CN105546533A - 一种金属表面燃烧器及其燃气预混方法 - Google Patents

一种金属表面燃烧器及其燃气预混方法 Download PDF

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陈宝明
杨苏莉
徐志斌
岳小俊
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XINJIANG HAITIAN XIANGRUI ENVIRONMENTAL PROTECTION ENGINEERING CO., LTD.
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    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
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Abstract

一种金属表面燃烧器及其燃气预混方法，要解决的技术问题是使燃烧器能在较短的预混通道里将燃气与助燃空气混合均匀，属金属表面燃烧器燃烧技术领域。其特征在于金属喉口为一圆筒通道，外侧面与锅炉前墙相接，伸入炉膛部份为封端的微孔金属筒，另一端与空气管相接连成一体；燃气管的尾端端部依次置有多支燃气喷枪和多个旋流叶片；燃气分别经由燃气喷枪上的喷孔和燃气管上的燃气管孔均匀进入喉口；同时，助燃空气与所述燃气在喉口内对冲均匀混合，再由设置在燃气管端部旋流叶片的搅动下进一步促使均匀混合，混合距离缩短，有效避免了因燃气混合不均而产生火焰温度不均匀，从而降低了NOx排放。

Description

一种金属表面燃烧器及其燃气预混方法
技术领域
本发明涉及一种燃气预混低NOx燃烧器及其燃气预混方法，尤其涉及一种特别是适应火管锅炉等小炉膛使用的金属表面燃烧器，属燃烧器技术领域。
背景技术
进入2015年冬季，国内雾霾进入高发期，特别是北方供暖的各大城市如北京、天津、郑州、哈尔滨等等。近来，中国社科院发布调研报告，上述城市的雾霾主要来源是城市供暖，特别是燃煤供暖。然而，北京等地区造就实行了煤改气，为何仍然雾霾高发。究其原因，除了城市汽车尾气外，燃气锅炉的NOx排放也是雾霾的罪魁祸首。——这一点也逐渐被人们所认识，并且，北京市环保局将燃气锅炉NOx排放数值降低到30mg/Nm3。为满足这一要求，现在一般都采用低氮扩散燃烧式燃烧器加辅助燃烧技术。即先低氮扩散燃烧式燃烧器应用分级分段燃烧方式将排放降低到60-100mg/Nm3，再辅助燃烧技术通过烟气再循环（FGR）技术和超级乳化技术（往炉膛高温区域喷射乳化水或蒸汽）能进一步降低NOx到30mg/Nm3。但采用辅助燃烧技术后，或多或少增大了投资和使用成本，并且相对而言系统比较复杂，给使用者带来了不便。
近一两年来，金属表面燃烧器应运而生，具有NOx排放小于30-60mg/Nm3的优点，并且能适应各种锅炉炉型，特别是小型火管锅炉。它采用预混方式，即燃气和助燃空气在燃烧前已经在金属筒里预混，金属筒表面上有无数微米级的小孔，混合气通过这些小孔冒出燃烧，金属筒起到了阻止火焰回燃以及稳定火焰的作用。由于均匀预混燃烧，从而燃烧时能避免局部高温产生使得火焰均匀从而降低NOx排放。但是市售的该类燃烧器由于混合段短，故而很难在极短时间里混合均匀，混合不均匀则容易出现局部高温，导致NOx高排放。
发明内容
本发明的目的是：提供一种金属表面燃烧器及其燃气预混方法，使预混式金属燃烧器在较短的预混通道里能将燃气与助燃空气混合均匀。
为达到上述目的，采用的技术方案是：一种金属表面燃烧器，包括微孔金属筒，空气管、燃气管，金属喉口和旋流叶片，其特征在于：所述燃气管、空气管和金属喉口由里向外依次同轴设置；所述金属喉口为一圆筒通道，外侧面与锅炉前墙相接，伸入炉膛部份为封端的微孔金属筒，所述金属喉口的另一端与空气管相接连成一体；所述燃气管内腔为燃气通道，所述燃气管与所述空气管之间为空气通道，燃气管的尾端端部沿空气流动方向依次置有多支燃气喷枪和多个旋流叶片；所述燃气管的端部管壁侧面置有多个燃气管孔。
所述燃气喷枪径向均布于燃气管尾端端部四周，且所述燃气喷枪与所述燃气管相互垂直管道连接相通；所述燃气喷枪四周侧面置有多个燃气喷孔。
所述旋流叶片置于所述燃气管尾端端部四周侧面，环向均布固定连接；所述旋流叶片之间、以及所述旋流叶片与所述燃气喷枪之间的燃气管侧面置有多个燃气管孔。
所述一种金属表面燃烧器的燃气预混方法，其特征在于：燃气从燃气通道内向前流动，分别经由燃气喷枪上的喷孔和燃气管上的燃气管孔均匀流出进入喉口内；同时，助燃空气从空气通道向前流动进入喉口，与所述燃气在喉口内对冲均匀混合，再经过在燃气管端头的侧面环向均布设置的旋流叶片的旋流搅动下，更进一步促使均匀混合缩短混合距离，混合均匀的混合气通过微孔金属筒上的微孔流出，在微孔金属筒的外表面燃烧。
本发明的有益效果是：燃气从燃气管孔和燃气喷枪的喷孔以不同的位置喷出，即燃气在整个空气通道内喷射均匀的燃气，并与助燃空气对冲均匀混合，然后再在旋流叶片的搅动作用下并进一步混合，极大地缩短燃气与助燃空气均匀混合距离，使得燃气和空气的混合均匀性大大提高，有效避免了因混合不佳而产生火焰温度不均匀，从而降低了NOx排放。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为图1的A向结构示意图；
图3为图1中燃气管端部燃气混合系统立体结构示意图。
图中，1.燃气通道；2.空气通道；3.锅炉前墙；4.金属喉口;5.微孔金属筒;6.旋流叶片；7.燃气喷枪；71.喷枪喷孔；8.燃气管孔；9.燃气管；10.空气管。
具体实施方式
以下结合附图说明和实施例对本发明作进一步描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用与本发明相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
图1为本发明结构示意图。由图所示可见，一种金属表面燃烧器，包括微孔金属筒5，空气管10、燃气管9，金属喉口4和旋流叶片6，其特征在于：所述燃气管9、空气管10和金属喉口4由里向外依次同轴设置；所述金属喉口4为一圆筒通道，外侧面与锅炉前墙3相接，伸入炉膛部份为封端的微孔金属筒5，所述金属喉口4的另一端与空气管10相接连成一体；所述燃气管9内腔为燃气通道1，所述燃气管9与所述空气管10之间为空气通道2，燃气管9的尾端端部沿空气流动方向依次置有多支燃气喷枪7和多个旋流叶片6；所述燃气管9的端部管壁侧面置有多个燃气管孔8。
由图1～3可见，所述燃气喷枪7径向均布于燃气管9尾端端部四周，且所述燃气喷枪7与所述燃气管9相互垂直管道连接相通；所述燃气喷枪7四周侧面置有多个燃气喷孔71。
所述旋流叶片6置于所述燃气管9尾端端部四周侧面，环向均布固定连接；所述旋流叶片6之间、以及所述旋流叶片6与所述燃气喷枪71之间的燃气管9侧面置有多个燃气管孔8。
所述金属表面燃烧器及其燃气预混方法，燃气从燃气通道1内向前流动，分别经由燃气喷枪7上的喷孔71和燃气管9上的燃气管孔8均匀流出进入喉口4内；同时，空气从空气通道2向前流动与所述燃气在金属喉口4内混合，并且一起在燃气管9端头的侧面环向均布设置的旋流叶片6的旋流搅动下，更进一步促使混合均匀缩短混合距离，混合均匀的混合气通过微孔金属筒5上的微孔流出，在微孔金属筒5的外表面燃烧。本发明金属表面燃烧器及及其燃气预混方法，特别适合火管锅炉等小炉膛使用。

