[發明專利]一種帶翼管的低濃度瓦斯脈動燃燒器

有效

• 申請號: 201910213526.0
• 申請日: 2019-03-20
• 公開（公告）號: CN109945187B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 趙培濤;袁隆基;楊世梁
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;貴州盤江煤層氣開發利用有限責任公司
• 主分類號: F23D14/28
• 分類號: F23D14/28;F23D14/46
• 代理公司: 無錫松禾知識產權代理事務所(普通合伙) 32316
• 代理人: 朱亮淞

本發明公開了一種帶翼管的低濃度瓦斯脈動燃燒器，包括長柱狀的瓦斯分流箱，所述瓦斯分流箱的一側設置有五個瓦斯燃燒器；所述瓦斯分流箱遠離若干所述瓦斯燃燒器的一側還設置有瓦斯脈動供給管，所述瓦斯脈動供給管與所述瓦斯分流箱相互垂直設置；所述瓦斯脈動供給管的出氣端連通于所述瓦斯分流箱內的分流腔的中部；本發明的結構簡單，增加翼管結構，有效增強了各個燃燒室中著火期間的火焰穩定性，拓寬了進入燃燒器內的燃氣流速上限，在該優化設計方案下可以獲得較優的速度場，流量均勻性，燃燒穩定性得到大大加強；與此同時在本方案中還增加了加濃的結構，解決了濃度過低無法連續燃燒的問題。

技術領域

本發明屬于瓦斯燃燒領域。

背景技術

眾所周知瓦斯的主要成分甲烷，是一種嚴重的溫室氣體，其溫室效應與CO₂相比，是它的24.6倍，對破壞大氣臭氧層的能力更是CO₂的7倍。因此每年礦井大量的低濃度瓦斯因無法利用而對空排放，不僅是對有限的不可再生的化石能源的嚴重浪費，同時還導致了溫室效應及環境污染加劇。瓦斯其燃燒熱值在35000～39000kJ/m³之間，在成為溫室氣體的同時還扮演著優質能源的角色，，堪比常規天然氣，可以作為能源化工過程的原料。

但是低濃度瓦斯顧名思義可供燃燒的成分極低，燃燒過程中所產生的熱量遠小于往環境中的散熱量，持續燃燒非常困難，因此不能采用常規的燃燒裝置來進行燃燒，因此對于處在該濃度的低濃度瓦斯必須采用特殊的燃燒方式及相應的燃燒器。

脈動燃燒作為一種特殊的燃燒方式，既非爆燃也非正常燃燒而是介于其中間。給予其一定條件的激勵，使其產生的聲學脈動與燃燒過程中產生的熱脈動達到一定的聲熱耦合，便可以產生周期性的脈動燃燒。燃燒過程中壓力、溫度以及熱釋放率等表征燃燒特性的狀態參數隨時間做周期性的變化，具有高燃燒效率、較大傳熱系數、較小污染排放量、可以自吸增壓的優點，利用脈動燃燒技術可以有效處理低濃度瓦斯的燃燒；

由于瓦斯源的濃度并非穩定值，從主管壓入燃燒室中的低濃度瓦斯可能存在甲烷濃度過低的問題，即使在燃燒室脈動供氣的情形下，燃燒室中也存在無法順利點燃，或是無法保持多個脈動周期燃燒的連續性。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種燃燒更加穩定的一種帶翼管的低濃度瓦斯脈動燃燒器。

技術方案：為實現上述目的，本發明的一種帶翼管的低濃度瓦斯脈動燃燒器，包括長柱狀的瓦斯分流箱，所述瓦斯分流箱的一側設置有五個瓦斯燃燒器；

所述瓦斯分流箱遠離若干所述瓦斯燃燒器的一側還設置有瓦斯脈動供給管，所述瓦斯脈動供給管與所述瓦斯分流箱相互垂直設置；所述瓦斯脈動供給管的出氣端連通于所述瓦斯分流箱內的分流腔的中部；

所述瓦斯脈動供給管的兩側還對稱旁通連接有左翼管和右翼管，所述左翼管和右翼管的出口分別連通所述瓦斯分流箱內的分流腔兩側；

五所述瓦斯燃燒器沿所述瓦斯分流箱的軸線等距陣列分布；各所述瓦斯燃燒器的軸線均與所述瓦斯分流箱的軸線垂直；所述瓦斯燃燒器為柱狀筒體結構，所述瓦斯燃燒器的內腔為柱狀燃燒室，各所述燃燒室的燃氣進氣端均通過至少五個均布的瓦斯導氣孔連通所述瓦斯分流箱內的分流腔；各所述燃燒室遠離所述瓦斯分流箱的一端為排煙端。

進一步的，所述瓦斯脈動供給管的管內設置有一段內徑變小的喉縮通道，所述喉縮通道的內徑為左翼管/右翼管內徑的一半；所述瓦斯脈動供給管與左翼管/右翼管的旁通連接處為分流部，所述喉縮通道位于所述分流部與所述瓦斯分流箱之間。

進一步的，五所述瓦斯燃燒器依次包括第一瓦斯燃燒器、第二瓦斯燃燒器、第三瓦斯燃燒器、第四瓦斯燃燒器、第五瓦斯燃燒器；所述左翼管的出口與所述分流腔的連通處位于所述第一瓦斯燃燒器與第二瓦斯燃燒器之間；所述右翼管的出口與所述分流腔的連通處位于所述第四瓦斯燃燒器和第五瓦斯燃燒器之間；所述瓦斯脈動供給管的出氣端與所述第三瓦斯燃燒器相互同軸心。