CN109737409A - 一种利用半圆形托底风的低NOx气体燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用半圆形托底风的低NO_x气体燃烧器，属于热能与动力工程技术领域，包括中心空气流道，其外部依次套设循环烟气流道、外侧空气流道和托底风流道，其进气端为后侧，出气端为前侧，其中托底风流道只包围在外侧空气流道外部的半个圆周，中心空气流道和循环烟气流道之间设置有燃气气管，以及套设在中心空气流道外围的圆环状燃气流通环，燃气气管与燃气流通环相连通，中心空气流道为直通管，循环烟气流道、燃气气管、外侧空气流道和托底风流道具有90°弯管。通过实现气体燃料与循环烟气的充分混合以及燃烧火焰的分散分布，避免燃烧区域出现局部高温，从而抑制热力型NO_x的生成。

Description

一种利用半圆形托底风的低NOx气体燃烧器

【技术领域】

本发明属于热能与动力工程技术领域，尤其是一种利用半圆形托底风的低NO_x气体燃烧器。

【背景技术】

随着天然气消费比重的不断攀升，天然气等可燃气体燃烧所产生的NO_x对环境的影响越来越受到重视。天然气等可燃气体燃烧温度高，导致燃烧区域内的氮气易被氧化生成大量热力型NO_x。这些氮氧化物不仅对人体及动物具有毒害作用，还抑制植物的光合作用，也是酸雨酸雾的主要成因之一。因此，通过合理组织空气与燃气的充分混合，降低气体燃烧温度，避免出现局部高温，抑制热力型NO_x生成，从而有效实现燃气的低NO_x清洁燃烧。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种利用半圆形托底风的低NO_X气体燃烧器。通过实现气体燃料与循环烟气的充分混合以及燃烧火焰的分散分布，避免燃烧区域出现局部高温，从而抑制热力型NO_x的生成。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种利用半圆形托底风的低NO_x气体燃烧器，包括中心空气流道，其外部依次套设循环烟气流道、外侧空气流道和托底风流道，其进气端为后侧，出气端为前侧，其中托底风流道只包围在外侧空气流道外部的半个圆周，中心空气流道和循环烟气流道之间设置有燃气气管，以及套设在中心空气流道外围的圆环状燃气流通环，燃气气管与燃气流通环相连通，中心空气流道为直通管。

本发明进一步的改进在于：

中心空气流道、循环烟气流道、外侧空气流道、燃气流通环和托底风流道的中心轴线重合。

循环烟气流道、燃气气管、外侧空气流道和托底风流道具有90°弯管。

燃气流通环的轴向截面为圆形。

燃气流通环的内环直径为外环直径的0.7-0.9倍。

燃气流通环的内侧、外侧和前侧三面均布置有多个燃气喷口，其后侧设有燃气进口，燃气气管通过燃气进口与燃气流通环连通。

相邻燃气喷口轴心的相对偏转角度为30°-180°。

燃气喷口为顺列布置或交错布置中的一种。

燃气喷口为圆形，其直径为燃气流通环轴向截面直径的0.3-0.6倍。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过托底风从下半圆周流道喷出，由于压力作用而向上部空间流动，穿过燃烧器喷口前部燃烧区域，强化空气、循环烟气及气体燃料的混合，加强湍流，有效地将原本的整团形燃烧区域分散成均匀分布的分散燃烧区域，避免了聚集燃烧导致的局部温度过高，有效抑制热力型NO_x的生成。另外在循环烟气流道内设置燃气流通环，利用均布于燃气流通环上的燃气喷口进行多方向燃气喷射，燃气通过燃气喷口多方向均匀分散地喷入循环烟气流道内与循环烟气混合，避免了燃气局部聚集燃烧而造成局部高温。同时，中心空气流道、循环烟气流道、外侧空气流道、托底风流道由内向外交叉布置，进一步强化了空气、循环烟气及气体燃料的混合。

