一种具有气流约束套筒的稳燃型旋流燃烧器结构的制作方法

本技术涉及燃烧器，具体涉及一种具有气流约束套筒的稳燃型旋流燃烧器结构。

背景技术：

1、燃烧器的火焰稳定性与设备长期运行可靠性是衡量燃烧性能的核心指标，尤其在工业窑炉、锅炉等高温燃烧场景中，上述指标直接影响燃烧效率、污染物排放及设备使用寿命。现有燃烧器烧嘴结构中，为实现火焰稳定，常通过设置旋流叶片等结构形成回流区，利用高温烟气回流维持点火与燃烧连续性。然而，此类设计在实际应用中仍存在显著局限。

2、传统稳焰结构对气流扰动的适应性较差。当炉内气流波动、燃料供给压力波动、助燃风流量变化或燃料组分波动时，回流区易发生变形甚至破裂，导致火焰前沿不稳定，轻则出现局部熄火、燃烧不完全，增加co、nox等污染物排放，重则引发脱火、回火等安全隐患。这一缺陷的核心原因在于，现有回流区主要依赖单一旋流或钝体尾流形成，缺乏对气流的分级约束与能量补偿机制，一旦外部条件变化，回流区能量平衡被打破，难以自主恢复稳定。

3、此外，现有技术中稳焰与散热的矛盾难以调和。为增强稳焰效果，需通过结构设计强化高温烟气滞留，这必然导致稳焰部件长期处于高温环境（通常在1000℃以上）；而单纯依赖水冷或隔热层设计，虽能降低部件表面温度，但会削弱热辐射对火焰根部的能量反馈，反而不利于低负荷工况下的点火稳定。这种“稳焰需高温、耐用需降温”的矛盾，使得现有结构难以在宽负荷范围内兼顾稳定性与耐久性。

4、鉴于以上原因，有必要提出一种具有气流约束套筒的稳燃型旋流燃烧器结构来解决上述问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种具有气流约束套筒的稳燃型旋流燃烧器结构。

2、为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

3、一种具有气流约束套筒的稳燃型旋流燃烧器结构，包括

4、燃烧器壳体：其呈圆筒状两端开口管道，其一端为助燃风的进口端、另一端为混合料喷出并燃烧的出口端；

5、旋流器结构：其包括在出口端内设置的旋流叶片；

6、稳燃套筒结构：其呈圆筒状结构，并沿燃烧器的轴线连接在出口端上，其包括依次连接的燃烧段和出口段，所述燃烧段内径大于燃烧器壳体的外径，以提供火焰燃烧的膨胀空间，所述出口段的前半部分为收缩部，后半部分为平直部。

7、进一步的，所述稳燃套筒结构的壁面内设有水套结构，并且对应分为燃烧部水套和出口部水套。

8、进一步的，所述燃烧部水套、出口部水套分别包括在燃烧段、出口段两端设置的环形水套腔，两端环形水套腔之间通过循环水套筒连接，两端的环形水套腔上分别连接设有进水管、出水管。

9、进一步的，所述循环水套筒上设有分隔挡条，所述分隔挡条将循环水套筒内部分隔为多个相互分隔的过流腔室。

10、进一步的，还包括环形蜂窝状驻涡稳焰腔，其同轴设置在燃烧段内部，环形蜂窝状驻涡稳焰腔内径大于燃烧器壳体的外径，环形蜂窝状驻涡稳焰腔内设有蜂窝单元，所述环形蜂窝状驻涡稳焰腔内周向均匀分布有呈正六边形网格排列的若干蜂窝单元。

11、进一步的，各蜂窝单元形成独立的微型燃烧室，所述蜂窝单元内设有倾斜导流板，多个倾斜导流板绕蜂窝单元轴线呈中心对称分布，所述倾斜导流板与轴线呈夹角a设置，倾斜导流板对出口端喷出的高温气流导流，每个蜂窝单元内旋转气流形成驻涡区。

12、进一步的，所述蜂窝单元内沿轴向设置多级环形台阶，所述环形台阶的迎流面侧与蜂窝单元内壁垂直，背流面侧与内壁呈倾角b设置，所述环形台阶的径向高度与轴向宽度的配比为1:2-1:3。

