CN106524154A - 一种分级燃气低氮燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分级燃气低氮燃烧器，属于燃烧器领域。分级燃气低氮燃烧器包括分配器、导流盘、点火电极和燃烧筒体。分配器用于给所述燃气和空气提供流动路径，包括本体和多个燃料喷管，燃气在燃料喷管处分级喷出，其中，所述空气通过所述中空部与所述多个燃气喷管围成的空间形成直流风。导流盘位于所述空气流动路径的出口处，用于使空气形成旋转气流。点火电极位于所述分配器一侧，通过与其接近的燃料喷管提供燃料来点火。燃烧筒体用于为燃气及空气提供混合及燃烧场所。本发明的分级燃气低氮燃烧器内形成三层助燃空气和两层燃气，分层次布置，降低了火焰温度和烟气中氧的浓度，有效降低了氮氧化物的排放，满足现行环保要求。

Description

一种分级燃气低氮燃烧器

技术领域

本发明涉及燃烧器领域，特别是涉及一种分级燃气低氮燃烧器。

背景技术

氮氧化物作为大气污染的元凶之一，国家对氮氧化物的排放限制不断趋严，因此，我国已对锅炉大气污染物的排放制定了相关标准，对锅炉的低氮改造刻不容缓。

燃烧设备及燃烧器的类型是一个影响锅炉排放的NOx的因素之一。现有的一些低氮燃烧器，主要以燃烧分级、浓淡燃烧为基础，但燃料和空气分配不合理，经常造成燃烧不完全，燃烧不稳定，燃烧效率低，NOx排放不满足环保要求等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种分级燃气低氮燃烧器，能有效降低燃气燃烧时氮氧化物的生成。

本发明一个进一步的目的是要节约点火装置的空间。

特别地，本发明提供了一种分级燃气低氮燃烧器，包括：

分配器，用于给所述燃气和空气提供流动路径，所述分配器包括：

本体，为带有夹层的筒体，其外部为夹层、内部为中空部，所述夹层用于燃气聚集，所述夹层处形成有燃气进口，所述夹层的顶部形成有间隔布置的多个燃气分配腔体，所述中空部用于通过空气，

多个燃料喷管，所述多个燃料喷管和所述多个燃气分配腔体一一对应且对接连接，每一对应的燃气分配腔体与燃料喷管形成的对应的燃气流动路径，所述燃气在对应的燃气流动路径中流动并在对应的燃料喷管处分级喷出，

其中，所述空气从所述分配器的中空部及周围空间流动，所述空气通过所述中空部与所述多个燃气喷管围成的空间形成直流风；

导流盘，位于所述空气流动路径的出口处，用于使经过所述导流盘的空气形成均匀旋转气流；

点火电极，位于所述分配器一侧，通过与其接近的燃料喷管提供燃料，用于给所述燃气点火；

燃烧筒体，形成于所述分配器、所述导流盘及所述点火电极及外部，用于为燃气及空气提供混合及燃烧场所。

进一步地，每个燃料喷管具有相对的第一端部和第二端部，所述第一端部为开口端且与对应的燃气分配腔体对接，所述第二端部为封闭端，所述燃料喷管中靠近所述第二端部的管壁处设有径向贯通的第一通气孔和第二通气孔，所述第一通气孔和所述第二通气孔沿所述燃料喷管的管壁相对布置，所述第二通气孔相对靠近所述第二端部，所述第一通气孔用于喷出一级燃气，所述第二通气孔用于喷出二级燃气。

进一步地，每个燃料喷管的第一通气孔处对应设有一级喷口，所述一级喷口呈喇叭状并且凸出于所述燃料喷管的管壁。

进一步地，每个燃料喷管处的一级喷口的中心线与所述燃料喷管的中心线方向构成的角度为10-60度。

进一步地，每个燃料喷管的第二通气孔为长孔，每个燃料喷管的第二通气孔处还设有对应的喷口调节机构，通过调节所述喷口调节机构相对所述第二通气孔的位置，以调节燃气从所述第二通气孔喷出的流量。

