一种环保燃气锅炉用金属纤维燃烧器论文和设计-高士军

全文摘要

本实用新型公开了一种环保燃气锅炉用金属纤维燃烧器，包括金属纤维燃烧器本体和烟气风机；所述金属纤维燃烧器本体包括燃烧头、金属纤维燃烧盘、气体混合管道、燃气输入管道和氧气输入管道；所述烟气风机设于气体混合管道远离燃烧头的一侧，烟气风机包括风机罩壳、风门、可移动密封门和风机烟气入口。本实用新型采用金属纤维燃烧盘，同时充入足量的氧气，使燃气与氧气进行预混合，进一步使得燃气燃烧更充分，进而降低了氮氧化物NOx和一氧化碳的排放；由于对锅炉烟气进行了循环利用，进而降低了高温热量的浪费，缓解了对环境造成的污染问题。

设计方案

1.一种环保燃气锅炉用金属纤维燃烧器，其特征在于，包括金属纤维燃烧器本体和烟气风机；所述金属纤维燃烧器本体包括燃烧头、金属纤维燃烧盘、气体混合管道、燃气输入管道和氧气输入管道，所述燃烧头设于气体混合管道的一侧，且所述燃烧头与气体混合管道固定相连，所述金属纤维燃烧盘设于燃烧头的内部，且固定于燃烧头远离气体混合管道的一端，所述气体混合管道的内部设有气体混合内管，且气体混合内管贯穿气体混合管道并延伸至燃烧头的一端，所述金属纤维燃烧盘与气体混合内管固定相连，所述燃气输入管道和氧气输入管道分别设于气体混合管道底端的两侧，且燃气输入管道和氧气输入管道均与气体混合管道固定相连及连通；

所述烟气风机设于气体混合管道远离燃烧头的一侧，且所述烟气风机与气体混合管道固定相连，所述烟气风机包括风机罩壳、风门、可移动密封门和风机烟气入口，所述风机罩壳设于烟气风机的顶端，所述风机罩壳与烟气风机固定相连，所述风门设于烟气风机的下方，且所述风门与烟气风机铰接连接，所述可移动密封门设于烟气风机的底端，且所述可移动密封门与烟气风机滑动连接，所述风机烟气入口设于可移动密封门的内侧，且所述风机烟气入口与风门相连通。

2.根据权利要求1所述的一种环保燃气锅炉用金属纤维燃烧器，其特征在于，所述燃气输入管道上设有燃气蝶阀，所述燃气蝶阀与燃气输入管道固定相连，所述燃气输入管道设于气体混合管道的外部；所述氧气输入管道上设有氧气蝶阀，所述氧气蝶阀与氧气输入管道固定相连，所述氧气输入管道设于气体混合管道的外部。

3.根据权利要求1所述的一种环保燃气锅炉用金属纤维燃烧器，其特征在于，所述气体混合管道的内部还设有两个第一滑杆，两个所述第一滑杆均滑动设于气体混合管道的顶端两侧，且贯穿气体混合管道并延伸至燃烧头的内部与气体混合内管相固定。

4.根据权利要求1或3所述的一种环保燃气锅炉用金属纤维燃烧器，其特征在于，所述气体混合管道的底端设有烟气压力测试点。

5.根据权利要求4所述的一种环保燃气锅炉用金属纤维燃烧器，其特征在于，所述气体混合管道远离烟气风机的一侧固定设有法兰盘，所述法兰盘套设与燃烧头的外侧，所述法兰盘远离气体混合管道的一侧设有石棉垫，所述石棉垫的直径大于燃烧头的直径且小于法兰盘的直径，所述石棉垫远离法兰盘的一侧设有锅炉板，所述法兰盘通过第四连接件与锅炉板固定相连。

6.根据权利要求1所述的一种环保燃气锅炉用金属纤维燃烧器，其特征在于，所述燃烧头还包括点火电极和火焰传感器，所述点火电极和火焰传感器均设于燃烧头内部且靠近金属纤维燃烧盘的一侧，所述火焰传感器与火焰传感器电缆连接器相连。

