CN109340747A - 用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器与燃气锅炉 - Google Patents
用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器与燃气锅炉 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器以及一种燃气锅炉，该燃烧器包括有燃烧器本体，在燃烧器本体上设置有喷嘴组件，在燃烧器本体的主气管上套设有一个空气管，在主气管与空气管之间设置了旋流器，利用旋流器能够将气体采用旋流方式喷出参与燃烧，这种旋流方式可以在燃气锅炉的炉膛内形成内循环的燃烧方式。该燃气锅炉设置了烟气循环管，从而实现烟气的外循环。本发明采用烟气内、外循环、旋转射流、交叉射流和喇叭口式稳焰装置等多种技术，实现了低温燃烧、稳定燃烧、提高炉膛内温度均匀性的目的，最大限度抑制与降低氮氧化物的生成和排放，烟气循环率可高达20～40％，炉膛出口氮氧化物浓度低于30mg/m3。
Description
技术领域
本发明涉及燃烧设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器以及一种燃气锅炉。
背景技术
在环境、能源、经济矛盾日益严重的今天，各行各业的节能减排工作已经迫在眉睫。在节能减排压力下，锅炉用燃料由传统的燃煤、燃油改为天然气，这样就使得天燃气锅炉的用户数量日渐增多。
天然气作为燃料虽然具有低硫化合物以及低粉尘排放的优点，但是天然气在燃烧过程中还是会产生大量的氮氧化物(NOX)，氮氧化物仍然是燃烧产物中造成环境污染的主要污染物之一。
根据目前环保部门公布的天然气锅炉运行情况检测资料来看，大部分天然气锅炉氮氧化物的排放浓度在300mg/m3左右，在调查的全部天然气锅炉中，氮氧化物排放浓度小于200mg/m3的天然气锅炉仅占35％左右。在新的锅炉排放执行标准中，规定现有燃气锅炉和新建锅炉的氮氧化物排放限制分别为200mg/m3和150mg/m3。另外地方环保部门针对当地的环境污染情况陆续出台了更为严格的地方锅炉大气污染物排放标准，更加严格的控制氮氧化物的排放，对氮氧化物排放不达标的燃气锅炉需要强制进行低氮燃烧改造。
比如，目前北京市新建锅炉执行氮氧化物30mg/m3的排放限值，对位于高污染燃料禁燃区内的在用锅炉，北京市执行氮氧化物80mg/m3排放限值。基于此背景下，现行的低氮燃烧器如采用低氧燃烧、空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环燃烧等在实际减排应用过程中并未表现出色，各自都存在一些问题。虽然燃料分级和空气分级是降低氮氧化物的有效手段，但要达到很低的氮氧化物的排放，其效果仍然有待提高。
另外，如果采用低氧燃烧方案时，其在降低氮氧化物排放的同时，排烟热损失也会降低，这样虽然有利于提高锅炉热效率，但是如果炉内空气动力场组织不好，极易出现燃料的不完全燃烧，出现燃烧效率降低的问题。而烟气再循环法就特别适用于燃用含氮量少的天然气，其中氮氧化物的排放会得到显著降低，但目前研究表明烟气循环率不宜超过20％，一般控制在10～20％，如果烟气循环率过高则会造成炉温下降过多，炉内燃烧就会出现不稳定，化学不完全燃烧热损失就会增加。
因此，需要结合燃烧理论采用多项低氮燃烧技术有机结合，才能够达到最大限度抑制与降低氮氧化物的生成与排放。虽有目前有些燃烧器综合采用多种低氮燃烧技术，但是这样会造成燃烧器体型较大、结构较复杂、调节困难以及燃烧不稳定等问题，而且氮氧化物的排放浓度降低效果也不是十分理想。
所以在保证燃烧效率的前提下，如何设计一种易操作、体型小、氮氧化物排放浓度低的低氮燃烧器，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高效、节能及污染物排放低的燃气低氮燃烧器，其能够实现烟气的内、外循环，可最大限度地抑制与降低氮氧化物的生成和排放。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