Claims (4)

1.一种金属表面燃烧器，包括微孔金属筒，空气管、燃气管，喉口和旋流叶片，其特征在于：所述燃气管、空气管和金属喉口由里向外依次同轴设置，且所述金属喉口为一圆筒通道，外侧面与锅炉前墙相接，金属喉口伸入炉膛部份为封端的微孔金属筒，所述金属喉口的另一端与空气管相接连成一体；所述燃气管内腔为燃气通道，所述燃气管与所述空气管之间为空气通道，燃气管的尾端端部沿空气流动方向依次置有多支燃气喷枪和多个旋流叶片；所述燃气管的端部管壁侧面置有多个燃气管孔。
2.根据权利要求1所述一种金属表面燃烧器，其特征在于：所述燃气喷枪径向均布于燃气管尾端端部四周，且所述燃气喷枪与所述燃气管相互垂直管道连接相通；所述燃气喷枪四周侧面置有多个燃气喷孔。
3.根据权利要求1所述一种金属表面燃烧器，其特征在于：所述旋流叶片置于所述燃气管尾端端部四周侧面，环向均布固定连接；所述旋流叶片之间、以及所述旋流叶片与所述燃气喷枪之间的燃气管侧面置有多个燃气管孔。
4.权利要求1所述一种金属表面燃烧器的燃气预混方法，其特征在于：燃气从燃气通道内向前流动，分别经由燃气喷枪上的喷孔和燃气管上的燃气管孔均匀流出进入喉口内；同时，助燃空气从空气通道向前流动进入喉口，与所述燃气在喉口内对冲均匀混合，再经过在燃气管端头的侧面环向均布设置的旋流叶片的旋流搅动下，更进一步促使均匀混合缩短混合距离。
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