CN101476726B - 一种高温低氧燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高温低氧燃烧器，其特征在于该燃烧器包括空气分配室、燃料管、引射通道、引射室、回流烟气通道和混合室；引射室与混合室轴向连通，回流烟气通道整体包围引射室与混合室，径向断面构成环形结构，并嵌入使用该燃烧器的炉墙中；空气分配室设计在炉墙之外，空气分配室开有进气口，并通过垂直于空气分配室的引射通道与所述引射室轴向连通，所述的燃料管由外向内轴向依次贯穿安放在空气分配室、引射室和混合室的中心线上；在空气分配室内段的燃料管外裹环状1号隔热材料，在引射室和混合室内段的燃料管外包2号隔热材料，在引射室和混合室与回流烟气通道之间安装3号隔热材料；所述回流烟气通道的外端与引射室径向连通。

Description

一种高温低氧燃烧器
技术领域
本发明涉及燃烧器技术，尤其涉及一种高效燃烧与低污染排放的燃烧器，特别之处是回流烟气无需外加高温烟气风机，而是通过引射方式把炉膛内的高温烟气抽吸回来与新空气混合后再由燃烧器送入炉膛，在炉膛内建立一种高温低氧的燃烧环境，从而构成高效燃烧与低污染排放的燃烧器。
背景技术
目前，空气与燃料在炉内燃烧由于氧浓度较高而生成较多NOx，较高的NOx排放导致严重的环境污染。高效燃烧和低NOx排放问题成为锅炉和工业炉燃烧面临的关键问题。降低燃烧区域的氧浓度虽然有利于降低NOx的排放，但往往也会影响燃烧效率。现有烟气再循环燃烧技术(如CN1844817A和CN1360192A等)由于部分烟气的循环利用，可使燃烧区域氧浓度降低，但是该技术需要投入烟气再循环风机，这就增加了费用和能耗，给工程应用带来经济负担；而且，烟气再循环风机送回的循环烟气取自排烟道，其温度比炉膛燃烧烟气温度低很多，将低温的循环烟气送入燃烧区域会降低该区域的温度，从而影响燃烧器的燃烧效率。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是，设计一种高温低氧燃烧器。该燃烧器通过创造一个高温低氧的燃烧环境，既不用增加再循环风机，又能实现烟气的再循环，也不降低燃烧效率，从而实现高效燃烧和低NOx排放。
本发明解决所述燃烧器技术问题的技术方案是：设计一种高温低氧燃烧器，其特征在于该燃烧器包括空气分配室、燃料管、引射通道、引射室、回流烟气通道和混合室；引射室与混合室轴向连通，回流烟气通道整体包围引射室与混合室，径向断面构成环形结构，并嵌入使用该燃烧器的炉墙中；空气分配室设计在炉墙之外，空气分配室开有进气口，并通过垂直于空气分配室的引射通道与所述引射室轴向连通，所述的燃料管由外向内轴向依次贯穿安放在空气分配室、引射室和混合室的中心线上；在空气分配室内段的燃料管外裹环状1号隔热材料，在引射室和混合室内段的燃料管外包2号隔热材料，在引射室和混合室与回流烟气通道之间安装3号隔热材料；所述回流烟气通道的外端与引射室径向连通。
与现有技术相比，本发明燃烧器具有如下优点：高效燃烧和低污染排放，节能减排；无需增加再循环风机，结构简单，成本低廉，有利于对现有燃烧器的改造，施工方便。
附图说明
图1为本发明高温低氧燃烧器一种实施例的整体结构示意图。
图2为本发明高温低氧燃烧器一种实施例的剖面(图中1的A-A剖面)结构示意图。
图3为本发明高温低氧燃烧器一种管式引射方式(实施例图1的B-B剖面)的结构示意图。
图4为本发明高温低氧燃烧器另一种环型引射方式(实施例图1的B-B剖面)的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图详细叙述本发明。实施例是以本发明技术方案为前提进行的实施，给出了详细的实施方式和过程。但本发明权利要求的保护范围不限于下述的实施例。