进一步地，每一燃料喷管的第二端处设有轴向贯通的圆孔，每一燃料喷管对应的喷口调节机构包括：

盖状体，用于覆盖在对应的燃料喷管的第二端部处，其中，所述盖状体顶部设有轴向贯通的螺纹孔，所述螺纹孔与所述圆孔相对应；

二级喷口，径向贯通于所述盖状体的侧壁处，通过旋转所述盖状体使所述二级喷口相对所述第二通气孔的位置变化，以调节燃气从所述第二通气孔喷出的流量，和

紧固件，用于穿过所述螺纹孔和所述圆孔，以将所述喷口调节机构固定在所述燃料喷管处。

进一步地，每一燃料喷管的第二通气孔在其管壁圆周上形成的弧线与该圆周和该燃料喷管中心线的交点形成的角度为60度。

进一步地，与所述点火电极接近的燃料喷管在接近所述点火电极的管壁处设有点火孔，所述点火孔用于为所述点火电极提供燃气。

进一步地，所述导流盘包括：

外壳体，用于空气流通，所述外壳体为两端开口的中空柱体，包括进口端和出口端，所述空气由进口端进入后由出口端流出；

多个导流叶片，呈一定角度间隔排列在所述外壳体的内侧且中部形成空腔，用于使经过所述多个导流叶片的所述空气形成旋转气流；

内壳体，为中空柱体，其外侧在所述空腔处与所述多个导流叶片相连；

封闭板，设置于所述空腔处，所述封闭板连接于所述内壳体的内侧并与所述内壳体的内侧形成缝隙；和

支撑架，一端与所述外壳体固定，另一端用于和所述燃料喷管固定连接，用于将所述外壳体固定安装在所述燃料喷管处。

进一步地，所述导流盘还包括锥形圈，所述锥形圈设置在所述外壳体的出口端处，所述锥形圈的壁上开有多个通孔，所述锥形圈沿所述空气流动方向呈扩口状。

本发明的分级燃气低氮燃烧器，所述空气通过所述中空部与所述多个燃气喷管围成的空间、导流盘、二级喷口和所述导流盘之间的间隙形成三层助燃空气，依次分别为中心直流风、一次旋转气流和间隙风。所述一级喷口和二级喷口分别喷出两层燃气。所述三层助燃空气、两层燃气和卷吸的烟气分层次布置，从而降低了火焰温度和烟气中氧的浓度，有效降低了氮氧化物的排放，满足现行环保要求。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的分级燃气低氮燃烧器的正视图；

图2是根据本发明一个实施例的分级燃气低氮燃烧器的右视图；

图3是根据本发明一个实施例的分级燃气低氮燃烧器的立体结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例的分级燃气低氮燃烧器的燃气喷管带点火孔的结构示意图；

图5是根据本发明一个实施例的分级燃气低氮燃烧器的燃气喷管带一级喷口的的结构示意图；

图6是根据本发明一个实施例的分级燃气低氮燃烧器的喷口调节机构的结构示意图；

图7是根据本发明一个实施例的分级燃气低氮燃烧器的导流盘的主视图；

图8是根据本发明一个实施例的分级燃气低氮燃烧器的导流盘的右视图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的分级燃气低氮燃烧器的正视图。图2是根据本发明一个实施例的分级燃气低氮燃烧器的右视图。如图1所示，还可以参见图2，本实施例的分级燃气低氮燃烧器，其一般性地可以包括分配器10、导流盘20、点火电极30和燃烧筒体40。

所述分配器10用于给所述燃气和空气提供流动路径，包括本体11和多个燃料喷管12。所述本体11为带有夹层111的筒体，其外部为夹层111、内部为中空部112，所述夹层111用于燃气聚集，所述夹层111处形成有燃气进口113，所述夹层111的顶部形成有间隔布置的多个燃气分配腔体114，所述中空部112用于通过空气。

