风机1-6六个部分构成,可燃气进气管道1-1 与燃烧器1底部的混合器1-2连接,可燃气自可燃气进气管道1-1输送至混合器1-2,在混合器1-2中与混合器1-2底部的直流风道1-6-2送出的强制鼓风的空气充分混合,形成部分预混或全预混的混合气,混合气进入燃烧器头部1-3空间,并从燃烧器头部1-3上开的多个火孔1-3-1向周向喷入炉膛空间燃烧,并在炉膛底部吹入的旋流二次风的助燃下完全燃烧;

  所述燃烧器头部1-3内部有突出的一根或多根导轨,形状与数量和混合器1-2整流段1-2-3的轨道1-2-4相对应;混合器1-2整流段1-2-3为圆环壁面,壁面外侧开有一个或多个嵌入型轨道1-2-4,形状与数量和燃烧器头部1-3内部的导轨相对应,燃烧器头部1-3通过一个或若干个导轨紧密嵌套在混合器1-2整流段1-2-3外围,使燃烧器头部1-3沿导轨在轴向自由移动,使得燃烧器头部1-3能够根据负荷大小自动调节炉膛区域火孔1-3-1 面积大小;

  根据可燃气压力变化,燃烧器头部1-3末端挡板受到的混合气压力随之变化,若处于高负荷下,燃烧器头部1-3末端挡板受到的压力较大,燃烧器头部1-3被推动深入炉膛,炉膛内火孔1-3-1面积变大,从而降低混合气在火孔1-3-1出口流速,有效防止火焰脱火;若处于低负荷下,燃烧器头部1-3末端挡板受到的压力较小,燃烧器头部1-3在重力或外力的作用下滑出炉膛,燃烧器头部1-3位于炉膛内火孔1-3-1面积变小,从而增加混合气在火孔1-3-1出口流速,有效防止火焰回火;

  燃烧器头部1-3外围布置有长明灯1-5,有效防止火焰熄火,长明灯的可燃气由可燃气进气管道1-1分支供气或者由专用燃气管道供气。

  所述助力系统1-4布置于炉膛外,与燃烧器头部1-3末端挡板受混合气冲击的一侧设置的压力传感器1-4-1和燃烧器头部1-3连接,该压力传感器1-4-1将压力信号传递给助力系统1-4和风机1-6,助力系统1-4通过压力信号与预设压力信号的差异来辅助调节燃烧器头部1-3沿导轨在轴向方向上的移动;

  所述换热器2由一圈或多圈换热管束构成;

  可燃气进气管道1-1、工质进口管道2-3-1和工质出口管道2-4-1设置在塔3内部,工质进口管道2-3-1和工质出口管道2-4-1分别与设置在换热器2的换热管束顶部的工质进口集箱2-3和工质出口集箱2-4连通;

  塔3底部周围布置有若干聚光镜4,聚光镜能够根据太阳位置自动调节角度使阳光反射至换热器2的外圈换热管束2-1-1上。

  所述助力系统1-4能够减小燃烧器头部1-3在轴向方向移动时受到的阻力,使变负荷调节更加灵敏,该助力系统1-4为电动助力系统或者电子液压助力系统或者机械液压助力系统。

  所述风机1-6根据压力传感器1-4-1传递的压力信号调整风机风量,使可燃气稳定、充分燃烧;

  风机1-6布置于换热器2外部,风机1-6将空气送入布置在炉膛底部的旋流风道1-6-1将二次风转变为旋流风送入炉膛助燃,使燃烧器1为扩散燃烧,或者将空气经过直流风道1-6-2送入混合器1-2,使燃烧器1转变为全预混燃烧;或者将空气同时送入旋流风道1-6-1和混合器1-2底部的直流风道1-6-2中,使燃烧器1为部分预混燃烧。

  若可燃性气体来源稳定,所述换热器2由三圈换热管束组成,分别为外圈换热管束2-1-1、中圈换热管束2-1-2和内圈换热管束2-1-3;

