CN106765106A - 一种低氮氧化物燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低氮氧化物燃烧器，包括风入口、燃气出口和空气出口。燃烧器设有2～7层燃气道和2～7层风道，各层风道与燃气道对应。各层燃气道分别设有燃气入口，各层风道共用风入口。燃气道和风道分别设有隔板，将每层燃气道分为4～120个燃气分流通道，每层风道分为2～60个风分流通道。燃气分流通道的出口处设有旋流片。每层风道的出口处设有分离板，将风道分为内环和外环，内环中每个风分流通道出口处设有旋流片。本发明通过多层燃气分流通道和风分流通道的结构，使燃烧器浓淡和分流燃烧，合理控制了燃烧器的燃烧速度和燃烧温度，有效减少了氮氧化物的生成，实现了低氮燃烧和环保减排的目标。

Description

一种低氮氧化物燃烧器

技术领域

本发明属于燃烧设备技术领域，涉及一中燃烧器，具体涉及一种低氮氧化物燃烧器。

背景技术

随着节能环保技术的发展，尤其是随着对大气环境污染深度治理，对氮氧化物对环境污染的认知水平在日益提高，对各类燃烧器的氮氧化物的排放要求日益严格，在这种情况下，燃气燃烧器的燃烧也从单纯的要求燃烧效率和燃烧速度提升到了在低氮环保下的燃烧效率和燃烧速度。现有燃烧器一般空气和燃气经过混合后送到燃烧室进行点火，而空气和燃气的混合经常会因为流向或者混合时间等原因导致混合不够充分，不仅浪费燃气，而且一般预混燃烧器的混合气体中空气和燃气的比例较难控制，在炉膛背压、烟囱阻力、抽力等外界因素也会对燃烧产生影响，从而导致燃烧不充分，增加氮氧化物的排放量。

CN 104654306A的发明专利申请公开“一种低氮氧化物燃烧器，包括壳体、一级燃料枪、二级燃料枪和助燃风传输通道，一级燃料枪沿所述壳体的轴向延伸并穿过壳体的内腔，其一端位于靠近壳体的轴向端部的位置。二级燃料枪沿壳体的轴向延伸，并位于一级燃料枪的周向外侧，一级燃料枪和二级燃料枪的燃料输出端位于同一个径向平面上，壳体内一级燃料枪和二级燃料枪之间的间隙构成助燃风传输通道”。该专利申请能够实现自身循环，分级燃烧，火焰稳定性好。但是专利的结构过于复杂，不利于推广应用，降低制造成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种低氮氧化物燃烧器，合理控制燃烧速度和燃烧温度，减少氮氧化物的生成，实现低氮燃烧和环保减排的目标，同时降低燃烧器的制造成本。

本发明的技术方案是：低氮氧化物燃烧器，包括风入口、燃气出口和空气出口，风入口与鼓风机连接。燃烧器设有2～7层燃气道和2～7层风道，各层风道与燃气道对应。各层燃气道分别设有燃气入口，各层燃气道的燃气入口分别通过燃气支管与燃料总管连接，各层风道共用风入口。燃气道和风道分别设有隔板，将每层燃气道分为4～120个燃气分流通道，每层风道分为2～60个风分流通道。

燃气分流通道的出口处设有旋流片。每层风道的出口处设有分离板，将风道分为内环和外环，内环中每个风分流通道出口处设有旋流片。燃烧器的燃烧受控制单元控制，燃烧器的烟气出口设有温度传感器、氧含量检测仪和氮氧化物检测仪，温度传感器为热电偶或热电阻。温度传感器、氧含量检测仪和氮氧化物检测仪分别与控制单元连接。燃气支管设有电磁调节阀，鼓风机与变频电机连接，控制单元与电磁调节阀和变频电机氧含量检测仪通信连接。控制单元设有上位机、PLC控制器、变频模块和通信线路。