方案一
一种用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器，包括：
燃烧器本体，所述燃烧器本体包括有主气管，所述主气管的一端设置有封挡板并形成有封闭端，所述主气管的另一端开放设置并形成有开放端，于所述主气管上连接有燃气进口，所述燃气进口靠近所述封闭端设置；
喷嘴组件，所述喷嘴组件包括有盘式结构的喷嘴主体，于所述喷嘴主体上设置有燃气喷射管，所述燃气喷射管为直管式结构，所述燃气喷射管的一端为喷射管进气口、其另一端为喷射管出气口，所述喷嘴主体设置于所述开放端上，所述喷嘴主体朝向所述主气管的一侧面为内侧面，所述喷嘴主体的另一侧面朝向炉膛为外侧面，所述喷射管进气口开设于所述内侧面上，所述喷射管出气口开设于所述外侧面上，所述燃气喷射管自所述喷射管进气口指向所述喷射管出气口、其轴线逐渐远离所述喷嘴主体的中心线，所述燃气喷射管设置有多个，全部的所述燃气喷射管环绕所述喷嘴主体的中心线等间隔设置；
空气管，所述空气管套设于所述主气管的外侧，所述空气管的内侧面与所述主气管的外侧面之间间隔设置并形成有空气流通间隙，所述空气管靠近所述封闭端的一端为封闭式结构，所述空气管另一端为开放式结构并形成有空气出口；
旋流器，所述旋流器包括有用于套设到所述主气管的开放端上的套管，于所述套管的外侧面上设置有旋流叶片，所述旋流叶片设置有多个，全部的所述旋流叶片于所述套管的外侧面上等间隔设置，相邻的两个所述旋流叶片之间间隔设置并形成有旋流间隙，沿所述套管的轴线方向、所述旋流间隙的一侧为与所述空气流通间隙相通的旋流进口、所述旋流间隙的另一侧为朝向炉膛设置的旋流出口，所述旋流间隙自其旋流进口指向其旋流出口为环绕所述套管的螺旋线型通道结构，所述旋流器设置于所述空气流通间隙内，所述旋流器的外侧面与所述空气管的内侧面相抵。
优选地，所述主气管内设置有中空的圆柱管，所述圆柱管的外侧面与所述主气管的内侧面之间间隔设置并形成有燃气流通间隙；
所述喷嘴主体上设置有与其同轴的内循环开口，所述圆柱管的一端插装于所述内循环开口上，所述燃气喷射管与所述燃气流通间隙相通。
优选地，所述燃气喷射管设置有20至40个，所述燃气喷射管的管轴线与所述喷嘴主体的中心线之间呈15°～40°的夹角。
优选地，所述旋流叶片为轴向弧状叶片，所述旋流叶片设置有10至20个。
优选地，所述旋流叶片于所述套管的外侧面上等间隔设置、并且相邻的两个所述旋流叶片之间重叠、其重叠角度为20°～45°。
优选地，所述旋流叶片的末端出口角度为相邻的两个所述旋流叶片之间的重叠角度的1.3～2倍。
优选地，还包括有稳焰装置，所述稳焰装置为喇叭口结构，所述稳焰装置的小口端套设于所述空气管的空气出口上，所述稳焰装置的大口端朝向炉膛方向设置。
方案二
一种燃气锅炉，包括有炉体，所述炉体具有炉膛，所述炉体的一侧开设有与所述炉膛相通的火焰喷射口，所述炉体的另一侧开设有用于烟气输出的排烟管。
本发明提供的燃气锅炉还包括：
如上述的用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器，所述用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器包括有主气管，所述主气管的头端设置有喷嘴组件，所述主气管设置有所述喷嘴组件的一端套设有空气管，所述主气管与所述空气管之间形成有空气流通间隙，所述主气管的头端与所述火焰喷射口对接；
用于对气体进行压缩的鼓风机，所述鼓风机包括有鼓风机进气口以及鼓风机出气口，与所述鼓风机出气口连接有烟风混合管，所述烟风混合管与所述空气管对接并与所述空气流通间隙连通；
与所述排烟管连接有烟气循环管，所述烟气循环管与所述鼓风机进气口对接；
