CN109681874A - 一种低NOx天然气燃烧器 - Google Patents

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Abstract

一种低NOx天然气燃烧器属于天然气锅炉的燃烧器。有内外两个喉口，其结构包括外圆环的助燃空气通道，其通入二次助燃空气，在外圆环的助燃空气通道里有导流环，内圆环面板上有均匀分布的旋流器，旋流器通入一次助燃空气，内圆环里设有燃气通道，通入一次燃气，并且燃气通道内有燃气喷枪，喷枪上分布有前向喷口和侧向喷口，向火焰中注入二次燃气。本燃烧器结构特点是，燃气通道内的燃气喷枪向火焰中注入天然气，利用热解技术，产生烟灰颗粒，增强火焰辐射特性，吸收火焰的热量从而降低火焰温度，同时也实现了燃料的分级燃烧，可以有效的降低NOx的排放，提升燃烧效率。

Description

一种低NOx天然气燃烧器
技术领域
本发明属于天然气锅炉的燃烧器，特别是一种新型低NOx天然气燃烧器。
背景技术
氮氧化物气体是危害最大、最难处理的大气污染物之一。据统计全球每年排入到大气的NOx总量达5000万t，而且还在持续增长。燃烧过程中所产生的氮氧化物排放进入大气环境中，会造成严重的环境污染，也会造成对人类身体健康的损害。研究与治理NOx已经成为国际环保领域的主要方向。
天然气燃烧过程中生成的氮氧化物，其产生的途径主要归为三种：快速性NOx，当燃料燃烧不完全时，燃料中所含有的碳氢离子与氮气发生反应从而产生的NOx；燃料型，燃料中的氮元素在燃烧过程中被氧化从而产生的 NOx；热力型NOx，空气中的氮气和氧气在高温情况下反应从而生成的NOx；天然气燃烧过程中，主要NOx来源是热力型NOx，而且是在1500℃时候才会大量生成。因此控制局部高温区域的形成，对NOx的生成是及其重要的影响因素。旋流燃烧器相比轴向射流燃烧器，其燃烧时可以形成较为紧凑的、具有郁金香形状的火焰结构，从而可以缩短燃烧产物在高温去的停留时间，从而实现NOx的更低排放，且提高了燃烧稳定性。本次发明设计的低NOx天然气燃烧器与现有的旋流燃烧器结构结构相比进行了创新和优化，能进一步的降低高温区火焰温度，且增加辐射换热强度，从而有效的降低NOx的生成和提升燃烧效率。
发明内容
本发明的目的设计一种结构合理的天然气燃烧器，能够有效的降低 NOx的生成，提高燃烧效率。
其结构包括外圆环助燃空气通道管壁、燃气管壁和安装口B，外圆环助燃空气通道管壁(2)与燃气管壁(6)之间为内圆环面板(3)；外圆环的助燃空气通道通入二次助燃空气，外圆环的助燃空气通道里有导流环，内圆环面板上有均匀分布的旋流器，旋流器通入一次助燃空气，内圆环里设有燃气通道，通入一次燃气，并且燃气通道内有燃气喷枪，喷枪上分布有前向喷口和侧向喷口，向火焰中注入二次燃气。
在本发明中，在燃气通道中布置有燃气喷枪，燃气喷枪上分布有前向喷口和侧向喷口，向火焰中注入二次燃气，喷枪前后的距离可以调节，使喷枪喷口完全处于火焰内部。
在本发明中，其旋流器叶片角度为15°-45°，总共有六个且均匀分布于内圆环面板的圆周方向上，通入一次助燃空气。
在本发明中，在外圆环处助燃空气通道设有导流环，使通入的二次助燃空气偏向于轴心方向流动。二次助燃空气相比一次助燃空气其流速低、压力高，起到稳定火焰的作用。
在本发明应用过程中，内圆环中的燃气通道喷出一次燃气。经旋流器的一次助燃空气和通过外圆环助燃空气通道的二次助燃空气，与一次燃气混合，在混合区内天然气完全燃烧。同时，燃气通道内的燃气喷枪向燃烧火焰中注入二次燃气，利用热解技术，吸收火焰的热量从而降低火焰温度，产生烟灰颗粒，且产生的烟尘颗粒增加了烟尘颗粒浓度，加强了天然气火焰的辐射特性，同时也使得燃料进行了分级燃烧，可以有效的降低NOx的排放，提升燃烧效率。