7.根据权利要求1所述的一种环保燃气锅炉用金属纤维燃烧器，其特征在于，所述燃烧头和气体混合管道通过第一连接件进行固定连接，所述第一连接件采用螺钉。

8.根据权利要求1所述的一种环保燃气锅炉用金属纤维燃烧器，其特征在于，所述烟气风机的一侧固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴固定连接有可变凸轮机构，所述可变凸轮机构的底端滑动连接有烟气风机的可移动密封门，所述可移动密封门靠近可变凸轮机构的一端固定连接有复位弹簧，所述复位弹簧远离可移动密封门的一端与烟气风机的支撑板相连，所述可变凸轮机构的顶端一侧设有铰链连接器，所述铰链连接器远离可变凸轮机构的一端连接有分度尺，所述分度尺固定安装于气体混合管道的底端，且分度尺位于氧气蝶阀的顶端。

9.根据权利要求3或8所述的一种环保燃气锅炉用金属纤维燃烧器，其特征在于，所述烟气风机还包括第二滑杆，所述第二滑杆设于烟气风机内部的一侧，且所述第二滑杆与第一滑杆卡接相连。

10.根据权利要求1所述的一种环保燃气锅炉用金属纤维燃烧器，其特征在于，所述气体混合管道的顶端设有燃气压力测试点，且燃气压力测试点内部贯穿设有第二连接件，所述第二连接件的底端与第一滑杆的顶端相接触。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及锅炉燃烧器技术领域，特别是一种环保燃气锅炉用金属纤维燃烧器。

背景技术

燃气作为清洁能源，在生产和生活中得到普遍应用，例如在燃气锅炉中，通过燃气燃烧器燃烧燃气产生热量，但是燃气锅炉在燃烧过程中同样产生氮的氧化物和一氧化碳，在燃烧过程中所产生的氮的氧化物主要为NO和NO2，通常把这两种氮的氧化物通称为氮氧化物NOx，在控制污染物排放方面仍有很大的改善空间。

另外，现有的锅炉会直接将高温烟气进行排放，不仅污染环境，同时对高温热量造成了浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，设计了一种环保燃气锅炉用金属纤维燃烧器，采用金属纤维燃烧盘，同时充入足量的氧气，使燃气与氧气进行预混合，进一步使得燃气燃烧更充分，进而降低了氮氧化物NOx和一氧化碳的排放；由于对锅炉烟气进行了循环利用，进而降低了高温热量的浪费，缓解了对环境造成的污染问题。

实现上述目的本实用新型的技术方案为，一种环保燃气锅炉用金属纤维燃烧器，包括金属纤维燃烧器本体和烟气风机；所述金属纤维燃烧器本体包括燃烧头、金属纤维燃烧盘、气体混合管道、燃气输入管道和氧气输入管道，所述燃烧头设于气体混合管道的一侧，且所述燃烧头与气体混合管道固定相连，所述金属纤维燃烧盘设于燃烧头的内部，且固定于燃烧头远离气体混合管道的一端，所述气体混合管道的内部设有气体混合内管，且气体混合内管贯穿气体混合管道并延伸至燃烧头的一端，所述金属纤维燃烧盘与气体混合内管固定相连，所述燃气输入管道和氧气输入管道分别设于气体混合管道底端的两侧，且燃气输入管道和氧气输入管道均与气体混合管道固定相连及连通；

进一步地，所述燃气输入管道上设有燃气蝶阀，所述燃气蝶阀与燃气输入管道固定相连，所述燃气输入管道设于气体混合管道的外部；所述氧气输入管道上设有氧气蝶阀，所述氧气蝶阀与氧气输入管道固定相连，所述氧气输入管道设于气体混合管道的外部。

进一步地，所述气体混合管道的内部还设有两个第一滑杆，两个所述第一滑杆均滑动设于气体混合管道的顶端两侧，且贯穿气体混合管道并延伸至燃烧头的内部与气体混合内管相固定。