用于输送新鲜空气的主风管，所述主风管与所述鼓风机进气口对接。
优选地，本发明还包括有脱水装置，所述脱水装置与所述鼓风机进气口对接，所述主风管以及所述烟气循环管通过所述脱水装置与所述鼓风机连接。
优选地，所述空气管的空气出口上设置有稳焰装置，所述稳焰装置上设置有点火装置以及火焰检测装置；所述稳焰装置装配于所述火焰喷射口上。
本发明提供了一种用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器以及一种安装有上述燃烧器的燃气锅炉，在本发明中，该用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器包括有燃烧器本体，在燃烧器本体上设置有喷嘴组件，在燃烧器本体的主气管上套设有一个空气管，在主气管与空气管之间设置了旋流器，利用旋流器能够将气体采用旋流方式喷出参与燃烧，这种旋流方式可以在燃气锅炉的炉膛内形成内循环的燃烧方式。该燃气锅炉设置了烟气循环管，从而实现烟气的外循环。通过上述结构设计，本发明采用烟气内、外循环、旋转射流、交叉射流和喇叭口式稳焰装置等多种技术，实现了低温燃烧、稳定燃烧、提高炉膛内温度均匀性的目的，最大限度抑制与降低氮氧化物的生成和排放，烟气循环率可高达20～40％，炉膛出口氮氧化物浓度低于30mg/m3。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
图1为本发明一实施例中用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器的局部结构示意图；
图2为本发明一实施例中喷嘴组件的结构示意图；
图3为图2中沿B-B的剖视图；
图4为本发明一实施例中稳焰装置的结构示意图；
图5为图1中加装有稳焰装置后沿A向的结构示意图；
图6为本发明一实施例中旋流器的结构示意图；
图7为本发明一实施例中燃气锅炉的结构示意简图；
附图标记说明：
主气管1、封挡板2、燃气进口3、喷嘴主体4、燃气喷射管5、空气管6、套管7、旋流叶片8、圆柱管9、稳焰装置10、炉体11、排烟管12、鼓风机13、烟风混合管14、烟气循环管15、主风管16、脱水装置17、点火装置18、火焰检测装置19。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参考图1至图7，其中，图1为本发明一实施例中用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器的局部结构示意图；图2为本发明一实施例中喷嘴组件的结构示意图；图3为图2中沿B-B的剖视图；图4为本发明一实施例中稳焰装置的结构示意图；图5为图1中加装有稳焰装置后沿A向的结构示意图；图6为本发明一实施例中旋流器的结构示意图；图7为本发明一实施例中燃气锅炉的结构示意简图。
本发明公开了一种用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器，在本发明的一个实施方式中，该用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器包括如下组件：
1、燃烧器本体
燃烧器本体包括有主气管1，主气管1采用直圆管结构，在主气管1的一端设置有封挡板2并形成有封闭端，封挡板2设置在主气管1的一端并与主气管1形成气密性连接结构，这样能够保证主气管1内的燃气只能够从主气管1的另一端输出。
主气管1的另一端为开放式结构设计，该开口端为主气管1的开放端，本发明能够在开放端设置其他组件用于实现燃气的输出与燃烧。
于主气管1上连接有燃气进口3，燃气进口3靠近封闭端设置，外置供气系统与燃气进口3对接，通过燃气进口3、燃气能够从供气系统进入到主气管1内。
2、喷嘴组件