进一步的，燃气流通环的轴线与中心空气流道轴线重合，燃气喷口在燃气流通环上均匀分散多方向布置，保证了燃气通过燃气流通环后均匀分散。

【附图说明】

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的右视图；

图3为本发明的剖视图。

其中：1-中心空气流道；2-循环烟气流道；3-燃气气管；4-燃气流通环；5-外侧空气流道；6-托底风流道。

【具体实施方式】

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

本发明公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1-3，本发明利用半圆形托底风的低NO_x气体燃烧器，包括中心空气流道1，其外部依次套设循环烟气流道2、外侧空气流道5和托底风流道6，其进气端为后侧，出气端为前侧，其中托底风流道6只包围在外侧空气流道5外部的半个圆周，循环烟气通过托底风流道6从下半圆周流道喷出后由于压力作用而向上部空间流动，强化了空气、循环烟气及气体燃料的混合，有助于燃烧。中心空气流道1和循环烟气流道2之间设置有燃气气管3，以及套设在中心空气流道1外围的圆环状燃气流通环4，燃气气管3与燃气流通环4相连通，中心空气流道1为直通管。中心空气流道1、循环烟气流道2、外侧空气流道5、燃气流通环4和托底风流道6的中心轴线重合。循环烟气流道2、燃气气管3、外侧空气流道5和托底风流道6具有90°弯管。燃气流通环4的轴向截面为圆形。燃气流通环4的内环直径为外环直径的0.7-0.9倍。燃气流通环4的内侧、外侧和前侧三面均布置有多个燃气喷口，其后侧设有燃气进口，燃气气管3通过燃气进口与燃气流通环4连通。相邻燃气喷口轴心的相对偏转角度为30°-180°，保证了燃气通过燃气喷口多方向均匀分散地喷入循环烟气流道2内与循环烟气混合，避免了燃气局部聚集燃烧而造成局部高温。燃气喷口为顺列布置或交错布置中的一种，燃气喷口为圆形，其直径为燃气流通环4轴向截面直径的0.3-0.6倍。

本发明的工作原理为：

助燃空气经中心空气流道1和外侧空气流道5进入燃烧室；循环烟气取自尾部烟道，经循环烟气流道2和托底风流道6进入燃烧室；气体燃料经燃气气管3进入燃气流通环4中，然后经燃气流通环4上的燃气喷口均匀分散的喷出，与循环烟气均匀混合后进入燃烧室参与燃烧。一部分循环烟气经过通过托底风流道6从下半圆周流道喷出后由于压力作用而向上部空间流动，加强湍流，强化了空气、循环烟气及气体燃料的混合，避免了燃气局部聚集燃烧而造成局部高温，抑制了热力型NO_x的生成。循环烟气的加入提高了预混气体的温度，同时加强了扰动，使燃气和助燃空气混合的更加均匀。提高了燃烧效率且有助于燃烧。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种利用半圆形托底风的低NO_x气体燃烧器，其特征在于，包括中心空气流道(1)，其外部依次套设循环烟气流道(2)、外侧空气流道(5)和托底风流道(6)，其进气端为后侧，出气端为前侧，其中托底风流道(6)只包围在外侧空气流道(5)外部的半个圆周，中心空气流道(1)和循环烟气流道(2)之间设置有燃气气管(3)，以及套设在中心空气流道(1)外围的圆环状燃气流通环(4)，燃气气管(3)与燃气流通环(4)相连通，中心空气流道(1)为直通管。

2.根据权利要求1所述利用半圆形托底风的低NO_x气体燃烧器，其特征在于，中心空气流道(1)、循环烟气流道(2)、外侧空气流道(5)、燃气流通环(4)和托底风流道(6)的中心轴线重合。

3.根据权利要求1或2所述利用半圆形托底风的低NO_x气体燃烧器，其特征在于，循环烟气流道(2)、燃气气管(3)、外侧空气流道(5)和托底风流道(6)具有90°弯管。

4.根据权利要求3所述利用半圆形托底风的低NO_x气体燃烧器，其特征在于，燃气流通环(4)的轴向截面为圆形。

5.根据权利要求4所述利用半圆形托底风的低NO_x气体燃烧器，其特征在于，燃气流通环(4)的内环直径为外环直径的0.7-0.9倍。

6.根据权利要求5所述利用半圆形托底风的低NO_x气体燃烧器，其特征在于，燃气流通环(4)的内侧、外侧和前侧三面均布置有多个燃气喷口，其后侧设有燃气进口，燃气气管(3)通过燃气进口与燃气流通环(4)连通。

7.根据权利要求6所述利用半圆形托底风的低NO_x气体燃烧器，其特征在于，相邻燃气喷口轴心的相对偏转角度为30°-180°。

8.根据权利要求7所述利用半圆形托底风的低NO_x气体燃烧器，其特征在于，燃气喷口为顺列布置或交错布置中的一种。

9.根据权利要求8所述利用半圆形托底风的低NO_x气体燃烧器，其特征在于，燃气喷口为圆形，其直径为燃气流通环(4)轴向截面直径的0.3-0.6倍。