进一步地，所述气体混合管道的底端设有烟气压力测试点。

进一步地，所述气体混合管道远离烟气风机的一侧固定设有法兰盘，所述法兰盘套设与燃烧头的外侧，所述法兰盘远离气体混合管道的一侧设有石棉垫，所述石棉垫的直径大于燃烧头的直径且小于法兰盘的直径，所述石棉垫远离法兰盘的一侧设有锅炉板，所述法兰盘通过第四连接件与锅炉板固定相连。

进一步地，所述燃烧头还包括点火电极和火焰传感器，所述点火电极和火焰传感器均设于燃烧头内部且靠近金属纤维燃烧盘的一侧，所述火焰传感器与火焰传感器电缆连接器相连。

进一步地，所述燃烧头和气体混合管道通过第一连接件进行固定连接，所述第一连接件采用螺钉。

进一步地，所述烟气风机的一侧固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴固定连接有可变凸轮机构，所述可变凸轮机构的底端滑动连接有烟气风机的可移动密封门，所述可移动密封门靠近可变凸轮机构的一端固定连接有复位弹簧，所述复位弹簧远离可移动密封门的一端与烟气风机的支撑板相连，所述可变凸轮机构的顶端一侧设有铰链连接器，所述铰链连接器远离可变凸轮机构的一端连接有分度尺，所述分度尺固定安装于气体混合管道的底端，且分度尺位于氧气蝶阀的顶端。

进一步地，所述烟气风机还包括第二滑杆，所述第二滑杆设于烟气风机内部的一侧，且所述第二滑杆与第一滑杆卡接相连。

进一步地，所述气体混合管道的顶端设有燃气压力测试点，且燃气压力测试点内部贯穿设有第二连接件，所述第二连接件的底端与第一滑杆的顶端相接。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和有益效果是，

1.本实用新型通过采用金属纤维燃烧盘对燃气进行燃烧，同时通过氧气输入管道充入足量的氧气，并且由于燃气输入管道和氧气输入管道均与气体混合管道固定相连及连通，使燃气与氧气在气体混合管道进行预混合，进一步使得燃气燃烧更充分，进而降低了氮氧化物NOx和一氧化碳的排放。

2.本实用新型通过设置烟气风机，可以将锅炉的烟气通过风机烟气入口导入，参与燃气的燃烧过程，完成了对锅炉烟气的循环利用，进而降低了高温热量的浪费，缓解了对环境造成的污染问题。

附图说明

图1是本实用新型所述一种环保燃气锅炉用金属纤维燃烧器的俯视图；

图2是本实用新型所述一种环保燃气锅炉用金属纤维燃烧器的主视图；

图3是本实用新型所述一种环保燃气锅炉用金属纤维燃烧器的后视图；

图4是本实用新型所述一种环保燃气锅炉用金属纤维燃烧器使用状态示意图。

图中，1燃烧头；2点火电极；3第一连接件；4气体混合管道；5伺服电机；6第二滑杆；7烟气风机；8火焰传感器电缆连接器；9燃气压力测试点；10风机罩壳；11开关；12控制盒；13火焰检查窗口；14最低空压开关；15第一滑杆；16第二连接件；17烟气压力测试点；18火焰传感器；19风门；20可移动密封门；21第三连接件；22氧气输入管道；23氧气蝶阀；24法兰盘；25金属纤维燃烧盘；26铰链连接器；27分度尺；28可变凸轮机构；29复位弹簧；30燃气输入管道；31燃气蝶阀；32石棉垫；33锅炉板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-4所示，一种环保燃气锅炉用金属纤维燃烧器，包括金属纤维燃烧器本体和烟气风机7；所述金属纤维燃烧器本体包括燃烧头1、金属纤维燃烧盘25、气体混合管道4、燃气输入管道30和氧气输入管道22，所述燃烧头1设于气体混合管道4的一侧，且所述燃烧头1与气体混合管道4固定相连，所述金属纤维燃烧盘25设于燃烧头1的内部，且固定于燃烧头1远离气体混合管道4的一端，所述气体混合管道4的内部设有气体混合内管，且气体混合内管贯穿气体混合管道4并延伸至燃烧头1的一端，所述金属纤维燃烧盘25与气体混合内管固定相连，所述燃气输入管道30和氧气输入管道22分别设于气体混合管道4底端的两侧，且燃气输入管道30和氧气输入管道22均与气体混合管道4固定相连及连通；通过采用金属纤维燃烧盘25对燃气进行充分燃烧，同时通过氧气输入管道22充入足量的氧气，并且由于燃气输入管道30和氧气输入管道22均与气体混合管道4固定相连及连通，使燃烧前的燃气与氧气在气体混合管道4进行人工充分预混合，进一步使得燃气燃烧更充分，进而降低了氮氧化物NOx和一氧化碳的排放，提高燃烧效率，降低污染；另外本实用新型结构简单，易于安装，结构紧凑，便于安装调试，初始投资成本低。