喷嘴组件包括有盘式结构的喷嘴主体4，喷嘴主体4采用耐火材料一体成型，喷嘴主体4根据主气管1上开放端的内缘轮廓形状进行结构设计，从而能够使得喷嘴主体4安装到主气管1上、其外部轮廓与主气管1上开放端的内侧面形成气密性连接结构。
于喷嘴主体4上设置有燃气喷射管5，燃气喷射管5为通过孔加工工艺成型于喷嘴主体4上的管状结构。
在本发明中，燃气喷射管5为直管式结构，燃气喷射管5的一端为喷射管进气口、其另一端为喷射管出气口，喷嘴主体4设置于开放端上，喷嘴主体4朝向主气管1的一侧面为内侧面，喷嘴主体4的另一侧面朝向炉膛为外侧面，喷射管进气口开设于内侧面上，喷射管出气口开设于外侧面上，燃气喷射管5自喷射管进气口指向喷射管出气口、其轴线逐渐远离喷嘴主体4的中心线，燃气喷射管5设置有多个，全部的燃气喷射管5环绕喷嘴主体4的中心线等间隔设置。
在本发明中，燃气喷射管5设置有20至40个，燃气喷射管5以设置30个为最佳设置数量。
在此限定：燃气喷射管5的管轴线与喷嘴主体4的中心线之间呈15°～40°的夹角，其中以呈30°夹角为最佳设计。
3、空气管
空气管6套设于主气管1的外侧，空气管6的长度小于主气管1的长度，空气管6的内侧面与主气管1的外侧面之间间隔设置并形成有空气(也即助燃气体)流通间隙，空气管6靠近主气管1上封闭端的一端为封闭式结构，空气管6另一端为开放式结构并形成有空气出口，助燃气体进入到空气管6内然后能够从空气出口输出参与燃烧。
4、旋流器
旋流器的作用为改变空气管6内流通的助燃气体的流通形式，将直线输出的助燃气体改为旋流方式进行输出。
具体地，旋流器包括有用于套设到主气管1的开放端上的套管7，套管7的内径与主气管1的外径尺寸相同，这样能够保证套管7套设到主气管1上后的稳定性以及牢靠程度。
于套管7的外侧面上设置有旋流叶片8，旋流叶片8设置有多个，全部的旋流叶片8于套管7的外侧面上等间隔设置，相邻的两个旋流叶片8之间间隔设置并形成有旋流间隙，沿套管7的轴线方向、旋流间隙的一侧为与空气流通间隙相通的旋流进口、旋流间隙的另一侧为朝向炉膛设置的旋流出口，旋流间隙自其旋流进口指向其旋流出口为环绕套管7的螺旋线型通道结构，旋流器设置于空气流通间隙内，旋流器的外侧面与空气管6的内侧面相抵。
在本发明中，旋流叶片8为轴向弧状叶片，旋流叶片8设置有10至20个，旋流叶片8的最佳设置个数为15个。当然，旋流叶片8还可以根据主气管1与空气管6之间的间隙大小(主气管1与空气管6之间的间隙大小进行设计，当主气管1与空气管6之间的间隙较大时，可以增加旋流叶片8的设置个数，当主气管1与空气管6之间的间隙较小时，可以减少旋流叶片8的设置个数)进行设置数量的增减，其目的在于：保证每个旋流间隙内助燃气体保持最佳的流通量，避免出现助燃气体流通量较小而出现回火或者助燃气体流通量较大而出现离火的问题。
在此限定：旋流叶片8于套管7的外侧面上等间隔设置、并且相邻的两个旋流叶片8之间重叠、其重叠角度为20°～45°。
具体地，旋流叶片8的末端出口角度为相邻的两个旋流叶片之间的重叠角度的1.3～2倍。
5、中空的圆柱管
中空的圆柱管9设置在主气管1的内部，中空的圆柱管9的外侧面与主气管1的内侧面之间间隔设置并形成有燃气流通间隙。基于此结构设计，本发明对喷嘴主体4还进行了适应性结构优化：喷嘴主体4上设置有与其同轴的内循环开口，圆柱管9的一端插装于内循环开口上，燃气喷射管5与燃气流通间隙相通。
在主气管1内设置中空的圆柱管9，能够保证燃气仅可以在燃气流通间隙内流通，并且，喷嘴主体4上设置的燃气喷射管5与燃气流通间隙对接，这样既能够提高燃气流通的顺畅程度，同时还能够为炉膛内发生内循环提供内循环通道(内循环过程，燃烧产物在助燃气体旋流的作用下可实现回流，圆柱管9的设置能够为内循环提供回流避让空间)。
6、稳焰装置
稳焰装置10采用耐火材料一体成型，稳焰装置10整体呈喇叭口状，稳焰装置10的小口端套设于空气管6的空气出口上，稳焰装置10的大口端朝向炉膛方向设置。稳焰装置10配合旋流器的结构设计，能够提高燃烧产物的旋流效果，从而达到提高火焰燃烧稳定性的目的。
