CN109631037A - 风冷全预混平面超低氮燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了燃烧器技术领域内一种风冷全预混平面超低氮燃烧器，包括底部开口的混合箱，混合箱顶部设有混合气体接管，混合箱内一端设有进风空间、另一端设有出风空间，混合箱顶部对应进风空间和出风空间位置分别设置有冷空气进口和出风管座，混合箱内从上到下依次水平设置有布风板、匀风板和翅片管，布风板上均布有布风孔，匀风板上设有匀风孔，翅片管设置在匀风板下表面、两端分别与进风空间和出风空间连通，相邻翅片管之间通过挡风装置分隔。本发明的风冷全预混平面超低氮燃烧器具有制造简单，制造成本低，燃烧稳定，燃烧维护费用低、低氮环保等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃烧器，特别涉及一种风冷全预混平面超低氮燃烧器。
背景技术
随着社会的发展，环境问题日益受到国际社会的关注。在我国，能源供需和环境污染的矛盾越来越突出，发生酸雨的频率不断增加，因此国家对环保工业日益重视，新的烟气排放标准降低了烟尘浓度、SO2、NOX、CO的排放量。由于国家政策对排放要求的提高和各种燃气的大量应用，研制低 NOX的燃烧器将成为节能与环保的需要。
中国专利数据库中公开了一种风冷式表面燃烧低氮燃烧器，其申请号为：CN201120299018.8；申请日为：2018年2月8日；公开号为：CN 108343957A；公开日为：2018年7月31日。该专利的风冷式表面燃烧低氮燃烧器包括混合箱、集风筒，集风筒的一端设置于混合箱的空腔内，混合箱的箱体上设置有助燃风进风口和天然气进风口，天然气进风口上设置有弯折状的燃气中心管；燃气中心管包括水平管部和竖直管部，水平管部设置于集风筒内，水平管部靠近集风筒的端头部的壁外周面上连通有若干个燃气喷头；集风筒内设置有混合管组件，混合管组的外部套设有表面燃烧冷却管；表面燃烧冷却管的一端设置有与混合箱连通的空气入口，另一端设置有空气出口；表面燃烧冷却管一侧设置有封头；封头的底部与混合管留有间隙；助燃风经过助燃风进风口大部分助燃风流至集风筒内与天然气混合后进入混合管，小部分助燃风经空气入口流至空气出口；集风筒的外壁上还设置有点火器，点火枪上连接有点火电极，经过混合管流出的混合风经封头底部与混合管之间的间隙流出后再由表面燃烧冷却管之间的缝隙流出，连同由空气出口流出的小部分助燃风一并与点火枪配合燃烧。该结构虽然降低了NOX的排放，但结构复杂，制造成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构更简单、制造更方便、燃烧效率更高且更加环保的风冷全预混平面超低氮燃烧器。
本发明的目的是这样实现的：一种风冷全预混平面超低氮燃烧器，包括底部开口的混合箱，混合箱顶部设有混合气体接管，混合箱内一端设有进风空间、另一端设有出风空间，混合箱顶部对应进风空间和出风空间位置分别设置有冷空气进口和出风管座，混合箱内从上到下依次水平设置有布风板、匀风板和翅片管，布风板上均布有布风孔，匀风板上设有匀风孔，翅片管设置在匀风板下表面、两端分别与进风空间和出风空间连通，相邻翅片管之间通过挡风装置分隔。
本发明的风冷全预混平面超低氮燃烧器，混合后的空气和燃气经过混合气体接管进入混合箱再次混合后，穿过布风板上的布风孔和匀风板上的匀风孔，使得空气和燃气更能达到全预混平面燃烧要求，然后以较低的流速经过挡风装置隔断后全部冲刷翅片管，由于翅片管上的翅片间距以及挡风装置与翅片管之间的间隙都比较小，使得混合气体经翅片管空隙送出后，形成混合交叉网状结构，已具备全预混金属纤维网功能，燃烧形成蓝焰均布在翅片管的耐高温不锈钢翅片表面。同时，冷空气从冷空气进口进入进风空间，然后穿过翅片管进入出风空间再从出风管座排出，翅片管经过空气冷却后，其使用寿命更长，还可以有效降低火焰传播速度，防止回火，使火焰分布在翅片管表面，从而降低NOX的排放。本发明的风冷全预混平面超低氮燃烧器对空气质量要求不高，且具有制造简单，制造成本低，燃烧稳定，燃烧维护费用低、低氮环保等优点，用于锅炉可最终将锅炉NOX排放浓度降到30mg/Nm3以下。
作为本发明的进一步改进，挡风装置包括竖隔板和设置在竖隔板末端的分叉，竖隔板通过紧固件固定在匀风板上，分叉朝向相邻的翅片管方向，以减小挡风装置与翅片管之间的间隙，从而降低混合气体流速，使得空气和燃气的混合更加充分，提高燃烧效率，降低NOX排放。