在本发明应用过程中，旋流器叶片角度大小直接影响了燃烧室内的流动以及传热。在叶片角度小于15°情况下，高温区主要集中于燃烧室内中心区域，并且局部高温。在叶片角度大于45°情况下,由于旋流强度较大导致燃烧器出口壁面温度分布集中,容易烧坏燃烧器。因此，在15°-45°范围内选择旋流叶片角度，使燃烧室内温度分布均匀。
在本发明应用过程中，高速度、高紊度的一次助燃空气经旋流器更容易混合燃气，产生稳定而优质的火焰。而外圆环空气通道则通入的相对低速、高压的二次助燃空气，经过导流环偏向于轴线方向流入燃烧室，可以有效避免火焰发生脉动。
与现有技术相比有如下优点：
结构合理，通过该结构能降低燃烧中火焰局部高温处温度，有效较低NOx的排放；
能够热解一部分天然气，增加烟灰颗粒浓度，增强火焰辐射特性，提高燃烧效率；
可以避免火焰发生脉动，增强火焰燃烧的稳定性；
使得燃料分级燃烧，进一步降低NOx的生成。
附图说明
图1是本发明实施例的基本结构示意图；
图2是本发明燃气喷枪的示意图；
图3是本发明图一的剖视图；
图4是本发明一种新型天然气燃烧器的结构示意图；
图中：导流环-1，外圆环助燃空气管壁-2、内圆环面板-3、旋流器 -4、燃气喷枪-5、燃气管壁-6、内燃气通道-7、外圆环助燃空气通道-8、内圆环助燃空气通道-9、前向喷孔-51、侧向喷口-52、安装口B。
具体实施方式
如图1-图4，所展示的一种新型低NOx天然气燃烧器，外形为圆柱状，有内外两个喉口，其结构包括外圆环助燃空气通道管壁(2)、燃气管壁 (6)和安装口B，外圆环的助燃空气通道(8)通入二次助燃空气，在外圆环的助燃空气通道(8)有导流环(1)，内圆环面板(3)上有均匀分布的旋流器(4)，其通入一次助燃空气，内圆环里设有燃气通道(7)，通入一次燃气，并且燃气通道内有燃气喷枪(5)，喷枪上分布有前向喷口(51)和侧向喷口(52)，向火焰中注入二次燃气。
内圆环中的燃气通道(7)喷出一次燃气，约占总燃料量的60％～70％。内圆环助燃空气通道(9)内的一次助燃空气经旋流器(4)和通过外圆环助燃空气通道(8)的二次助燃空气，与一次燃气混合，在混合区内天然气完全燃烧。在内圆环燃气通道(7)里有燃气喷枪(5)，其分布有前向喷口(51)和侧向喷口(52)，向燃烧火焰中注入二次燃气，当天然气在低氧条件下注入火焰时，主要被热解成煤烟颗粒，吸收火焰的热量从而降低火焰温度，产生烟灰颗粒，且产生的烟尘颗粒增加了烟尘颗粒浓度，热解过程产生的烟尘颗粒有很好的吸光率和发射率，加强了天然气火焰的辐射特性，同时也使得燃料分级燃烧，可以有效的降低NOx的排放，提升燃烧效率。
高速度、高紊度的一次助燃空气经旋流器(4)更容易混合燃气，产生稳定而优质的火焰。而外圆环空气通道(8)则通入相对低速、高压的二次助燃空气，经过导流环(1)偏向于轴线方向以一定角度流入燃烧室，可以有效避免火焰发生脉动，特别是燃烧器在高压以及超大负荷的燃烧室条件下工作时。
燃气喷枪的二次燃气注入率，对平均辐射先增加后减少，考虑到废气排放的限制，有一个最佳的天然气注入率，能够降低火焰温度，有效增强火焰辐射的同时，最大程度减少NOx生成，其减少量约为35％左右。所以该技术相比于现有的燃烧器具有更低的NOx排放，且增加了火焰辐射特性，提高了燃烧效率。与此同时，也实现了燃料的分级燃烧，进一步减少了NOx的生成。