本发明还提供了一种燃气锅炉，包括有炉体11，炉体11具有炉膛，炉体11的一侧开设有与炉膛相通的火焰喷射口，炉体11的另一侧开设有用于烟气输出的排烟管12，在火焰喷射口上安装燃烧器，燃烧产物(烟气)能够从排烟管12排出。
本发明提供的燃气锅炉所使用的燃烧器即为本发明上述的用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器。
具体，用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器包括有主气管1，主气管1的头端设置有喷嘴组件，于主气管1设置有喷嘴组件的一端套设有空气管6，主气管1与空气管6之间形成有空气流通间隙，主气管1的头端与火焰喷射口对接；用于对气体进行压缩的鼓风机13，鼓风机13包括有鼓风机13进气口以及鼓风机13出气口，与鼓风机13出气口连接有烟风混合管14，烟风混合管14与空气管6对接并与空气流通间隙连通；与排烟管12连接的烟气循环管15，烟气循环管15与鼓风机13进气口对接；用于输送新鲜空气的主风管16，主风管16与鼓风机13进气口对接。
为了将外循环中回流的烟气中所蕴含的水分进行分离，本发明还设置了脱水装置17，脱水装置17与鼓风机13进气口对接，主风管16以及烟气循环管15通过脱水装置17与鼓风机13连接。按工艺流程顺序，在鼓风机13前设置脱水装置17，能够提高回流烟气与新鲜空气混合气体的干燥程度，从而减小水分过大而容易造成鼓风机13损坏问题出现的几率。
在本发明中，于空气管6的空气出口的火焰喷射口上设置有稳焰装置10，稳焰装置10上设置有点火装置18以及火焰检测装置19。
本发明中，燃气锅炉的空气流程如下：外界空气和锅炉的炉体11尾部输出的部分外循环烟气经由鼓风机13增压后分别经主风管16和烟气循环管15后在烟风混合管14中进行混合，空气变为富含CO2的热空气，然后进入空气管6经过旋流器后形成旋转射流被喷射到炉膛中。
本发明中，燃气锅炉的燃料流程如下：燃料经加压后由燃气进口3进入主气管1，在主气管1的右端(开放端)进入具有一定倾斜角度的多个均匀分布的燃气喷射管5后被喷射入炉膛中，然后与旋流器输出的热空气进行扩散混合燃烧。
该燃气锅炉上具有如下结构优化：
稳焰装置10为一喇叭式扩口嵌入到炉体11的炉墙内的喇叭口状凹槽中，并使用耐火水泥浇筑，使得混合气流(部分循环烟气与空气混合)在喷嘴外围形成漩涡，致使高温燃烧产物发生回流，达到稳定火焰的目的。
从锅炉尾部抽引部分循环烟气与空气混合后，由鼓风机13送入烟风混合管14作为助燃气体，烟气循环率可达30～40％。
在喷嘴组件中，喷嘴主体4上设置的燃气喷射管5结构设置有20～40个、并均匀分布在喷嘴主体4上，燃气喷射管5的管轴线与燃烧器(主气管1)的中心线之间具有15～40°的夹角。燃气经各个燃气喷射管5喷出，燃气流动速度均匀，与空气流呈交叉射流。本发明设置有多个燃气喷射管5，其能够将火焰分割成多个单独的小火焰，小火焰散热面积大，火焰峰值温度降低，有利于降低氮氧化物的生成量。
在空气管6内安装旋流器，旋流器包括有套管7以及旋流叶片8，旋流叶片8设置有10～20个，旋流叶片8在套管7上均匀分布，旋流叶片8为轴向弧状叶片结构，旋流叶片8间相互重叠，从而能够使得空气流发生偏斜，形成旋转射流。旋流叶片8间的重叠角度为20～45°，且该角度以30°为最佳。外界空气与炉膛外部循环烟气混合后经旋流器形成旋转射流，卷吸大量周围烟气，这样烟气外循环和烟气内循环使得助燃气体在燃烧之前被加热和稀释到较低的氧含量，进而降低了燃烧区域的火焰温度和氧气浓度，有利于降低氮氧化物的生成量，并且烟气外循环率可达到20～40％。助燃气体利用旋流器形成一定的旋转速度向外扩展，与呈一定夹角的燃气射流进行强烈混合，提高了燃烧效率。另外，由20～40个均匀分布的燃气喷射管5使得燃气流速均匀性增强，并且设置有喇叭式扩口结构设计的稳焰装置10，使燃-空混合气流在喷嘴外围形成漩涡，使得高温燃烧产物发生回流，回流区的尺寸和回流量显著增加，使得火焰稳定性提高。
