[实用新型]配置阿基米德螺线加速装置的燃气脉冲冲击波吹灰器

说明书

技术领域

本实用新型涉热力设备，尤其是涉及电厂热力锅炉所使用的燃气脉冲冲击波吹灰器。 

背景技术

燃烧气脉冲技术的特点是基于称之为“爆燃(deflagration)”的燃烧技术。与可燃气体的常规燃烧方式不同，这是一种带有压力波的燃烧，压力波行进在燃烧波阵面之前，并且在毫秒或10豪秒量级的时间内完成整个燃烧过程，即，比通常的燃烧过程要快2～3个数量级。燃烧气脉冲除灰技术的原理是：利用可燃气体快速燃烧(爆燃)产生一定强度的压力脉冲波，反复作用于积灰表面上，从而将积灰或灰垢击落，但该技术用于锅炉时，其燃烧方式又必须对相应参数加以控制，以避免燃烧由“爆燃”向“爆轰”转变，一旦发生爆轰，将对锅炉本体设备造成相当大的危害。由于这种快速燃烧是一种非定常燃烧过程，这就要求在燃烧室结构设计、燃烧参数的确定、气体燃料的选择和运行安全及控制等方面要充分考虑“非定常”这一因素的影响。 

发明内容

本发明的目的在于设计一种燃烧气脉冲除灰装置，该装置可以最大限度地破坏火焰阵面，大幅度提高出口速度，从而大幅度地降低燃料消耗并提高除灰能力。 

为了实现本实用新型的目的，提出一种配置阿基米德螺线加速装置的燃气脉冲冲击波吹灰器，所述燃气脉冲冲击波吹灰器的燃气脉冲除灰喷头1的内腔2内布置数量不等的障碍物3，所述障碍物3的外形为阿基米德螺线形式。 

所述障碍物2由圆钢和钢板焊接而成，用圆钢和钢板焊接成阿基米德螺线形状，通过焊接方式固定在喷头1的内腔2内壁。 

本实用新型的效果： 

本实用新型的高性能快速燃烧装置，内部布置了“阿基米德螺线”障碍物，该障碍物最大限度地破坏了火焰阵面，大幅度提高了燃气出口速度，其最大速度可达光管时的8倍，从而大幅度地降低燃料消耗并提高除灰能力，同时确保锅炉设备的安全。具有构思新颖、参数合理、运行稳定、除灰效果好等特点。 

附图说明

图1是燃气脉冲除灰系统原理框图； 

图2是现有技术燃气脉冲除灰喷头的结构示意图； 

图3是本实用新型燃气脉冲除灰喷头的结构示意图； 

图4显示四种不同燃料的管内最大压力随阻塞比的变化。 

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例和附图，对本发明进一步详细说明。 

燃烧气脉冲除灰技术的原理是：利用可燃气体快速燃烧(爆燃)产生一定强度的压力脉冲波，反复作用于积灰表面上，从而将积灰或灰垢击落， 

图1是燃气脉冲除灰系统原理框图，图2是现有技术燃气脉冲除灰喷头的结构示意图。由图可见，燃烧气脉冲除灰可概括为三个过程：①可燃预混气体在特殊设计的燃烧室中快速燃烧，产生所要求的峰值压力；②在此压力的驱动下，从输出管喷口1向积灰表面发射冲击波和高速气流；③高能、高加速度、脉冲式运行的燃气射流以及冲击波反复地作用在积灰表面，即使是较硬质的灰垢，也能使其“振松”并脱落。 

图1所示的锥形喷头1的结构，容易使燃烧由“爆燃”向“爆轰”转变，一旦发生爆轰，将对锅炉本体设备造成相当大的危害。 

本实用新型是基于阿基米德螺线在燃气脉冲冲击波吹灰器上的一种应用实例。对于阿基米德螺线的作用机理，提出说明如下： 

当量比定义为Ф＝实际燃料空气比/化学当量比；阻塞比定义为BR＝障碍物的阻塞面积/火焰传播管的横截面积。 

图4显示了四种不同燃料的管内最大压力随阻塞比的变化。图中BR＝0表示光管。可以看出，障碍物的存在对压力发展的影响是十分巨大的。在光管中， 在混合气当量比Ф＝0.58时，甲烷、水煤气、乙炔和氢气的最大压力分别为0.03MPa、0.1MPa、0.18MPa、0.25MPa，在管中布置障碍物后，即使是较小的阻塞面积，也能导致压力大幅度提升，如，在阻塞比BR＝0.212的条件下，上述四种气体混合物的压力依次上升到0.15MPa，0.32MPa，0.45MPa，0.57MPa，分别增大了5倍、3.2倍，2.5倍及2.28倍。 

1)湍流火焰在管道中的加速过程： 

导致火焰传播加速的主要因素有：(1)由于火焰传播区的气体比容的上升而导致的未燃气体的流动；(2)由于边界层和/或障碍物的存在而引起的流体微团的畸变和扰动；(3)火焰与流体微团的畸变和扰动的相互作用。 

2)管内最大速度随障碍物阻塞比的变化：