  工质进口集箱2-3和工质出口集箱2-4为独立的两个同心圆环集箱,设置在外圈换热管束2-1-1、中圈换热管束2-1-2和内圈换热管束2-1-3顶部,内层圆环集箱为工质出口集箱2-4,外层圆环集箱为工质进口集箱2-3;

  工质转弯集箱2-5为一个圆环集箱,进口是外圈换热管束2-1-1,出口是中圈换热管束2-1-2和内圈换热管束2-1-3,能使工质从外圈换热管束 2-1-1流入中圈换热管束2-1-2和内圈换热管束2-1-3;

  工质进口集箱2-3与工质出口集箱2-4之间留有空隙,烟气由此空隙流进烟囱2-2,并从烟囱2-2排出,工质出口集箱2-4内壁包绕着炉膛的上顶板2-6-1,上顶板2-6-1和下底板2-6-2均包覆有耐火材料;

  水循环系统由外圈换热管束2-1-1、中圈换热管束2-1-2、内圈换热管束2-1-3、工质进口集箱2-3、工质出口集箱2-4、工质转弯集箱2-5、工质进口管道2-3-1和工质出口管道2-4-1构成,炉膛内设置有上顶板2-6-1和下底板2-6-2,使产生的高温烟气只能够横向冲刷内圈换热管束2-1-3和中圈换热管束2-1-2,从中圈换热管束2-1-2的管间间隙流向外圈换热管束 2-1-1,外圈换热管束2-1-1相邻换热管管间没有间隙,构成一圈水冷壁面,烟气流到外圈换热管束2-1-1和中圈换热管束2-1-2之间的间隙时只能从工质进口集箱2-3与工质出口集箱2-4的间隙向上流动,通过烟囱2-2流出换热器2;

  冷工质从工质进口管道2-3-1进入工质进口集箱2-3,通过连接在工质进口集箱2-3和工质转弯集箱2-5之间的外圈换热管束2-1-1向下流动进入工质转弯集箱2-5,通过连接在工质出口集箱2-4和工质转弯集箱2-5之间的中圈换热管束2-1-2和内圈换热管束2-1-3向上流动进入工质出口集箱 2-4,由工质出口集箱2-4上布置的工质出口管道2-4-1流向热用户。

  所述外圈换热管束2-1-1的换热管为光管或者单面针翅管,中圈换热管束2-1-2的换热管为光管或者翅片管或者针翅管,内圈换热管束2-1-3的换热管为光管;所述外圈换热管束2-1-1为水冷壁,管外壁涂有耐高温选择性吸收涂层,管间密封没有间隙,管间直接焊接或者采用扁钢连接,外圈换热管束2-1-1外侧受聚光镜4折射的太阳光能辐射受热,外圈换热管束2-1-1内侧受烟气对流换热。

  所述单面针翅管一侧为光管,另一侧焊有一列或若干列针翅,针翅为顺列或者错列布置,两侧针翅向中间弯折,使各列针翅端面在同一平面,保证焊接水冷壁面时针翅之间互不挤压。

  若可燃性气体来源负荷波动较小,所述换热器2由两圈换热管束组成,分别为外圈换热管束2-1-1和内圈换热管束2-1-3;

  所述外圈换热管束2-1-1和内圈换热管束2-1-3为光管或者为单面针翅管,若为单面针翅管,外圈换热管束2-1-1的针翅朝内,内圈换热管束2-1-3 的针翅朝外;

  所述外圈换热管束2-1-1为水冷壁面,管间无缝隙;

  所述内圈换热管束2-1-3上部为水冷壁面,管间无缝隙,底部为一段缩颈管段,缩颈管段长度为全长的0~2/3之间,燃烧产生的烟气只能从内圈换热管束2-1-3的缩颈段的间隙流出炉膛,进入内圈换热管束2-1-3和外圈换热管束2-1-1的窄间隙通道内,在两层换热管束内向上流动,经过烟囱2-2排出光热火炬塔。

  若可燃性气体来源负荷波动较大,所述换热器2由单圈换热管束组成,只包括外圈换热管束2-1-1;

  所述外圈换热管束2-1-1为光管或者单面针翅管,若为单面针翅管,外圈换热管束2-1-1的针翅朝内;