本发明低氮氧化物燃烧器通过多层燃气分流通道和风分流通道的结构，使燃烧器浓淡燃烧和分流燃烧，合理控制了燃烧器的燃烧速度和燃烧温度，有效减少了氮氧化物的生成，达到了低氮燃烧和环保减排的目标。与现有技术相比，本发明的有益效果为：⑴空气和燃气分层间隔分布，环内空气沿圆周分散且旋流分布，空气和燃气的旋流角度不同进一步扩散分布同时环内燃气也沿圆周分散且旋流分布。⑵降低燃气和空气的组合流的集中程度，达到降低燃烧区域中心温度的目的，抑制氮氧化物的生成。⑶通过测定燃烧器烟气出口的氧含量，利用程序控制器控制风量。⑷自动调节层间燃气和供风在层间的浓淡布置。⑸控制单元控制监测和控制燃烧过程，提高了低氮氧化物燃烧器操作的安全性和自动化程度。

附图说明

图1为本发明低氮氧化物燃烧器的结构示意图；

图2为图1的A向图；

图3为低氮氧化物燃烧器燃烧控制示意图；

图4为本发明另一实施方案的结构示意图；

图5为本发明第三种实施方案的结构示意图；

其中：

1—中心燃气入口、2—风入口、3—2层燃气入口、4—2层风道、5—中心燃气道、6—2层燃气道、7—中心风道、8—燃气出口、9—空气出口、10—旋流片、11—外环、12—3层燃气入口、13—3层风道、14—3层燃气道、15—4层燃气入口、16—4层燃气道、17—4层风道、18—5层燃气入口、19—5层燃气道、20—5层风道、21—燃气分流通道、22—隔板、23—分离板、24—内环、25—风分流通道、26—燃气总管、27—燃气支管、28—电磁调节阀、29—变频电机、30—鼓风机、31—氧含量检测仪、32—控制单元、33—AD转换器、34—氮氧化物检测仪、35—自动点火器、36—熄火报警器、37—温度传感器。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明低氮氧化物燃烧器如图1所示，为微小型燃气燃烧器，供热负荷≤1.4MW。燃烧器设有两层燃气道和两层风道，包括中心燃气入口1、中心燃气道5、中心风道7、2层燃气入口3、2层燃气道6、2层风道4、风入口2、燃气出口8和空气出口9。燃烧器的风入口为中心风道和2层风道的共用风入口，中心燃气入口与中心燃气道5连通，2层燃气入口与2层燃气道6连通，中心风道与中心燃气道对应，2层风道与2层燃气道对应。如图3所示，燃烧器的操作受控制单元32控制，控制单元设有上位机、PLC控制器、变频模块和通信线路。风入口2与鼓风机30连接，鼓风机为罗茨风机，罗茨风机与变频电机29传动连接。中心燃气入口1通过燃气支管27与燃料总管26连接，2层燃气入口3通过燃气支管与燃料总管连接，燃气支管27设有电磁调节阀28。烟气出口设有氧含量检测仪31和氮氧化物检测仪34，氮氧化物检测仪采用深圳欧森杰公司产OS60-NOx-L在线式氮氧化物检测仪，氧含量检测仪采用山盾科技公司产Multi pro 600A氧气检测仪，氧含量检测仪和氮氧化物检测仪分别与控制单元连接。燃烧器设有温度传感器37，温度传感器为热电偶，热电偶通过AD转换器33与控制单元连接。控制单元通过通信线路与各燃气支管上的电磁调节阀和变频电机连接。如图2所示，燃气道和风道分别设有隔板22，中心燃气道分为8个燃气分流通道21，中心风道分为4个风分流通道25。2层燃气道分为16个燃气分流通道，2层风道分为8个风分流通道。中心风道和2层风道的出口处设有分离板23，将风道分为内环24和外环11，内环中每个风分流通道出口处设有旋流片10。各层风道内环的风分流通道为旋流风道，供旋流风，外环为之流通道，供直流风。每个燃气分流通道21的出口处都设有旋流片10，燃气通道均为旋流燃气分流通道，燃气以旋流状态喷出燃气出口。燃气分流通道中的旋流片与风分流通道中旋流片方向相反。燃烧过程中控制单元根据温度传感器测定的燃烧温度值，实时调整供风量和燃气供给量，保证燃烧有充足的燃料气和助燃风。根据烟气中氧含量的测量值，通过调节鼓风机的转速，控制在风速在一定范围内的工作，确保燃烧器高效率燃烧。根据烟气中氮氧化物的测定值，通过调节每个燃气支管上的电磁调节阀的开度控制每层燃气通道的燃气供给量，使燃烧器均匀燃烧，减少氮氧化物产生，降低燃气中的氮氧化物浓度。燃烧器设有自动点火器35和熄火报警器36，自动点火器和熄火报警器与控制单元连接。通过控制单元自动控制点火，非计划熄火后熄火报警器自动发出报警信号，并自动切断各燃气支管的电磁控制阀28。控制单元设有熄火后风吹扫程序，即熄火后关闭燃气支管上的电磁调节阀，鼓风机继续鼓风吹扫一段时间关闭鼓风机，实现燃烧器燃烧过程的自动化安全操作。