所述烟气风机7设于气体混合管道4远离燃烧头1的一侧，且烟气风机7通过第三连接件21与气体混合管道4固定相连，第三连接件21采用螺钉，所述烟气风机7包括风机罩壳10、风门19、可移动密封门20和风机烟气入口，所述风机罩壳10设于烟气风机7的顶端，所述风机罩壳10与烟气风机7通过螺钉固定相连，风机罩壳10采用隔热铝外壳，表面使用户外高温环保粉末，耐热绝缘；所述风门19设于烟气风机7的下方，且所述风门19与烟气风机7铰接连接，所述可移动密封门20设于烟气风机7的底端，且所述可移动密封门20与烟气风机7滑动连接，所述风机烟气入口设于可移动密封门20的内侧，且所述风机烟气入口与风门19相连通；风机烟气入口与烟气循环管道的出口相连通，通过设置烟气风机7，可以将锅炉的烟气通过风机烟气入口导入，参与燃气的燃烧过程，完成了对锅炉烟气的循环利用，进而降低了高温热量的浪费，缓解了对环境造成的污染问题；烟气风机7的一侧固定安装有伺服电机5，所述伺服电机5的输出轴固定连接有可变凸轮机构28，所述可变凸轮机构28的底端滑动连接有烟气风机7的可移动密封门20，所述可移动密封门20靠近可变凸轮机构28的一端固定连接有复位弹簧29，所述复位弹簧29远离可移动密封门28的一端与烟气风机7的支撑板相连，所述可变凸轮机构28的顶端一侧设有铰链连接器26，所述铰链连接器26远离可变凸轮机构28的一端连接有分度尺27，所述分度尺27固定安装于气体混合管道4的底端，且分度尺27位于氧气蝶阀23的顶端。

所述烟气风机7还包括开关11、控制盒12、最低空压开关14、火焰检查窗口13，通过火焰检查窗口13可以查看火焰的燃烧情况，最低空压开关14采用压差式空压开关，可以根据燃气压力测试点9和烟气压力测试点17测试的实际压力与预设压力进行比较，低于预设最低值时，则自动开启压差式空压开关关闭氧气蝶阀23和燃气蝶阀31，停止供气燃烧；控制盒12包括锁定指示灯和复位按钮，锁定指示灯用于显示稳定的燃烧状态；所述燃气输入管道30上设有燃气蝶阀31，燃气蝶阀31用于控制燃气的输入流量，所述燃气蝶阀31与燃气输入管道30固定相连，所述燃气输入管道30设于气体混合管道4的外部；所述氧气输入管道22上设有氧气蝶阀23，氧气蝶阀23用于控制氧气的输入流量，所述氧气蝶阀23与氧气输入管道22固定相连，所述氧气输入管道22设于气体混合管道4的外部。

