燃气配气与互换性测试用燃烧器

摘要

一种燃气配气与互换性测试用燃烧器，由燃烧器头部、混合管、混合气引出管、混合气缓冲器、缩扩混合管、空气罐、燃气进气管、空气进气管、活动底板、燃烧器支座组成；燃烧器头部和混合管采用活动式连接；混合管与下面的混合气缓冲器连接，缓冲器上开孔连接有引出管，混合气缓冲器与下面的缩扩混合管连接，缩扩混合管下面连接有空气罐，空气罐下面采用活动的金属底板，上面分别安装有一组燃气进气管和两组空气进气管；燃烧器装置安放在活动支座上。本发明的优点是：1、关键部件为活动式设计，更换方便、安装灵活，实用性强、测试精度高，可以实现同一燃烧器上多种燃气的燃烧测试。2、燃气和空气的流量及压力可控可调，实现了对同一燃气的多种燃烧工况和燃烧效果进行测试和检验。

说明书

技术领域：

本发明属于燃气应用技术领域中使用的燃烧器，特别涉及一种通过控制进入燃烧器的燃气及空气的流量和压力，并根据实际不同应用热负荷，调整更换燃烧器头部规格，对不同燃气的燃烧工况和燃烧效果进行测试检验的燃气配气与互换性测试用燃烧器。

背景技术：

由于城市气源的多样性和复杂性，燃气供应与应用、燃气具生产调节、燃气燃烧测试等诸环节，需要用到替代燃气(即置换气)。为保证替代燃气具有原来基准燃气相同的燃烧特性、热工性能指标，须对多组分气体的配气过程或置换燃气(置换气)、基准燃气(某地区长期正常应用的燃气)的等效互换过程进行控制，对配制的置换气特性进行分析和检验，以便对燃气的配气或互换性效果进行测试和评价。

目前国内没有专门用于燃气配气检测和燃气互换性效果测试用的专用燃烧器，一般只是根据燃气配气技术，将得到的置换气在普通灶具上燃烧，观察其燃烧工况。由于普通灶具的燃气喷嘴尺寸固定，空气进风挡板结构简单，只能适用于燃烧某一燃气；同时普通燃烧器头部的燃烧火孔排列比较紧密，燃烧后火焰成为火焰团或火焰内、外焰相互影响，不能清晰直观的分析和判断燃气的燃烧效果。

因此生产企业或用气单位在配制置换气后，一般无法进行测试就直接应用于生产或供应，而对配气的质量不能获得预先评价。

发明内容：

本发明的目的就在于克服现有技术存在的不足和缺陷，提供一种燃气配气与互换性测试用燃烧器，该燃烧器通过控制进入燃烧器的燃气及空气的流量和压力，并根据不同应用热负荷，调整更换燃烧器头部规格，对不同燃气的燃烧工况和燃烧效果进行测试检验。

本发明的技术方案是：一种燃气配气与互换性测试用燃烧器，其特征在于：由燃烧器头部、混合管、混合气引出管、混合气缓冲器、缩扩混合管、空气罐、燃气进气管、空气进气管、活动底板、燃烧器支座组成；燃烧器头部和混合管采用活动式连接；混合管与下面的混合气缓冲器连接，缓冲器上开孔连接有引出管，混合气缓冲器与下面的缩扩混合管连接，缩扩混合管下面连接有空气罐，空气罐下面采用活动的金属底板，上面分别安装有一组燃气进气管和两组空气进气管；燃烧器装置安放在活动支座上。

上述燃烧器头部的外围表面及上表面钻孔，其孔径φ为1～10毫米，整个头部直径为20～100毫米，高度为20～80毫米，火孔数目为10～50个；分别对应燃气进气管不同喷嘴直径时的燃气热负荷。

上述混合管直径为20～50毫米，高度为20～80毫米。

上述缩扩混合管的小径为10～50毫米，大径为20～100毫米，总高度为50～300毫米。

上述空气罐的直径为40～200毫米，高度为40～200毫米。

上述燃气进气管的直径为8～20毫米，顶端的喷嘴直径为0.5～5.0毫米，喷嘴设计为活动可拆卸式，用螺纹连接，整个燃气喷管高度依空气罐高度而定，燃气管固定在底板的中心位置，喷嘴位于缩扩混合管下面的锥形喉管处，便于引射空气；底板外侧设置阀门和外螺纹管。

上述空气进气管的直径为8～20毫米，顶端的喷嘴直径为0.5～5.0毫米，喷嘴设计为活动可拆卸式，用螺纹连接，空气管采用对称式安装，位于燃气进气管的两侧，喷嘴顶部低于或位于空气罐的中间高度，底板外侧设置阀门和外螺纹管。

本发明的优点是：

1、填补国内在燃气配气和燃气互换性燃烧测试中，测试用燃烧器欠缺的空白。

2、关键部件为活动式设计，更换方便、安装灵活，实用性强、测试精度高，可以实现同一燃烧器上多种燃气的燃烧测试。

3、燃气和空气的流量及压力可控可调，实现了对同一燃气的多种燃烧工况和燃烧效果进行测试和检验。

附图说明：

图1是燃气配气与互换性测试用燃烧器装置示意图。

图中：1-燃烧器头部；2-混合管；3-混合气引出管；4-混合气缓冲器；5-缩扩混合管；6-空气罐；7-燃气进气管；8-空气进气管；9-活动金属底板；10-燃烧器支座。