实施例2

本发明另一实施方式如图4所示，为小型燃烧器，供热负荷4MW～7.0MW，包括三层燃气道和三层风道。中心燃气道5设有8个燃气分流通道21，中心风道7设有4个风分流通道25。2层燃气道6设有16个燃气分流通道， 2层风道4设有8个风分流通道。3层燃气道14设有32个燃气分流通道，3层风道13设有16个风分流通道。风入口为中心风道、2层风道和3层的共用风入口，中心燃气入口与中心燃气道连通，2层燃气入口与2层燃气道6连通，3层燃气入口12与3层燃气道14连通。本实施例其它结构和操作与实施例1相同。

实施例3

本发明再一种实施方式如图5所示，为中型燃气燃烧器，供热负荷为28MW～45.5MW，包括五层燃气道和5层风道。中心燃气道5设有4个燃气分流通道21，中心风道7设有3个风分流通道25。2层燃气道6设有8个燃气分流通道， 2层风道4设有6个风分流通道。3层燃气道14设有16个燃气分流通道，3层风道13设有12个风分流通道。4层燃气道16设有32个燃气分流通道，4层风道17设有24个风分流通道。5层燃气道19设有64个燃气分流通道，5层风道20设有48个风分流通道。风入口为中心风道、2层风道、3层风道、4层风道和5层风道的共用风入口，中心燃气入口与中心燃气道连通，2层燃气入口与2层燃气道6连通，3层燃气入口12与3层燃气道14连通， 4层燃气入口15与4层燃气道16连通， 5层燃气入口18与5层燃气道19连通。本实施例其它结构和操作与实施例1相同。

Claims (5)

1.一种低氮氧化物燃烧器，包括风入口（2）、燃气出口（8）和空气出口（9），风入口与鼓风机（30）连接，其特征是：所述燃烧器设有2～7层燃气道和2～7层风道，各层风道与燃气道对应；各层燃气道分别设有燃气入口，所述各层燃气道的燃气入口分别通过燃气支管（27）与燃料总管（26）连接，各层风道共用风入口（2）；所述燃气道和风道分别设有隔板（22），将每层燃气道分为4～120个燃气分流通道（21），每层风道分为2～60个风分流通道（25）。

2.根据权利要求1所述的低氮氧化物燃烧器，其特征是：所述燃气分流通道（21）的出口处设有旋流片（10）。

3.根据权利要求1所述的低氮氧化物燃烧器，其特征是：所述每层风道的出口处设有分离板（23），将风道分为内环（24）和外环（11），所述内环中每个风分流通道（25）出口处设有旋流片（10）。

4.根据权利要求1～3任一项所述的低氮氧化物燃烧器，其特征是：所述燃烧器的燃烧受控制单元（32）控制，所述燃烧器的烟气出口设有温度传感器（37）、氧含量检测仪（31）和氮氧化物检测仪（34）；所述温度传感器、氧含量检测仪和氮氧化物检测仪分别与控制单元连接。

5.根据权利要求4所述的低氮氧化物燃烧器，其特征是：所述燃气支管（27）设有电磁调节阀（28），所述鼓风机（30）与变频电机（29）传动连接，所述控制单元（32）与电磁调节阀和变频电机通信连接。