作为本发明的进一步改进，翅片管上的翅片包括扁平的本体部，本体部呈矩形，矩形的两个下角设有倒角，倒角与分叉配合，倒角为斜边倒角或弧边倒角，从而延长混合气体通过翅片管的时间，降低混合气体流速，使得空气和燃气的混合更加充分。采用弧边倒角相对于采用斜边倒角更能进一步降低翅片加工难度，提高加工效率。
作为本发明的进一步改进，矩形的底边中部设有突出部，突出部从两个相邻分叉之间的间隙伸出，进一步延长混合气体通过翅片管的时间，提高燃烧效率。
作为本发明的进一步改进，矩形的两侧边带有折边，从而进一步减小挡风装置与翅片管之间的间隙，延长混合气体通过翅片管的时间。
作为本发明的进一步改进，匀风孔为若干组沿翅片管中心轴方向设置的纵向长孔，以进一步延长混合气体通过翅片管的时间，使得混合更加充分。
作为本发明的进一步改进，混合箱包括上顶板、上围板和下围板，上围板上缘与上顶板边缘焊接固定，布风板固定在上围板下缘且布风板边缘突出于上围板，下围板上缘外壁设有连接法兰，连接法兰与布风板边缘连接，结构简单，便于制造装配。
作为本发明的进一步改进，连接法兰与布风板边缘连接位置设有金属垫片和橡胶密封垫。
作为本发明的进一步改进，冷空气进口采用网状进风口，能够提供足够大的进气量并便于定期清理灰尘，防止堵塞。
作为本发明的进一步改进，混合气体接管与鼓风机的出风口连通，出风管座与热空气管道连通，热空气管道与鼓风机的进风口连通。因此，冷空气被加热到50～60℃后可再次被送到鼓风机与燃气混合，有利于提高燃烧效率，实现低氮环保节能的目的。
附图说明
图1为本发明的风冷全预混平面超低氮燃烧器的示意图。
图2为图1中K处放大视图，示出了本发明的风冷全预混平面超低氮燃烧器的翅片管结构的一实施例。
图3为本发明的风冷全预混平面超低氮燃烧器的翅片管结构的另一实施例示意图。
图4为本发明的风冷全预混平面超低氮燃烧器的翅片管的俯视图。
图5为本发明的风冷全预混平面超低氮燃烧器的混合箱的俯视图（省略布风板和匀风板）。
图6为本发明的风冷全预混平面超低氮燃烧器的布风板的俯视图。
图7为本发明的风冷全预混平面超低氮燃烧器的匀风板的俯视图。
其中，1混合箱，1A上顶板，1B上围板，1C下围板，2混合气体接管，3鼓风机， 4冷空气进口，5出风管座，6布风板，6A布风孔，7匀风板，7A匀风孔，8 翅片管，8A本体部，8B倒角，8C突出部，8D折边，9挡风装置，9A竖隔板，9B分叉，10紧固件，11热空气管道，12 鼓风机进风口，13定位管板，14连接法兰。
具体实施方式
如图1所示的风冷全预混平面超低氮燃烧器，包括底部开口的混合箱1，混合箱1顶部设有混合气体接管2，混合气体接管2与鼓风机3的出风口连通。鼓风机3上设有进风口和燃气进口。鼓风机3还包括燃烧控制系统，采用变频电子比调模式调整空气和燃气的比例。空气和燃气在鼓风机3内混合后从出风口进入混合箱1。混合箱1内从上到下依次水平设置有布风板6、匀风板7和翅片管8，布风板6上均布有布风孔6A，其结构如图6所示。匀风板7上设有匀风孔7A，如图2、图7所示，匀风孔7A为若干组沿翅片管8中心轴方向设置的纵向长孔。空气和燃气的混合气体进入混合箱再次混合后，穿过布风板6上的布风孔6A和匀风板7上的匀风孔7A，使得空气和燃气能够达到全预混平面燃烧要求。
如图1、图2所示，翅片管8固定在匀风板7下表面，相邻翅片管8之间通过挡风装置9分隔。具体地，如图2所示，挡风装置9包括竖隔板9A和焊接固定在竖隔板9A末端的分叉9B，竖隔板9A通过紧固件10固定在匀风板7上，分叉9B朝向相邻的翅片管8的方向。如图2、图4所示，翅片管8两端分别固定在定位管板13上，从而使得一组翅片管形成整体结构，便于装配。翅片管8上均匀密布有耐高温不锈钢翅片(图4中为显示清楚，翅片管上的翅片密度跟实际相比有所降低)，翅片包括扁平的本体部8A，本体部8A呈矩形，矩形的两个上角设有倒角，以便于竖隔板9A的装配，矩形的两个下角设有倒角8B，倒角8B与分叉9B配合，矩形的底边中部设有突出部8C，突出部8C从两个相邻分叉9B之间的间隙伸出。本体部8A两侧还设有折边8D。在本实施例中折边8D垂直于本体部8A，但在实际使用中，还可以有多种变形，比如折边8D与本体部8A的夹角呈钝角。此外，在本实施例中，倒角均采用斜边倒角，但在实际制作时，为了降低翅片加工难度，倒角可以采用弧边倒角，具体如图3所示。