所述多个燃料喷管12和所述多个燃气分配腔体114一一对应且对接连接，每一对应的燃气分配腔体114与燃料喷管12形成对应的燃气流动路径，所述燃气在对应的燃气流动路径中流动并在对应的燃料喷管12处分级喷出，其中，所述空气从所述分配器10的中空部112及周围空间流动，所述空气通过所述中空部112与所述多个燃气喷管围成的空间形成直流风。所述导流盘20位于所述空气流动路径的出口处，用于使经过所述导流盘20的空气形成均匀旋转气流。所述点火电极30位于所述分配器10一侧，通过与其接近的燃料喷管12提供燃料，用于给所述燃气点火。所述燃烧筒体40形成于所述分配器10、所述导流盘20及所述点火电极30及外部，用于为燃气及空气提供混合及燃烧场所。

图3是根据本发明一个实施例的分级燃气低氮燃烧器的立体结构示意图。图4是根据本发明一个实施例的分级燃气低氮燃烧器的燃气喷管带点火孔的结构示意图。需要说明的是，图4中示出的燃气喷管带有点火孔31，即与所述点火电极30接近的燃料喷管，而其他燃气喷管不带有点火孔31。具体地，如图3所示，每个燃料喷管12具有相对的第一端部121和第二端部122(参见图4)，所述第一端部121为开口端且与对应的燃气分配腔体114对接，所述第二端部122为封闭端，所述燃料喷管12中靠近所述第二端部122的管壁处设有径向贯通的第一通气孔123和第二通气孔124，所述第一通气孔123和所述第二通气孔124沿所述燃料喷管12的管壁相对布置，所述第二通气孔124相对靠近所述第二端部122，所述第一通气孔123用于喷出一级燃气，所述第二通气孔124用于喷出二级燃气。

一方面，经风机从所述燃烧筒体40左侧(参见图1)吹入的所述空气，通过所述中空部112与所述多个燃气喷管围成的空间、导流盘20、二级喷口134和所述导流盘20之间的间隙形成三层助燃空气，依次分别为中心直流风、一次旋转气流和间隙风。所述一级喷口125和二级喷口134分别喷出两层燃气。所述三层助燃空气、两层燃气和卷吸的烟气分层次布置，从而降低了火焰温度和烟气中氧的浓度，有效降低了氮氧化物的排放，满足现行环保要求。

另一方面，从所述一级喷口125中均匀的喷出的燃气在所述燃烧器筒体内形成均匀稳定的燃气带，与所述中空部112输出的空气高效混合，使得燃烧效果更好。从一级喷口125不断喷出的燃气能防止脱火和灭火从而稳定燃烧火焰，并且所述一级喷口125的燃气是在富氧条件下燃烧，中心管道的空气为直接通入的冷空气，因此易于形成低温空心火焰，从而降低氮氧化物的生成。

图5是根据本发明一个实施例的分级燃气低氮燃烧器的燃气喷管带一级喷口的的结构示意图。图6是根据本发明一个实施例的分级燃气低氮燃烧器的喷口调节机构的结构示意图。如图5所示，优选地，每个燃料喷管12的第一通气孔123处对应设有一级喷口125，所述一级喷口125呈喇叭状并且凸出于所述燃料喷管12的管壁。每个燃料喷管12处的一级喷口125的中心线与所述燃料喷管12的中心线方向构成的角度为10-60度。由于所述一级喷口125呈喇叭形，使得燃气以最佳速度喷出，避免所述燃气产生涡流，从而降低氮氧化物的生成。每个燃料喷管12的第二通气孔124为长孔，每一燃料喷管12的第二通气孔124在其管壁圆周上形成的弧线与该圆周和该燃料喷管12中心线的交点形成的角度为60度。每一燃料喷管12的第二端处设有轴向贯通的圆孔126。