  所述外圈换热管束2-1-1为水冷壁面,管间无缝隙;

  工质进口集箱2-3布置在外圈换热管束2-1-1底部,工质出口集箱2-4 布置在外圈换热管束2-1-1顶部,工质出口集箱2-4内侧不设置上顶板,可燃性气体经燃烧器头部1-3燃烧后直接通过烟囱2-2排出,保证可燃性气体负荷变动大时可安全运行。

  所述混合器1-2应用于可燃性气体负荷变动不大和变动较大的两种工况时应具有不同的结构;可燃性气体负荷变动不大时,混合器1-2一端与可燃气进气管道1-1连接,另一端封闭,周向开有若干个分气仓1-2-1,相邻分气仓1-2-1之间形成间隙,间隙两侧的分气仓1-2-1侧面开有可燃性气体流出的流通孔1-2-2,流通孔1-2-2外侧设置有扰流钝体,分气仓1-2-1 外围与直流风道1-6-2紧密贴合,使来流空气只能从相邻分气仓1-2-1之间的间隙流动,将来流空气分层为多层薄空气流能使混合更均匀;

  所述分气仓1-2-1横截面为梯形或矩形或三角形或者弧边梯形;

  所述流通孔1-2-2形状为锥形、三角形、半圆形、菱形、矩形、半球形或球形突起的三维孔,或者布置上游没有突起的和空气流向垂直的圆形、三角形、菱形、半圆形、椭圆形、梯形或矩形的平面出流孔,或者为上述三维孔和平面出流孔的组合;

  所述流通孔1-2-2顺列或错列布置,相邻间隙两侧的流通孔1-2-2相对或错位布置;

  所述混合器1-2应用于负荷变动较大的工况时,混合器1-2一端与可燃气进气管道1-1连接,混合器1-2风道直径大于可燃气进气管道1-1,混合器1-2外围设置有整流段1-2-3,内部设置有分气仓1-2-1,空气从整流段1-2-3内流到分气仓1-2-1内,分气仓1-2-1在与可燃气流动方向平行的侧面上开有流通孔1-2-2,空气由流通孔1-2-2喷出与可燃性气体混合;可燃性气体从分气仓1-2-1间隙流出,阻力小,同时具有优异的混合效果,能在可燃性气体负荷变动较大时仍稳定安全工作;

  所述分气仓1-2-1焊接在混合器1-2的风道内壁,其截面形状为矩形或者梯形或者三角形或弧边梯形,多个分气仓1-2-1从风道两侧平行相对布置或交错布置,将流通孔1-2-2深入可燃性气体流域,空气因此能与可燃性气体充分混合;

  所述流通孔1-2-2形状为锥形、三角形、半圆形、菱形、矩形、半球形或球形突起的三维孔,或者布置上游没有突起的和空气流向垂直的圆形、三角形、菱形、半圆形、椭圆形、梯形或矩形的平面出流孔,或者为上述三维孔和平面出流孔的组合;

  所述流通孔1-2-2顺列或错列布置,相邻间隙两侧的流通孔1-2-2相对或错位布置。

  所述塔3上部布置有遮雨挡板3-1,防止恶劣天气影响光热火炬塔正常工作,遮雨挡板3-1为锥形或者平板形或者圆弧形。

  所述燃烧器头部1-3内部的导轨与混合器1-2整流段1-2-3的轨道1-2-4 形状为矩形或者凹凸型或者燕尾槽型,导轨与轨道1-2-4之间留有间隙。

  所述可燃气为天然气、油田伴生气、工业可燃废气或者为氨气、粗煤气、氢气、一氧化碳、甲醇和酸性气体中的一种或多种,燃烧器1能够燃烧上述一种或多种可燃气。

  所述工质进口管道2-3-1和工质出口管道2-4-1中的工质为水或者熔盐或者导热油或者液态金属;所述光热火炬塔能够产生蒸汽工质或者液态热工质。

  本实用新型和现有技术相比,具有如下优点:

