[0001] 本发明涉及燃烧器技术领域，具体是一种控可燃预混气回火爆炸装置。

[0002] 我国每年都会开采和生产大量可燃气体，主要有瓦斯气、石油伴生气、氨气、焦煤炉气和生物质气等。加大可燃气能源利用率，既可缓解能源紧张局面，又有利于改善生态环境，其中最经济、简便的利用方式就是燃烧发电。

[0003] 燃烧器常见于各种燃烧装备中，具有较好的燃烧效率。其中，安全性是燃烧器应用的首要原则，燃烧器如何更安全稳定的燃烧一直是燃烧器领域关注的重点。然而，可燃气存在爆炸极限，极限范围内的可燃气易发生燃烧爆炸。按照燃料与空气混合方式分为扩散燃烧和预混燃烧。扩散燃烧是燃料和氧化剂未预先混合的燃烧过程，不会出现回火现象，然而其燃烧效率低，不适合燃烧发电。预混燃烧是将燃料与空气在燃烧前混合均匀，其火焰稳定且反应充分，因此得到广泛应用。然而预混火焰存有回火爆炸风险，在流速波动较大情况下当燃烧速度小于可燃气流速时，发生回火，可能会出现重大的设备和人员安全事故。虽然管道可燃预混气燃烧无法避免产生回火，但是可以控制回火距离和范围，保证预混燃烧安全。

[0022] 为了便于本领域技术人员理解，下面对本发明的技术方案进行详细讲解。

[0023] 实施例1:如图1至图3所示的一种控可燃预混气回火爆炸装置，包括内置毛细管的法兰管1、干式阻火器2、水封阻火器3、热电偶4、可燃预混气输送管道5和循环液浴6。

[0024] 可燃预混气输送管道5依次连通水封阻火器3、干式阻火器2和内置毛细管11的法兰管1，法兰管1中还设置有流通循环浴液6的液浴管，所述液浴管与毛细管11相邻交错布置，从而形成类似于国际象棋的棋盘布局结构。并且毛细管11和液浴管与法兰管1两端齐平，毛细管11周围的液浴管通有循环液浴6，以降低可燃预混气温度，减少回火距离。所述毛细管11和液浴管相互配合放置在法兰管1中形成一个整体。

[0025] 所述水封阻火器3位于干式阻火器2之前，起到除灰清洁作用。

[0026] 所述热电偶放置法兰管1尾端，位于可燃预混气输送管道5中心点附近。

[0027] 进一步，所述循环液6浴采用水浴降温。水作为良好的降温介质，用于燃烧器进行快速冷却降温。而且循环水浴6获得的能量可以与余热锅炉9连接，减少能源浪费，提高能量利用效率。

[0028] 进一步，所述毛细管11采用不锈钢材质。不锈钢材质具有较好的导热性，有利于循环水浴6将可燃气温度降低，减少可燃气燃烧反应速度。同时不锈钢具有良好的耐腐蚀性，长时间运行管壁仍可以保持光滑，不会造成管内可燃气扰动。

[0029] 所述毛细管11管径小于可燃气7淬熄距离。

[0030] 需要说明的是，毛细管11直径太大，不管多长距离都起不到控制淬熄效果；毛细管11直径太小，进入燃烧室8管道流量减少，影响燃烧效率。所以，选择的毛细管11管径要小于能维持火焰传播的最小管径，从而控制淬熄距离，根据可燃气7种类，控制回火距离的毛细管11长度一般以不超过1m为宜。

[0031] 所述管道尾端设有热电偶4，监控管道可燃气7温度，综合成本和测温范围选择K型和N型热电偶4。

[0032] 水封阻火器3到法兰管1的可燃气7输送管道抗爆压力大于3.0MPa。可燃气7爆炸压力不超过1.0MPa，从而即使发生爆炸管道也具有足够的抗爆能力，保证管道的安全。

[0033] 下面结合具体的可燃气7和实验数据来说明：

[0034] 本发明法兰管1内置的毛细管11增大与管壁碰撞可能性，导致活化分子减少，其与可燃气7碰撞几率相应降低，同时循环水浴6加强了与管壁的热交换，通过降低可燃气7温度以及活化分子间的碰撞几率，在两者共同作用下使得燃烧反应速度下降，可燃气7温度降到着火温度以下，使得回火燃烧终止，导致回火距离减少。而且毛细管11周围的循环水浴6可以与余热锅炉9连接，提供热能，减少能量损失。即使回火火焰穿过毛细管11，位于毛细管11尾端的热电偶4可以监测到回火火焰，及时关闭气源，可以防止出现回火爆炸风险。

[0035] 本实施例适用于各种可燃预混气燃烧器，以瓦斯为例进行说明。包括以下步骤：采用瓦斯作为燃料，空气作为氧化剂，瓦斯浓度为8.09％。法兰管1直径为120mm，长度为300cm。直径8mm、长度110cm的不锈钢管均匀分布于法兰管1，数量127根。内置毛细管11的法兰管1尾端布有热电偶。气体流量计10测量可燃气流速。法兰管1前端进水，尾端排水，通过循环泵快速将流动水中的热量带走。法兰管1与燃烧室8连接。瓦斯燃烧的热量进入燃烧室
8。对不同工况下(瓦斯流速0～6.02m/s)燃烧进行实验研究，阀门开度从110％到完全关闭，热电偶4监测点的可燃气温度结果参照图3。图3由实验给出了不同瓦斯气流速下热电偶4温度监测结果。阀门开度从110％快速降低到0％时，测量可燃气7温度一直稳定在11～20℃之间，其中阀门开度从11％降到0％时，热电偶4测量的可燃气温度从11℃突然增加到20℃。虽然可燃气温度突增，但是温升有限。说明内置毛细管11的燃烧器，实现阀门开度从110％到
0％的控回火燃烧距离小于300cm，具有良好的控回火效果。

[0036] 实施例2，所述液浴管和毛细管各自环形阵列设置并交错布置，从而形成多个交错套设的同心圆结构，进而进一步降低管壁与可燃气温度，减小化学反应速度以及可燃气温度至着火温度以下，实现控制回火距离。

[0037] 实施例3，在实施例1或2的基础上，所述液浴管和毛细管均呈螺旋形或蛇形结构，从而能够延长液浴管和毛细管的整体结构长度，再进一步的提高降低管壁与可燃气温度、减小化学反应速度和控制可燃气温度至着火温度以下的效果，进而实现控制回火距离。

[0038] 本发明仅以上述的实施例进行说明，但是本发明各部件的结构、设置关系及其连接关系都可做相应的变换。