本发明设计的高温低氧燃烧器(以下简称燃烧器，参见图1-4)，其特征在于该燃烧器包括空气分配室1、燃料管2、引射通道4、引射室5、回流烟气通道6和混合室8，引射室5与混合室8轴向连通，回流烟气通道6整体包围引射室5与混合室8，径向断面构成环形结构，并嵌入使用该燃烧器的炉墙11中；空气分配室1设计在炉墙11之外，空气分配室1开有进气口12，并通过垂直于空气分配室1的引射通道4与所述引射室5轴向连通，所述的燃料管2由外向内轴向依次贯穿安放在空气分配室1、引射室5和混合室8的中心线上；在空气分配室1内段的燃料管2外裹环状1号隔热材料3，在引射室5和混合室8内段的燃料管2外包2号隔热材料9，2号隔热材料9的轴向外廓形状依据引射室5和混合室8的轴向形状要求设计，在引射室5和混合室8与回流烟气通道6之间安装3号隔热材料10，3号隔热材料10的轴向整体形状依据引射室5、混合室8和回流烟气通道6的轴向形状要求设计；所述回流烟气通道6的外端与引射室5径向连通(参见图1)。
本发明燃烧器所述1号隔热材料、2号隔热材料和3号隔热材料分别依据其包裹管道内流动空气的温度和燃料特性确定，具体说所述的1号隔热材料3依据通过所述进气口12的新空气13的温度及燃料特性选择确定；所述的2号隔热材料9依据回流烟气7与通过进气口12的新空气13的混合温度以及燃料特性选择确定；所述的3号隔热材料10的选择依据是回流烟气7的温度和回流烟气7与通过进气口12的新空气13的混合温度。所述1号隔热材料、2号隔热材料和3号隔热材料可以选择同一种材料，也可以选择不同的材料；所述隔热材料选择标准低于要求的，不能满足工艺需要；而隔热材料选择标准高于要求的，将提高成本，也是一种资源浪费。所述隔热材料选择本身为现有技术。
本发明燃烧器所述的引射通道4的大小根据射流需要设定。所述引射通道4的具体结构可以设计为构成环形引射方式的环形引射通道15(参见图4)；也可以设计为环形均布引射管构成管式引射方式的管式引射通道14(参见图3)。构成管式引射通道14的引射管的直径和数量也根据射流需要设定。实施例采用了环形均布8个引射管的管式引射通道14。
本发明燃烧器的工作原理和过程是(参见图1)：新空气13从进气口12进入空气分配室1内，然后进入引射通道4中，引射通道4中的空气喷出后，在引射室5内形成负压，该负压使回流烟气7就经回流烟气通道6也进入引射室5内，回流烟气7与新空气13一起进入混合室8内，由于回流烟气7与新空气13的混合作用，从混合室8喷入炉膛的混合气体的氧浓度就大为降低，试验结果能降低10％以上，当混合气体与从燃料管2喷射的燃料混合燃烧时，污染物NOx的生成会因氧浓度的大幅降低而被抑制，同时混合气体的温度也会因引射作用抽吸回来高温回流烟气7而相应提高，提高幅度随新空气13的温度和引射回流烟气7数量和温度的变化而变化，这样，就会为进入燃烧器膛内的燃料燃烧创造了一个高温低氧的燃烧区域环境，促进了燃烧反应的有效进行，实现高温低氧燃烧，节约能源，达到高效燃烧和低污染排放的目标。
试验表明，与现有技术相比，本发明燃烧器的污染物NOx排放量可降低50％以上，而回流烟气的再利用，可使烟气中未燃尽组分继续参与燃烧，能进一步提高燃烧效率，另外加上烟道烟气预热空气的热回收利用，排烟温度为150～180℃，排烟损失小，能量利用率高，综合实现了节能降耗和环保。本发明燃烧器具有良好的通用性，可广泛用于各种燃油、燃气锅炉和工业炉中。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (3)

1.一种高温低氧燃烧器，其特征在于该燃烧器包括空气分配室、燃料管、引射通道、引射室、回流烟气通道和混合室；引射室与混合室轴向连通，回流烟气通道整体包围引射室与混合室，径向断面构成环形结构，并嵌入使用该燃烧器的炉墙中；空气分配室设计在炉墙之外，空气分配室开有进气口，并通过垂直于空气分配室的引射通道与所述引射室轴向连通，所述的燃料管由外向内轴向依次贯穿安放在空气分配室、引射室和混合室的中心线上；在空气分配室内段的燃料管外裹环状1号隔热材料，在引射室和混合室内段的燃料管外包2号隔热材料，在引射室和混合室与回流烟气通道之间安装3号隔热材料；所述回流烟气通道的外端与引射室径向连通。
2.根据权利要求1所述的高温低氧燃烧器，其特征在于所述的引射通道为构成环形引射方式的环形引射通道。
3.根据权利要求1所述的高温低氧燃烧器，其特征在于所述的引射通道为环形均布引射管构成管式引射方式的管式引射通道。
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