  1、本实用新型的一种可燃气化学能与太阳能互补的光热火炬塔结构综合利用可燃气化学能和太阳光能,可有效解决传统火炬塔燃烧不完全、燃烧效率低、冒黑烟、不安全、雨天易熄火等燃烧不稳定的问题,有效利用火炬塔周围空间,也可解决传统塔式太阳能吸热器无法全天产生热工质的局限问题。

  2、单面针翅管用于外圈管束换热器可充分利用太阳能和烟气热能,比光管具有更高的换热系数和换热面积,更适用于综合利用可燃气化学能与太阳能的光热火炬塔。

  3、外圈换热管束在光照充足时可同时接受太阳能和烟气热能,提高热效率,在光照不足或夜晚时,仍可以接受烟气热能,保证光热火炬塔全天可提供高温工质。

  4、本实用新型的自调节燃烧器可适应负荷大幅变动的使用场景,防止在低负荷时回火,或是在高负荷时脱火,燃烧效率高,燃烧完全。

  5、本实用新型的混合器根据具体的工况分为两种结构,分别适用于负荷稳定情况不同的两种工况,两种混合器可将空燃气充分混合。

  附图说明

  图1为本实用新型可燃气化学能与太阳能互补的光热火炬塔结构示意图。

  图2a为三圈换热管束与燃烧器组成的光热锅炉结构示意图,图2b为三圈换热器布置示意图。

  图3a为两圈换热管束与燃烧器组成的光热锅炉结构示意图,图3b为两圈换热器布置示意图,图3c为两圈换热器结构等轴视图。

  图4为本实用新型单圈换热管束与燃烧器组成的光热锅炉示意图。

  图5a为单面针翅管俯视图,图5b为单面针翅管侧视图,图5c为单面针翅管等轴视图,图5d为单面针翅管组合示意图。

  图6为本实用新型自调节燃烧器头部结构图示意图。

  图7为本实用新型混合器整流段结构示意图。

  图8a为燃烧器在低负荷时,燃烧器头部与混合器整流段配合示意图,图8b为燃烧器在高负荷时,燃烧器头部与混合器整流段配合示意图,图 8c为燃烧器头部与混合器整流段配合时横截面结构示意图。

  图9a为适用于稳定工况下的混合器结构等轴视图,图9b为适用于稳定工况下的混合器结构俯视图,图9c为适用于稳定工况下的混合器结构主视图,图9d为适用于稳定工况下的混合器混合示意图,图9e为适用于稳定工况下的混合器混合俯视示意图。

  图10a为适用于负荷变动大的工况下混合器混合结构示意图,图10b 为适用于负荷变动大的工况下混合器混合结构纵剖面等轴视图,图10c为适用于负荷变动大的工况下混合器混合结构横截面,图10d为适用于负荷变动大的工况下混合器结构纵剖面图。

  具体实施方式

  以下结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

  如图1所示,本实用新型一种可燃气化学能与太阳能互补的光热火炬塔结构,包括塔3,塔3顶部布置光热锅炉,包括有燃烧器1和换热器2,燃烧器1位于换热器2包绕构成的圆柱形炉膛空间中心;塔3上部布置有遮雨挡板3-1,可防止恶劣天气影响光热火炬塔正常工作,遮雨挡板3-1 可为伞形或者平板形或者圆弧形;塔3内部设置有可燃气进气管道1-1、工质进口管道2-3-1和工质出口管道2-4-1,可燃气进气管道1-1与燃烧器 1底部混合器1-2连接,工质进口管道2-3-1和工质出口管道2-4-1分别与工质进口集箱2-3和工质出口集箱2-4连通;塔3底部周围布置有若干聚光镜4,聚光镜可根据太阳位置自动调节角度使阳光反射至换热器2的外圈换热管束2-1上。

