[發明專利]一種高溫高壓多孔介質燃燒器

在審

• 申請號: 201910164087.9
• 申請日: 2019-03-05
• 公開（公告）號: CN109869719A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 史俊瑞;呂金升;劉永啟;毛明明
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: F23D14/02
• 分類號: F23D14/02;F23D14/26;F23D14/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種高溫高壓多孔介質燃燒器，包括高壓燃氣進口、空氣進口、燃燒室、多孔介質、電子點火裝置和冷卻室等。燃燒器燃燒區域是錐形結構，在其內填充多孔介質，混合氣體在多孔介質內燃燒，產生高溫高壓氣體。燃燒器和冷卻室內側設置保溫層。在燃燒器外壁與冷卻室之間留有空腔，冷卻空氣從空腔的底部流進，從上側流出。在燃燒器出口設置泄壓閥、調壓閥和壓力表。通過此設置，可以為燃氣輪機等裝備提供高溫高壓的工質，能夠實現較高循環熱效率、減少熱損失、節約能源和減少污染物排放。

技術領域

本發明涉及一種燃燒器，特別涉及一種適用于高溫高壓的多孔介質燃燒器，屬于燃燒設備技術領域。

背景技術

我國經濟快速發展需要消耗大量的能源，同時要兼顧環境保護，走人類與自然協調發展的可持續發展道路。然而我國面臨著能源供需矛盾突出、環境污染日趨嚴重和生態遭到持續破壞等一系列問題。其中能源供給緊張可能會成為我國經濟發展的薄弱環節。因此，拓寬能源供給渠道的多樣化、挖掘和開發使用低品位或低熱值的能源、同時尋求有利于環境保護的高效潔凈燃燒技術，無疑會成為解決上述問題的有力支持。

預混氣體在多孔介質中的燃燒，具有適用范圍廣、可調功率范圍大、污染物排放低等優點，在世界范圍內正受到越來越廣泛的研究和關注，成為一個新興的研究熱點。多孔介質燃燒器得到了廣泛的應用,例如：民用加熱器與暖風機；與預混式工業燃燒器聯合應用的空氣加熱系統、蒸汽鍋爐和汽車加熱系統等；利用多孔介質的蓄熱作用，采用往復式的燃燒方式實現礦山廢氣、有害垃圾及各種廢棄物的處理等，具有熱負荷強度大，功率調節范圍廣、貧富可燃極限寬和污染物排放低等優點。

由此可見，多孔介質燃燒技術不僅可以替代常規的燃燒器，獲得更為優良的效果，還可以在常規燃燒裝置無法應用的場合使用，開辟了新的燃燒技術應用領域，在民用和工業應用中具有廣闊的應用前景和現實意義。但是，多孔介質燃燒器大多是在常壓下工作的，而針對燃氣輪機等應用高溫高壓煙氣作為工質的多孔介質燃燒器很少。因此，亟需一種利用高壓比實現較高循環熱效率、節約能源、減少污染物排放的高溫高壓多孔介質燃燒器，本發明就是在這種背景下提出的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高溫高壓的多孔介質燃燒器，該燃燒器通過在高壓的情況下使混合燃氣在多孔介質內部進行燃燒，使燃燒效率更高，節約能源、減少污染物排放，產生的高溫高壓氣體從燃燒器出口流出，為燃氣輪機等裝備提供工作所需的高溫高壓工質。

為實現上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種高溫高壓多孔介質燃燒器，包括高壓燃氣進口、空氣進口、燃燒室、多孔介質、電子點火裝置和冷卻室等。燃燒器的燃燒區域是錐形結構，在其內填充多孔介質。在所述的燃燒器和冷卻室內側設置保溫層。在燃燒器外壁與冷卻室之間留有空腔，冷卻空氣從空腔的底部流進，從上側流出。在燃燒器出口設置泄壓閥、調壓閥和壓力表。

所述的燃燒器入口為錐形結構，呈漸擴狀，其傾斜角度為20°。

所述的燃燒器出口為錐形結構，呈漸縮狀，其傾斜角度為20°。

所述的多孔介質，孔隙密度為30ppi，孔隙率為80-90%，其材質為氧化鋁泡沫陶瓷。

所述的燃燒器壁面采用耐高溫不銹鋼材料。

本發明的原理是：高壓燃氣（0.1MPa-20 MPa）和壓縮空氣進入漸擴狀的燃燒器內，流速降低，在多孔介質孔隙內進行穩定燃燒，冷卻空氣從燃燒器底部流進燃燒器空腔，對燃燒器外壁面進行冷卻。燃燒產生的高溫高壓煙氣從漸縮狀的燃燒器出口流出，通過調壓閥對壓力進行調節，達到所需壓力。當因操作不當或爆燃等因素導致工作壓力超過正常工作壓力的1.2倍時，通過泄壓閥泄壓，保護設備及操作人員安全。