13、进一步的，所述蜂窝单元的尾部设有双向回流孔，分别为内侧回流孔、外侧回流孔，所述内侧回流孔设置在靠近中心的侧壁上，穿过蜂窝单元侧壁设置朝向火焰根部的倾斜孔；

14、所述外侧回流孔设置在靠近水套一侧，其进口朝向水套侧倾斜设置。

15、进一步的，所述蜂窝单元采用sic陶瓷材质，并且单元之间的间隙填充凝胶隔热层。

16、本实用新型的优点和有益效果在于：

17、1、稳燃套筒的燃烧段为火焰提供了封闭且适配的膨胀空间，有效隔绝炉膛内的气流扰动，避免火焰被 “吹散” 或 “偏斜”；解决了传统燃烧器在低负荷时易 “脱火”“熄火”的问题。

18、2、蜂窝单元内的倾斜导流板引导气流形成稳定驻涡，配合多级环形台阶产生的微观涡流，在每个单元内构建独立的 “高温点火区”。即使主火焰短暂波动，驻涡内的高温仍能持续为火焰根部提供点火能量，如同 “内置火种库”，使火焰脉动幅度降低 60% 以上，对低热值燃料的稳定燃烧尤为关键。

19、3、稳燃套筒壁面内的水套结构（燃烧部水套 + 出口部水套）通过循环冷却水强制散热，结合分隔挡条实现水流均匀分布，使套筒壁温严格控制在 300℃以下，避免高温导致的材料蠕变、开裂或氧化腐蚀。与无冷却设计相比，套筒使用寿命从 6 个月延长至 2~3年，大幅降低设备更换频率和运维成本。

1.一种具有气流约束套筒的稳燃型旋流燃烧器结构，其特征在于，包括

2.根据权利要求1所述的一种具有气流约束套筒的稳燃型旋流燃烧器结构，其特征在于，所述稳燃套筒结构的壁面内设有水套结构，并且对应分为燃烧部水套和出口部水套。

3.根据权利要求2所述的一种具有气流约束套筒的稳燃型旋流燃烧器结构，其特征在于，所述燃烧部水套、出口部水套分别包括在燃烧段、出口段两端设置的环形水套腔，两端环形水套腔之间通过循环水套筒连接，两端的环形水套腔上分别连接设有进水管、出水管。

4.根据权利要求3所述的一种具有气流约束套筒的稳燃型旋流燃烧器结构，其特征在于，所述循环水套筒上设有分隔挡条，所述分隔挡条将循环水套筒内部分隔为多个相互分隔的过流腔室。

5.根据权利要求1所述的一种具有气流约束套筒的稳燃型旋流燃烧器结构，其特征在于，还包括环形蜂窝状驻涡稳焰腔，其同轴设置在燃烧段内部，环形蜂窝状驻涡稳焰腔内径大于燃烧器壳体的外径，环形蜂窝状驻涡稳焰腔内设有蜂窝单元。

6.根据权利要求5所述的一种具有气流约束套筒的稳燃型旋流燃烧器结构，其特征在于，各蜂窝单元形成独立的微型燃烧室，所述蜂窝单元内设有倾斜导流板，多个倾斜导流板绕蜂窝单元轴线呈中心对称分布，所述倾斜导流板与轴线呈夹角a设置，倾斜导流板对出口端喷出的高温气流导流，每个蜂窝单元内旋转气流形成驻涡区。

7.根据权利要求6所述的一种具有气流约束套筒的稳燃型旋流燃烧器结构，其特征在于，所述蜂窝单元内沿轴向设置多级环形台阶，所述环形台阶的迎流面侧与蜂窝单元内壁垂直，背流面侧与内壁呈倾角b设置，所述环形台阶的径向高度与轴向宽度的配比为1:2-1:3。

8.根据权利要求5所述的一种具有气流约束套筒的稳燃型旋流燃烧器结构，其特征在于，所述蜂窝单元的尾部设有双向回流孔，分别为内侧回流孔、外侧回流孔，所述内侧回流孔设置在靠近中心的侧壁上，穿过蜂窝单元侧壁设置朝向火焰根部的倾斜孔；