在烟风混合管14中，鼓风机13加装脱水装置17，防止循环烟气温度过低时水蒸气凝结，随时排除冷凝水，以免影响风机运行。
本发明技术效果如下：采用烟气内、外循环、旋转射流、交叉射流和喇叭口式稳焰装置10等多种技术，实现了低温燃烧、稳定燃烧、提高炉膛内温度均匀性的目的，最大限度抑制与降低氮氧化物的生成和排放，烟气循环率可高达20～40％，炉膛出口氮氧化物浓度低于30mg/m3。
在本发明中，低氮燃烧技术的实现过程如下：在锅炉尾部抽取一部分低温烟气(低于180℃)与空气混合后送入锅炉内燃烧室，同时混合气流进入旋流器后依靠旋转射流中心形成的负压区卷吸大量周围烟气，这样烟气外循环和烟气内循坏使得助燃气体在燃烧之前被加热和稀释到较低的氧含量，这样降低了燃烧区域的火焰温度和氧气浓度，有利于降低氮氧化物的生成量。喷嘴组件上设置有多个均匀分布的燃气喷射管5，燃气经各个燃气喷射管5喷出，将火焰分割成多个单独的小火焰，小火焰散热面积大，火焰峰值温度降低，有利于降低氮氧化物的生成量；助燃气体利用旋流器形成一定的旋转速度向外扩展，与呈一定夹角的燃气射流进行强烈混合，提高了燃烧效率。另外，喷嘴组件的结构设计能够使得燃气流速均匀性增强，喇叭式扩口稳焰装置10，使燃-空混合气流在喷嘴外围形成漩涡，使得高温燃烧产物发生回流，回流区的尺寸和回流量显著增加，使得火焰稳定性提高。
以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器，其特征在于，包括：
燃烧器本体，所述燃烧器本体包括有主气管(1)，所述主气管的一端设置有封挡板(2)并形成有封闭端，所述主气管的另一端开放设置并形成有开放端，于所述主气管上连接有燃气进口(3)，所述燃气进口靠近所述封闭端设置；
喷嘴组件，所述喷嘴组件包括有盘式结构的喷嘴主体(4)，于所述喷嘴主体上设置有燃气喷射管(5)，所述燃气喷射管为直管式结构，所述燃气喷射管的一端为喷射管进气口、其另一端为喷射管出气口，所述喷嘴主体设置于所述开放端上，所述喷嘴主体朝向所述主气管的一侧面为内侧面，所述喷嘴主体的另一侧面朝向炉膛为外侧面，所述喷射管进气口开设于所述内侧面上，所述喷射管出气口开设于所述外侧面上，所述燃气喷射管自所述喷射管进气口指向所述喷射管出气口、其轴线逐渐远离所述喷嘴主体的中心线，所述燃气喷射管设置有多个，全部的所述燃气喷射管环绕所述喷嘴主体的中心线等间隔设置；
空气管(6)，所述空气管套设于所述主气管的外侧，所述空气管的内侧面与所述主气管的外侧面之间间隔设置并形成有空气流通间隙，所述空气管靠近所述封闭端的一端为封闭式结构，所述空气管另一端为开放式结构并形成有空气出口；
旋流器，所述旋流器包括有用于套设到所述主气管的开放端上的套管(7)，于所述套管的外侧面上设置有旋流叶片(8)，所述旋流叶片设置有多个，全部的所述旋流叶片于所述套管的外侧面上等间隔设置，相邻的两个所述旋流叶片之间间隔设置并形成有旋流间隙，沿所述套管的轴线方向、所述旋流间隙的一侧为与所述空气流通间隙相通的旋流进口、所述旋流间隙的另一侧为朝向炉膛设置的旋流出口，所述旋流间隙自其旋流进口指向其旋流出口为环绕所述套管的螺旋线型通道结构，所述旋流器设置于所述空气流通间隙内，所述旋流器的外侧面与所述空气管的内侧面相抵。
2.根据权利要求1所述的用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器，其特征在于，
所述主气管内设置有中空的圆柱管(9)，所述圆柱管的外侧面与所述主气管的内侧面之间间隔设置并形成有燃气流通间隙；
所述喷嘴主体上设置有与其同轴的内循环开口，所述圆柱管的一端插装于所述内循环开口上，所述燃气喷射管与所述燃气流通间隙相通。