如图3所示，每个燃料喷管12的第二通气孔124处还设有对应的喷口调节机构13(参见图6)，通过调节所述喷口调节机构13相对所述第二通气孔124的位置，以调节燃气从所述第二通气孔124喷出的流量。每一燃料喷管12对应的喷口调节机构13包括盖状体131、二级喷口134和紧固件135。所述盖状体131用于覆盖在对应的燃料喷管12的第二端部122处，其中，所述盖状体131顶部设有轴向贯通的螺纹孔132，所述螺纹孔132与所述圆孔126相对应。所述二级喷口134径向贯通于所述盖状体131的侧壁处，通过旋转所述盖状体131使所述二级喷口134相对所述第二通气孔124的位置变化，以调节燃气从所述第二通气孔124喷出的流量。所述紧固件135，例如螺栓，用于穿过所述螺纹孔132和所述圆孔126，以将所述喷口调节机构13固定在所述燃料喷管12处。

如图4所示，与所述点火电极30接近的燃料喷管12在接近所述点火电极30的管壁处设有点火孔31，优选地所述点火孔31有两个(参见图4)所述点火孔31用于为所述点火电极30提供燃气。所述点火电极30在所述点火孔31处拉弧，实现点火的功能，这种点火结构体积小，结构紧凑，可以节约空间。

图7是根据本发明一个实施例的分级燃气低氮燃烧器的导流盘的主视图。图8是根据本发明一个实施例的分级燃气低氮燃烧器的导流盘的右视图。如图7所示，还可以参见图8，所述导流盘20包括外壳体21、多个导流叶片22和封闭板24。所述外壳体21用于空气流通，所述外壳体21为两端开口的中空柱体，包括进口端211和出口端212，所述空气由进口端211进入后由出口端212流出。所述多个导流叶片22呈一定角度间隔排列在所述外壳体21的内侧且中部形成空腔，用于使经过所述多个导流叶片22的所述空气形成旋转气流。所述内壳体23为中空柱体，其外侧在所述空腔处与所述多个导流叶片22相连。所述封闭板24，设置于所述空腔处，所述封闭板24连接于所述内壳体23的内侧并与所述内壳体23的内侧形成缝隙。所述支撑架25的一端与所述外壳体21固定，另一端用于和所述燃料喷管12固定连接，用于将所述外壳体21固定安装在所述燃料喷管12处。

通过在所述空气流动路径的出口处设置导流盘20，使得流经该导流盘20的空气形成旋转气流，所述旋转气流与所述二级喷口134喷出的多股燃气细流混合，强化了空气和燃气混合，缩短了烟气在高温区的停留时间，有利于降低燃烧火焰的温度，有效降低了燃烧时氮氧化物的产生。

优选地，所述导流盘20还包括锥形圈26,，所述锥形圈26设置在所述外壳体21的出口端212处，所述锥形圈26的壁上开有多个通孔，所述锥形圈26沿所述空气流动方向呈扩口状。从所述导流盘20流出的空气通过所述锥形圈26的多个通孔流出，形成细小的空气流从而起到稳燃的作用，使得所述燃烧器不脱火不灭火，强化燃烧。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种分级燃气低氮燃烧器，包括：

分配器，用于给所述燃气和空气提供流动路径，包括：

本体，为带有夹层的筒体，其外部为夹层、内部为中空部，所述夹层用于燃气聚集，所述夹层处形成有燃气进口，所述夹层的顶部形成有间隔布置的多个燃气分配腔体，

多个燃料喷管，所述多个燃料喷管和所述多个燃气分配腔体一一对应且对接连接，每一对应的燃气分配腔体与燃料喷管形成的对应的燃气流动路径，所述燃气在对应的燃气流动路径中流动并在对应的燃料喷管处分级喷出，