  如图2a和图2b所示,若可燃性气体来源稳定,换热器2包含三圈换热管束,分别为外圈换热管束2-1-1、中圈换热管束2-1-2和内圈换热管束 2-1-3。

  水循环系统由外圈换热管束2-1-1、中圈换热管束2-1-2、内圈换热管束2-1-3、工质进口集箱2-3、工质出口集箱2-4、工质转弯集箱2-5、工质进口管道2-3-1和工质出口管道2-4-1构成,炉膛内设置有上顶板2-6-1和下底板2-6-2,使产生的高温烟气只可横向冲刷内圈换热管束2-1-3和中圈换热管束2-1-2,从中圈换热管束2-1-2的管间间隙流向外圈换热管束2-1-1,外圈换热管束2-1-1相邻换热管管间没有间隙,构成一圈水冷壁面,烟气流到外圈换热管束2-1-1和中圈换热管束2-1-2之间的间隙时只可从工质进口集箱2-3与工质出口集箱2-4的间隙向上流动,通过烟囱2-2流出换热器 2。

  冷工质从工质进口管道2-3-1进入工质进口集箱2-3,通过连接在工质进口集箱2-3和工质转弯集箱2-5之间的外圈换热管束2-1向下流动进入工质转弯集箱2-5,通过连接在工质出口集箱2-4和工质转弯集箱2-5之间的中圈换热管束2-1-2和内圈换热管束2-1-3向上流动进入工质出口集箱2-4,由工质出口集箱2-4上布置的工质出口管道2-4-1流向热用户。

  工质进口集箱2-3和工质出口集箱2-4为独立的两个同心圆环集箱,设置在外圈换热管束2-1-1、中圈换热管束2-1-2和内圈换热管束2-1-3顶部,内层圆环集箱为工质出口集箱2-4,外层圆环集箱为工质进口集箱2-3;工质转弯集箱2-5为一个圆环集箱,进口是外圈换热管束2-1-1,出口是中圈换热管束2-1-2和内圈换热管束2-1-3,能使工质从外圈换热管束2-1-1 流入中圈换热管束2-1-2和内圈换热管束2-1-3;工质进口集箱2-3与工质出口集箱2-4之间留有空隙,烟气由此空隙流进烟囱2-2,并从烟囱2-2排出,工质出口集箱2-4内壁包绕着炉膛的上顶板2-6-1,上顶板2-6-1和下底板2-6-2均包覆有耐火材料。

  如图3a、图3b和图3c所示,若可燃性气体来源负荷波动较小,换热器2包含两圈换热管束,分别为外圈换热管束2-1-1和内圈换热管束2-1-3。外圈换热管束2-1-1和内圈换热管束2-1-3可为光管或者为单面针翅管,若为单面针翅管,外圈换热管束2-1-1的针翅朝内,内圈换热管束2-1-3的针翅朝外。外圈换热管束2-1-1为水冷壁面,管间无缝隙。内圈换热管束2-1-3 上部为水冷壁面,管间无缝隙,底部为一段缩颈管段,缩颈管段长度为全长的0~2/3之间,燃烧产生的烟气只可从内圈换热管束2-1-3的缩颈段的间隙流出炉膛,进入内圈换热管束2-1-3和外圈换热管束2-1-1的窄间隙通道内,在两层换热管束内向上流动,经过烟囱2-2排出光热火炬塔。工质流动与三管圈换热相同,不重复叙述。

  如图4所示,若可燃性气体来源负荷波动较大,换热器包含一圈管束,为外圈换热管束1-2-1。外圈换热管束2-1-1可为光管或者单面针翅管,若为单面针翅管,外圈换热管束2-1-1的针翅朝内;外圈换热管束2-1-1为水冷壁面,管间无缝隙;工质进口集箱2-3布置在外圈换热管束2-1-1底部,工质出口集箱2-4布置在外圈换热管束2-1-1顶部,工质出口集箱2-4内侧不设置上顶板,可燃性气体经燃烧器头部1-3燃烧后可直接通过烟囱2-2 排出,可保证可燃性气体负荷变动大时可安全运行。工质自工质进口集箱 2-3进入外圈换热管束1-2-1,向上流动后即进入工质出口集箱2-4,流向热用户。

  如图5a、图5b、图5c和图5d所示,单面针翅管一面为光管,另一侧焊有一列或若干列针翅,针翅为顺列或者错列布置,两侧针翅向中间弯折,使各列针翅端面在同一平面,保证焊接水冷壁面时针翅之间互不挤压。