穿过匀风孔7A的混合气体以较低的流速经过挡风装置9隔断后全部冲刷翅片管8，由于翅片管8上的翅片间距以及挡风装置9与翅片管8之间的间隙都比较小，使得混合气体经翅片管8空隙送出后，形成混合交叉网状结构，已具备全预混金属纤维网功能，燃烧形成蓝焰均布在翅片管8的耐高温不锈钢翅片表面。
如图1、图5所示，混合箱1内一端设有进风空间，另一端设有出风空间，进风空间和出风空间通过翅片管8连通。混合箱1顶部对应进风空间和出风空间位置分别设置有冷空气进口4和出风管座5。其中冷空气进口4采用网状进风口，能提供足够大的进气量并便于定期清理灰尘，出风管座5可与热空气管道11连通，热空气管道11与鼓风机3的进风口12连通。冷空气从冷空气进口4进入进风空间，然后穿过翅片管8进入出风空间再从出风管座5排出，翅片管经过空气冷却后，使用寿命更长，还可以有效降低火焰传播速度，防止回火，使火焰分布在翅片管表面，从而降低NOX的排放。同时，加热后的冷空气再次被送到鼓风机3与燃气混合，有利于提高燃烧效率。实际使用时，鼓风机3的进风口管路可以有两路，一路与热空气管道11连通，另一路与大气相同。
如图1所示，混合箱1包括上顶板1A、上围板1B和下围板1C，上围板1B上缘与上顶板1A边缘焊接固定，布风板6焊接固定在上围板1B下缘且布风板6边缘突出于上围板1B，下围板1C上缘外壁设有连接法兰14，连接法兰14与布风板6边缘通过螺栓螺母连接，连接位置设有金属垫片和橡胶密封垫。该结构的混合箱1制造装配简单、密封性好。
本实施例的风冷全预混平面超低氮燃烧器，点火装置可以设置在鼓风机3的出风口位置或翅片管8的一侧。本实施例的风冷全预混平面超低氮燃烧器对空气质量要求不高，且具有制造简单，制造成本低，燃烧稳定，燃烧维护费用低、低氮环保等优点。本实施例的风冷全预混平面超低氮燃烧器可设置在锅炉的下部炉胆内或锅炉上部或锅炉侧面，可最终将锅炉NOX排放浓度降到30mg/Nm3以下。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种风冷全预混平面超低氮燃烧器，包括底部开口的混合箱，其特征在于：所述混合箱顶部设有混合气体接管，所述混合箱内一端设有进风空间、另一端设有出风空间，所述混合箱顶部对应所述进风空间和出风空间位置分别设置有冷空气进口和出风管座，所述混合箱内从上到下依次水平设置有布风板、匀风板和翅片管，所述布风板上均布有布风孔，所述匀风板上设有匀风孔，所述翅片管设置在所述匀风板下表面、两端分别与所述进风空间和出风空间连通，相邻所述翅片管之间通过挡风装置分隔。
2.根据权利要求1所述的风冷全预混平面超低氮燃烧器，其特征在于：所述挡风装置包括竖隔板和设置在所述竖隔板末端的分叉，所述竖隔板通过紧固件固定在所述匀风板上，所述分叉朝向相邻的翅片管方向。
3.根据权利要求2所述的风冷全预混平面超低氮燃烧器，其特征在于：所述翅片管上的翅片包括扁平的本体部，所述本体部呈矩形，所述矩形的两个下角设有倒角，所述倒角与所述分叉配合，所述倒角为斜边倒角或弧边倒角。
4.根据权利要求3所述的风冷全预混平面超低氮燃烧器，其特征在于：所述矩形的底边中部设有突出部，所述突出部从两个相邻所述分叉之间的间隙伸出。
5.根据权利要求3所述的风冷全预混平面超低氮燃烧器，其特征在于：所述矩形的两侧边带有折边。
6.根据权利要求1所述的风冷全预混平面超低氮燃烧器，其特征在于：所述匀风孔为若干组沿所述翅片管中心轴方向设置的纵向长孔。
7.根据权利要求1所述的风冷全预混平面超低氮燃烧器，其特征在于：所述混合箱包括上顶板、上围板和下围板，所述上围板上缘与所述上顶板边缘焊接固定，所述布风板固定在所述上围板下缘且布风板边缘突出于所述上围板，所述下围板上缘外壁设有连接法兰，所述连接法兰与所述布风板边缘连接。
8.根据权利要求7所述的风冷全预混平面超低氮燃烧器，其特征在于：所述连接法兰与所述布风板边缘连接位置设有金属垫片和橡胶密封垫。
9.根据权利要求1所述的风冷全预混平面超低氮燃烧器，其特征在于：所述冷空气进口采用网状进风口。
10.根据权利要求1所述的风冷全预混平面超低氮燃烧器，其特征在于：所述混合气体接管与鼓风机的出风口连通，所述出风管座与热空气管道连通，所述热空气管道与所述鼓风机的进风口连通。
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