3.根据权利要求1所述的用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器，其特征在于，
所述燃气喷射管设置有20至40个，所述燃气喷射管的管轴线与所述喷嘴主体的中心线之间呈15°～40°的夹角。
4.根据权利要求1所述的用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器，其特征在于，
所述旋流叶片为轴向弧状叶片，所述旋流叶片设置有10至20个。
5.根据权利要求4所述的用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器，其特征在于，
所述旋流叶片于所述套管的外侧面上等间隔设置、并且相邻的两个所述旋流叶片之间重叠、其重叠角度为20°～45°。
6.根据权利要求4所述的用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器，其特征在于，
所述旋流叶片的末端出口角度为相邻的两个所述旋流叶片之间的重叠角度的1.3～2倍。
7.根据权利要求1至6任一项所述的用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器，其特征在于，
还包括有稳焰装置(10)，所述稳焰装置为喇叭口结构，所述稳焰装置的小口端套设于所述空气管的空气出口上，所述稳焰装置的大口端朝向炉膛方向设置。
8.一种燃气锅炉，包括有炉体(11)，所述炉体具有炉膛，所述炉体的一侧开设有与所述炉膛相通的火焰喷射口，所述炉体的另一侧开设有用于烟气输出的排烟管(12)，其特征在于，还包括：
如权利要求1至7任一项所述的用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器，所述用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器包括有主气管，所述主气管的头端设置有喷嘴组件，所述主气管设置有所述喷嘴组件的一端套设有空气管，所述主气管与所述空气管之间形成有空气流通间隙，所述主气管的头端与所述火焰喷射口对接；
用于对气体进行压缩的鼓风机(13)，所述鼓风机包括有鼓风机进气口以及鼓风机出气口，与所述鼓风机出气口连接有烟风混合管(14)，所述烟风混合管与所述空气管对接并与所述空气流通间隙连通；
与所述排烟管连接有烟气循环管(15)，所述烟气循环管与所述鼓风机进气口对接；
用于输送新鲜空气的主风管(16)，所述主风管与所述鼓风机进气口对接。
9.根据权利要求8所述的燃气锅炉，其特征在于，
还包括有脱水装置(17)，所述脱水装置与所述鼓风机进气口对接，所述主风管以及所述烟气循环管通过所述脱水装置与所述鼓风机连接。
10.根据权利要求8或9所述的燃气锅炉，其特征在于，
所述空气管的空气出口上设置有稳焰装置，所述稳焰装置上设置有点火装置(18)以及火焰检测装置(19)；
所述稳焰装置装配于所述火焰喷射口上。
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|---|---|---|---|---|
| CN111780109A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-10-16 | 东北大学 | 一种超低排放的旋流富氧无焰燃烧器及使用方法 |
Citations (3)
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| CN208859604U (zh) * | 2018-11-22 | 2019-05-14 | 北京基鼎环保科技有限公司 | 用于燃气锅炉烟气回流内外双循环低氮燃烧器与燃气锅炉 |
-
2018
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