  如图6所示,自调节燃烧器头部结构如图所示,燃烧器头部1-3在表面开有火孔1-3-1,在燃烧器头部1-3内部有突出的一根或多根导轨,形状与数量和混合器1-2的整流段1-2-3的轨道1-2-4相对应。

  如图7所示,混合器1-2的整流段1-2-3为圆环壁面,壁面外侧开有一个或多个嵌入型轨道1-2-4,形状与数量和燃烧器头部1-3内部的导轨相对应。

  如图8a、图8b和图8c所示,燃烧器头部1-3与混合器1-2的整流段 1-2-3嵌套构成燃烧器1的自调节功能,燃烧器头部1-3内的导轨与混合器 1-2整流段1-2-3外的轨道1-2-4紧密配合,可沿导轨方向自由移动。如图8a中所示,当来流气体流速低时,燃烧器头部1-3被推入炉膛的距离小,炉膛内火孔1-3-1面积小,燃烧不易回火;如图8b中所示,当来流气体流速较高时,燃烧器头部1-3被推入炉膛的距离大,炉膛内火孔1-3-1面积大,燃烧不易脱火。这种自调节结构适合于火炬塔负荷变化大的特点,可在负荷变动大的情况下仍保持稳定燃烧。由于燃烧器头部1-3与炉膛内需要保持密封,因此燃烧器头部1-3一定的摩擦阻力较大,光靠气体压力移动燃烧器头部1-3具有一定难度及滞后性,因此在燃烧器头部1-3须设置助力系统1-4。助力系统根据收到的布置在燃烧器头部1-3尾端的压力传感器发出的信号,可辅助调节燃烧器头部1-3深入炉膛内部的长度,助力系统1-4 可为电动助力系统或者电子液压助力系统或者机械液压助力系统。

  如图9a、图9b、图9c、图9d和图9e所示,混合器1-2应用于可燃性气体负荷变动不大和变动较大的两种工况时应具有不同的结构;可燃性气体负荷变动不大时,混合器1-2一端与可燃气进气管道1-1连接,另一端封闭,周向开有若干个分气仓1-2-1,相邻分气仓1-2-1之间形成间隙,间隙两侧的分气仓1-2-1侧面开有可燃性气体流出的流通孔1-2-2,流通孔1-2-2外侧设置有扰流钝体,分气仓1-2-1外围与直流风道1-6-2紧密贴合,使来流空气只可从相邻分气仓1-2-1之间的间隙流动,将来流空气分层为多层薄空气流可使混合更均匀。分气仓1-2-1横截面为梯形或矩形或三角形或者弧边梯形;流通孔1-2-2形状为锥形、三角形、半圆形、菱形、矩形、半球形或球形突起的三维孔,或者布置上游没有突起的和空气流向垂直的圆形、三角形、菱形、半圆形、椭圆形、梯形或矩形的平面出流孔,或者为上述三维孔和平面出流孔的组合,流通孔1-2-2可顺列或错列布置,相邻间隙两侧的流通孔1-2-2可相对或错位布置。

  如图10a、图10b、图10c和图10d所示,混合器1-2应用于负荷变动较大的工况时,混合器1-2一端与可燃气进气管道1-1连接,混合器1-2 风道直径大于可燃气进气管道1-1,混合器1-2外围设置有整流段1-2-3,内部设置有分气仓1-2-1,空气可从整流段1-2-3内流到分气仓1-2-1内,分气仓1-2-1在与可燃气流动方向平行的侧面上开有流通孔1-2-2,空气由流通孔1-2-2喷出与可燃性气体混合;可燃性气体从分气仓1-2-1间隙流出,阻力较小,同时具有优秀的混合效果,可在可燃性气体负荷变动较大时仍稳定安全工作。所述分气仓1-2-1焊接在混合器1-2的风道内壁,其截面形状可为矩形或者梯形或者三角形或弧边梯形,多个分气仓1-2-1从风道两侧平行布置,将流通孔1-2-2深入可燃性气体流域,空气因此可与可燃性气体充分混合。

《一种可燃气化学能与太阳能互补的光热火炬塔结构.doc》
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