其中，所述空气从所述分配器的中空部及周围空间流动，所述空气通过所述中空部与所述多个燃气喷管围成的空间形成直流风；

导流盘，位于所述空气流动路径的出口处，用于使经过所述导流盘的空气形成均匀旋转气流；

点火电极，位于所述分配器一侧，通过与其接近的燃料喷管提供燃料，用于给所述燃气点火；

燃烧筒体，形成于所述分配器、所述导流盘及所述点火电极及外部，用于为燃气及空气提供混合及燃烧场所。

2.根据权利要求1所述的分级燃气低氮燃烧器，其特征在于，

每个燃料喷管具有相对的第一端部和第二端部，所述第一端部为开口端且与对应的燃气分配腔体对接，所述第二端部为封闭端，所述燃料喷管中靠近所述第二端部的管壁处设有径向贯通的第一通气孔和第二通气孔，所述第一通气孔和所述第二通气孔沿所述燃料喷管的管壁相对布置，所述第二通气孔相对靠近所述第二端部，所述第一通气孔用于喷出一级燃气，所述第二通气孔用于喷出二级燃气。

3.根据权利要求2所述的分级燃气低氮燃烧器，其特征在于，每个燃料喷管的第一通气孔处对应设有一级喷口，所述一级喷口呈喇叭状并且凸出于所述燃料喷管的管壁。

4.根据权利要求3所述的分级燃气低氮燃烧器，其特征在于，每个燃料喷管处的一级喷口的中心线与所述燃料喷管的中心线方向构成的角度为10-60度。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的分级燃气低氮燃烧器，其特征在于，

每个燃料喷管的第二通气孔为长孔，每个燃料喷管的第二通气孔处还设有对应的喷口调节机构，通过调节所述喷口调节机构相对所述第二通气孔的位置，以调节燃气从所述第二通气孔喷出的流量。

6.根据权利要求5所述的分级燃气低氮燃烧器，其特征在于，

每一燃料喷管的第二端处设有轴向贯通的圆孔，

每一燃料喷管对应的喷口调节机构包括：

盖状体，用于覆盖在对应的燃料喷管的第二端部处，其中，所述盖状体顶部设有轴向贯通的螺纹孔，所述螺纹孔与所述圆孔相对应；

二级喷口，径向贯通于所述盖状体的侧壁处，通过旋转所述盖状体使所述二级喷口相对所述第二通气孔的位置变化，以调节燃气从所述第二通气孔喷出的流量，和

紧固件，用于穿过所述螺纹孔和所述圆孔，以将所述喷口调节机构固定在所述燃料喷管处。

7.根据权利要求5或6中所述的分级燃气低氮燃烧器，其特征在于，

每一燃料喷管的第二通气孔在其管壁圆周上形成的弧线与该圆周和该燃料喷管中心线的交点形成的角度为60度。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的分级燃气低氮燃烧器，其特征在于，与所述点火电极接近的燃料喷管在接近所述点火电极的管壁处设有点火孔，所述点火孔用于为所述点火电极提供燃气。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的分级燃气低氮燃烧器，其特征在于，

所述导流盘包括：

外壳体，用于空气流通，所述外壳体为两端开口的中空柱体，包括进口端和出口端，所述空气由进口端进入后由出口端流出；

多个导流叶片，呈一定角度间隔排列在所述外壳体的内侧且中部形成空腔，用于使经过所述多个导流叶片的所述空气形成旋转气流；

内壳体，为中空柱体，其外侧在所述空腔处与所述多个导流叶片相连；

封闭板，设置于所述空腔处，所述封闭板连接于所述内壳体的内侧并与所述内壳体的内侧形成缝隙；和

支撑架，一端与所述外壳体固定，另一端用于和所述燃料喷管固定连接，用于将所述外壳体固定安装在所述燃料喷管处。

10.根据权利要求9所述的分级燃气低氮燃烧器，其特征在于，

所述导流盘还包括锥形圈，所述锥形圈设置在所述外壳体的出口端处，所述锥形圈的壁上开有多个通孔，所述锥形圈沿所述空气流动方向呈扩口状。