气体混合管道4的内部还设有两个第一滑杆15，第一滑杆15用于固定气体混合内管，使气体混合内管更稳定，两个所述第一滑杆15均滑动设于气体混合管道4的顶端两侧，且贯穿气体混合管道4并延伸至燃烧头1的内部与气体混合内管相固定。所述气体混合管道4的底端设有烟气压力测试点17，烟气压力测试点17用于检测气体混合管道4内的烟气压力；气体混合管道4远离烟气风机7的一侧固定设有法兰盘24，所述法兰盘24套设与燃烧头1的外侧，所述法兰盘24远离气体混合管道4的一侧设有石棉垫32，所述石棉垫32的直径大于燃烧头1的直径且小于法兰盘24的直径，所述石棉垫32远离法兰盘24的一侧设有锅炉板33，所述法兰盘24通过第四连接件34与锅炉板33固定相连；所述烟气风机7还包括第二滑杆6，所述第二滑杆6设于烟气风机7内部的一侧，且所述第二滑杆6与第一滑杆15卡接相连，用于延长第一滑杆15的长度，便于将金属纤维燃烧器本体从烟气风机7上进行安装与拆卸。

所述燃烧头1还包括点火电极2和火焰传感器18，火焰传感器18采用离子探针传感器，所述点火电极2和火焰传感器18均设于燃烧头1内部且靠近金属纤维燃烧盘25的一侧，所述火焰传感器18与火焰传感器电缆连接器8相连；所述燃烧头1和气体混合管道4通过第一连接件3进行固定连接，所述第一连接件3采用螺钉，用于从气体混合管道4上对燃烧头1进行拆卸、安装调整，便于对燃烧头1进行检修；所述气体混合管道4的顶端设有燃气压力测试点9，且燃气压力测试点9内部贯穿设有第二连接件16，所述第二连接件16的底端与第一滑杆15的顶端相接触，第二连接件16用于固定连接气体混合管道4和烟气风机7。

工作原理：

金属纤维燃烧盘25属于预混气体表面燃烧，预先混合均匀的燃气氧气混合物流向燃烧头1，在透气性均匀的金属纤维织物表面层进行燃烧。燃烧以蓝焰方式进行，蓝焰方式是可燃混合物在织物上方燃烧，火焰承蓝色浮在表面上，热量以对流方式释放。由于金属纤维织物的均匀透气性和燃气与氧气的均匀预混，燃烧十分稳定和温度分布均匀，没有局部高温存在，因此抑制了氮氧化物NOx的生成。预混又有足够的氧气供给，故CO的排放也低。

金属纤维燃烧盘25由于是微焰形式燃烧，所以火焰很小，发热均匀，基本杜绝燃烧头1的极端高温，因此，氮氧化物NOx的排放非常低，是最环保的燃烧方式。

金属纤维燃烧盘25采用铁-铬-铝纤维作为燃烧表面基材，其使用的最高温度可达1300℃，由于其1000℃以上仍具有优良的抗氧化性能和热强度，不仅燃烧效率高，还具有耐热冲击、低压降、安全无回火、反应迅速、热惯性小、冷却快、经久耐用、害气体释放少等优势。与传统的大气燃烧式燃烧器比较，具有：燃烧均匀、热效率高、有害气体释放少、可减小锅炉体积等特点。

工作过程：

首先将燃气罐与燃气输入管道30相固定连接，将氧气罐与氧气输入管道22相固定连接，然后打开燃气蝶阀31和氧气蝶阀23，将燃气和氧气在气体混合管道4的气体混合内管中预混合，最终由气体混合内管一端固定的金属纤维燃烧盘25喷出，同时利用开关11上的金属纤维燃烧器开关来控制金属纤维燃烧器本体的开启，进而通过点火电极2对燃气和氧气的混合气体进行点燃，烟气通过与烟气循环管道的出口相连通的风机烟气入口进入烟气风机内部，进而进入气体混合管道4内，最终通过金属纤维燃烧盘25再次参与燃烧，完成了对锅炉烟气的循环利用，进而降低了高温热量的浪费，缓解了对环境造成的污染问题；当不需要进行燃烧工作时，可以开启伺服电机5，伺服电机5的输出轴转动带动可变凸轮机构28转动，可变凸轮机构28通过与可移动密封门20的一端相滑动接触，进而带动可移动密封门20向风机烟气入口移动，缩小直至关闭风机烟气入口，同时风门19将完全关闭以减低由于流动气流所造成的热损失，如图4所示。

设计图

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