具体实施方式：

图1为本发明提供的一种燃气配气与互换性测试用实施例的燃烧器装置示意图，通过控制进入装置的燃气和空气流量和压力，并根据不同应用热负荷，调整更换燃烧器头部规格，对燃气配气和互换性转换过程中不同燃气的燃烧工况和燃烧效果进行测试和检验。主要包括燃烧器头部1、混合管2、混合气引出管3、混合气缓冲器4、缩扩混合管5、空气罐6、燃气进气管7、空气进气管8、活动金属底板9、燃烧器支座10组成。

燃烧器头部采用活动式设计，与燃烧器头部下面的混合管连接；混合管与下面的混合气缓冲器连接，混合气缓冲器能够保持混合气压力稳定，缓冲器上开孔连接有引出管，用于对混合气取样或测量混合气的压力等参数；混合气缓冲器与下面的缩扩混合管连接，缩扩混合管形成了燃烧器的引射器，便于燃气引射更多的空气量；缩扩混合管下面连接有空气罐，空气罐内部充满空气，保持了进入缩扩混合管内的空气压力稳定；空气罐下面安装活动的金属底板，上面分别设置了1组燃气进气管和2组空气进气管，其中燃气进气管的喷嘴位于缩扩混合管的管口处；燃烧器装置整体安放在一个支座上。

所述的燃烧器头部的外围表面及上面钻孔，其孔径φ为1～10毫米，整个头部直径为20～100毫米，高度为20～80毫米，火孔数目为10～50个；分别对应燃气进气管不同喷嘴直径时的燃气热负荷。

所述的燃烧器头部下面的混合管直径为20～50毫米，高度为20～80毫米，为支撑连接燃烧器头部而设置。

所述的缩扩混合管的直径，其小径为10～50毫米，大径为20～100毫米，总高度为50～300毫米，它利用缩扩管喷射燃气自身的动能，按比例将一定量空气吸入，使两者混合均匀，并使其压力达到预定值。

所述的空气罐，其特征在于：空气罐的直径为40～200毫米，高度为40～200毫米，上部连接缩扩混合管，下面的活动底板上安装燃气进气管和空气进气管。

所述的燃气进气管，其直径为8～20毫米，顶端的喷嘴直径为0.5～3.0毫米，喷嘴设计为活动可拆卸式，用螺纹连接，整个燃气喷管高度随空气罐高度而定，燃气管固定在底板的中心位置，喷嘴位于缩扩混合管下面的锥形喉管处，便于引射空气；底板外侧设置阀门和外螺纹管，以便于连接管道燃气；阀门的开度可调，燃气的压力和流量可以调节。

所述的空气进气管，其直径为8～20毫米，顶端的喷嘴直径为0.5～3.0毫米，喷嘴设计为活动可拆卸式，用螺纹连接，空气管采用对称式安装，位于燃气进气管的两侧，喷嘴顶部低于或位于空气罐的中间高度，以便于补充空气量。底板外侧设置阀门和外螺纹管，以便于连接空气管道；阀门的开度可以控制，空气的压力和流量可以调节。

本发明的工作过程：

(1)首先应用基准燃气在燃烧器上进行燃烧测试，根据基准气的特性参数，选择合适尺寸的燃气进气管喷嘴，根据喷嘴达到的燃气热负荷，选择与之匹配的燃烧器头部火孔尺寸，开启燃气进气阀门，燃烧基准气，根据火焰形状，调节空气进气阀门大小，直至出现清晰明亮的蓝火焰，并且火焰的内、外焰清楚分明。保持燃烧工况稳定，观察5～10分钟，至火焰不再发生变化，燃烧情况最佳。

(2)关闭基准气的进气阀门，熄灭燃烧器的火焰。

(3)保持空气进气管阀门开度不变，空气流量和压力也维持不变，进行燃烧置换气的测试试验。

(4)按照上面的测试内容和测试步骤，进行置换气的相应试验。根据火焰情况，进行对比和分析。

由于燃气的一次空气量和燃气的华白数成反比，而置换气是采用与基准气华白数相等原则配制的。故而燃烧器的空气进气量保持不变，就使得燃烧置换气时进入燃烧器的一次空气量保持稳定，从而确保基准气和试验置换气能够在同一燃烧工况下进行测试试验。使试验可比性强，结论准确。

(5)在此情况下，通过调节空气与燃气的进气量，分别可以进行基准气和置换气等不同燃气的离焰、黄焰和回火等各项试验测试。根据测得的一次空气量和燃气热负荷，构建燃烧器燃烧特性曲线。

(6)同时，对应基准气和置换气的不同燃气燃烧，在燃烧器头部可以进行烟气的成分测试试验，测试两种燃气的燃烧产物中的CO、NOx等含量情况。

(7)根据上述不同燃气的燃烧现象和燃烧产物分析，可以对其他燃气与基准气的特性进行分析和研究，从而确定配气的试验气或者互换性研究时的置换气能否实现与基准气相同的燃烧特性；完成对城市燃气高精度配气和燃气互换效果的测试检验。