Claims (5)

1.一种天然气燃烧器，其特征在于：包括外圆环助燃空气通道管壁(2)、燃气管壁(6)，外圆环助燃空气通道管壁(2)与燃气管壁(6)之间为内圆环面板(3)；外圆环的助燃空气通道(8)通入二次助燃空气，在外圆环的助燃空气通道(8)有导流环(1)，内圆环面板(3)上有均匀分布的旋流器(4)，旋流器(4)通入一次助燃空气，内圆环里设有燃气通道(7)，通入一次燃气，并且燃气通道内有燃气喷枪(5)，向火焰中注入二次燃气。
2.根据权利要求1所述的天然气燃烧器，其特征在于：燃气喷枪(5)上分布有前向喷口(51)和侧向喷口(52)，向火焰中注入二次天燃气。
3.根据权利要求1所述的天然气燃烧器，其特征在于：燃气喷枪(5)前后的距离能调节，使喷枪喷口完全处于火焰中。
4.根据权利要求1所述的天然气燃烧器，其特征在于：其旋流器叶片(4)的角度为15°-45°，总共有六个且均匀分布于内圆环面板的圆周方向上，通入一次助燃空气。
5.根据权利要求1所述的天然气燃烧器，其特征在于：在外圆环处助燃空气通道(8)设有的导流环(1)倾斜角度为10°-20°，使通入的二次助燃空气偏向于轴心方向流动。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103727536A (zh) * 2013-12-05 2014-04-16 西安西热锅炉环保工程有限公司 超低氮多级可调强弱旋流对冲气体燃烧器
CN205592954U (zh) * 2016-05-06 2016-09-21 北京佳德昌科技有限责任公司 一级燃气引射式低氮燃烧器
CN106196059A (zh) * 2016-08-26 2016-12-07 中能服能源科技股份有限公司 一种低氮氧化物燃烧器结构
CN107559827A (zh) * 2017-09-27 2018-01-09 西安交通大学 一种超低氮燃气燃烧器
CN207527582U (zh) * 2017-09-27 2018-06-22 西安交通大学 燃气空气精确分级内置烟气再循环的低氮旋流燃气燃烧器
CN207622018U (zh) * 2017-09-22 2018-07-17 上海华之邦科技股份有限公司 一种低NOx天然气燃烧器
CN108488794A (zh) * 2018-05-10 2018-09-04 上海华之邦科技股份有限公司 一种烟气分级内循环式低NOx高热值燃气燃烧装置
CN208139271U (zh) * 2017-12-30 2018-11-23 福建华夏蓝天科技有限公司 一种低氮气体燃烧器

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103727536A (zh) * 2013-12-05 2014-04-16 西安西热锅炉环保工程有限公司 超低氮多级可调强弱旋流对冲气体燃烧器
CN205592954U (zh) * 2016-05-06 2016-09-21 北京佳德昌科技有限责任公司 一级燃气引射式低氮燃烧器
CN106196059A (zh) * 2016-08-26 2016-12-07 中能服能源科技股份有限公司 一种低氮氧化物燃烧器结构
CN207622018U (zh) * 2017-09-22 2018-07-17 上海华之邦科技股份有限公司 一种低NOx天然气燃烧器
CN107559827A (zh) * 2017-09-27 2018-01-09 西安交通大学 一种超低氮燃气燃烧器
CN207527582U (zh) * 2017-09-27 2018-06-22 西安交通大学 燃气空气精确分级内置烟气再循环的低氮旋流燃气燃烧器
CN208139271U (zh) * 2017-12-30 2018-11-23 福建华夏蓝天科技有限公司 一种低氮气体燃烧器
CN108488794A (zh) * 2018-05-10 2018-09-04 上海华之邦科技股份有限公司 一种烟气分级内循环式低NOx高热值燃气燃烧装置

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