[發明專利]空燃混合器以及燃燒系統

在審

• 申請號: 201911279906.0
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN110906333A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 周文權;蔡駿;伊帥帥
• 申請（專利權）人: 西門子（中國）有限公司
• 主分類號: F23D14/62
• 分類號: F23D14/62;F23D14/60;F23C5/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種燃氣燃燒系統以及用于將空氣與燃氣預混的混合器。該混合器包括：一文丘里管(32)，其具有一空氣入口(321)、一燃氣入口(322)和一個混合氣體出口(323)，所述燃氣入口(322)設置于所述文丘里管的喉部(325)處；一調節部件(34)，其設置于所述文丘里管(32)中且位于所述喉部的下游，所述調節部件(34)能夠被驅動而朝向或背離所述喉部(325)而移動，從而改變所述文丘里管(32)內氣體的流通面積。

技術領域

本發明總體涉及燃氣燃燒領域，尤其涉及燃氣燃燒系統中對空氣與燃氣進行預混的混合器以及具有此種混合器的燃燒系統。

背景技術

燃氣燃燒分為擴散燃燒、部分預混燃燒(大氣式燃燒)和全預混燃燒。全預混燃燒(premixed combustion)指空氣與燃氣預先按照一定比例充分混合形成預混合氣，該預混合氣再在燃燒器中點火、燃燒的過程。預混燃燒一般發生在相對封閉體系中。預混燃燒因在燃燒前燃氣與空氣(氧氣)充分混合，其相對于擴散燃燒而言火焰傳播速度更快、燃燒溫度更高、延展性更好，在工業鍋爐方面廣泛應用。

典型的預混燃燒系統一般采用文丘里混合器來保證空氣與燃氣按照一定的比例充分混合，并利用風機將預混合氣送入燃燒器。燃氣與空氣的混合可以設置在風機入口處，稱作“前預混”。燃氣與空氣的混合也可置于風機出口處，稱作“后預混”。

目前市場上使用較多的是前預混系統。由于前預混燃燒系統是在風機入口處實現燃氣與空氣的混合，因而需要專用的EC(Electrical Commutation)風機，即具有直流無刷變頻電機的風機，其價格昂貴，并且規范要求EC風機功率只能做到最大2.8MW。

后預混燃燒系統，由于混合距離短，所以對于混合器有非常高的要求。目前市場上多見的是靜態的后預混混合器，其文丘里管結構是靜態固定的。這種靜態的后預混混合器在負荷小時則難以做到高調節比，原因是小負荷時由于流速較低，空氣和燃氣混合效果差，導致燃燒工況惡化，很大程度上限制了后預混系統在市場上的推廣和應用。現有一些廠家的后預混混合器，為了提高混合效果，大多采用增加旋流片或者增加流道阻力的方式，然而混合器內部機械結構依然為靜態結構，同樣無法適應小負荷的情況。因此有必要開發出適用于大功率后預混系統的混合器，拓寬全預混燃燒的應用范圍。

發明內容

有鑒于此，本發明的一個目的在于提供一種后預混燃燒系統的混合器，其能夠在小負荷情況，即流速低的情況下有效提高混合效果。本發明的另一個目的在于提供一種后預混燃燒系統的混合器及其燃燒系統，其能夠在小火流速較低情況下做到較高的調節比。本發明的又一個目的在于提供一種后預混燃燒系統的混合器及其燃燒系統，其能夠對燃氣壓力要求較低。本發明的再一個目的在于提供一種后預混燃燒系統的混合器及其燃燒系統，其不僅能夠實現氣體流量調節，還能夠使得流量調節裝置集成在混合器中，使得燃燒系統結構簡單。

在本發明的一個實施例中提出了一種混合器，其設置在燃氣燃燒系統中使得空氣與燃氣混合形成可燃的混合氣體，其特征在于，包括：一文丘里管，其具有一空氣入口、一燃氣入口和一個混合氣體出口，所述文丘里管具有一個中心軸線方向以及沿所述中心軸線方向置于所述空氣入口和所述混合氣體出口之間的喉部，所述燃氣入口設置于所述喉部處；一調節部件，其設置于所述文丘里管中且位于所述喉部的下游，所述調節部件能夠被驅動而沿所述中心軸線方向朝向或背離所述喉部而移動，從而改變所述文丘里管內氣體的流通面積。優選地，所述調節部件為一個錐形閥塞，其在朝向所述喉部一側的錐形外表面與所述文丘里管喉部處的內表面相配合。

優選地，混合器還包括一個用于驅動所述調節部件的驅動機構，該驅動機構包括：一個中心軸，其以能夠沿所述中心軸線方向往復移動的方式置于所述文丘里管中，所述調節部件套設并固定在所述中心軸上；一傳動組件，其一端連接到所述中心軸，另一端連接到一個執行器，所述傳動組件在所述執行器的驅動下促使所述中心軸移動。