CN109812809B - 一种低排放燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低排放燃烧器，包括由内向外依次套设的点火棒、燃烧管、进风管；所述进风管上连接有螺线风道和涡流生成器；在燃烧管的燃烧口连接有杯状点火烧嘴，所述点火棒的点火点设置在所述点火烧嘴内。采用上述优选的方案，螺线风道与涡流生成器配合为进风管内提供涡旋气流，可以提高助燃空气与燃气的混合效果，无需过量助燃空气，减少氮氧化物产生，实现低排放，同时使点火烧嘴口部火焰更为集中，延伸性好，提高燃烧器输出功率；点火烧嘴的设置可以减少大涡流对点火的影响，提升高火焰的稳定性，增大燃烧器的调节比，调节比最大可达50∶1。

Description

一种低排放燃烧器

技术领域

本发明涉及一种燃烧器，特别是一种低排放燃烧器。

背景技术

随着工业快速发展，环境污染变得日益严重，高效低污染的燃烧技术及产品的开发研究日趋重要。

现有的燃烧器通过预混可以降低排放，但预混燃烧器火焰较短，对于一个定型的预混烧嘴其调节比是有限的，大部分调节比在5∶1 左右，最大不超过10∶1。在工业实际应用中，特别是锅炉行业，这样的调节比远远不能满足实际应用的要求。在高火焰燃烧时，火焰的稳定性差。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种低排放燃烧器。

为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种低排放燃烧器，包括由内向外依次套设的点火棒、燃烧管、进风管；所述进风管上连接有螺线风道，所述螺线风道与进风管内腔连通，螺线风道外部端口为进风口，螺线风道的内侧安装有与进风管内腔连通的涡流生成器；所述燃烧管上设有燃气进口，在燃烧管的燃烧口连接有杯状点火烧嘴，所述点火烧嘴的圆周壁上设有进风孔，所述点火棒的点火点设置在所述点火烧嘴内。

采用上述优选的方案，螺线风道与涡流生成器配合为进风管内提供涡旋气流，可以提高助燃空气与燃气的混合效果，无需过量助燃空气，减少氮氧化物产生，实现低排放，同时使点火烧嘴口部火焰更为集中，延伸性好，提高燃烧器输出功率；点火烧嘴的设置可以减少大涡流对点火的影响，提升高火焰的稳定性，增大燃烧器的调节比，调节比最大可达50∶1。

进一步地，还包括安装在进风管出风口的再循环筒，所述再循环筒上设有再循环孔。

采用上述优选的方案，再循环筒的设置使高速火焰后部形成一个负压区，利用再循环孔，将燃烧室内烟气吸进火焰后部，使烟气再次参与燃烧，使氮氧化物的排放水平进一步降低。

进一步地，所述再循环筒开口部为收缩口。

采用上述优选的方案，有助于提升再循环筒内负压区的负压水平，提高燃烧后烟气的再利用率。

进一步地，所述收缩口的口部还设有向外张开的扩散口翼片，所述扩散口翼片的口径小于再循环筒根部筒体的外周直径。

采用上述优选的方案，对烟气起到回流导向作用，提升进入再循环孔内的烟气回流量。

进一步地，所述螺线风道为阿基米德螺线风道。

采用上述优选的方案，借助阿基米德螺线的等速性能，螺线风道内进风更为平稳，最终为进风管内提供稳定的涡旋气流，提高火焰的稳定性。

进一步地，所述涡流生成器采用切线入口结构与进风管连通，从所述切线入口的进风风向与燃烧管外周相切，所述切线入口数量为两个、三个、四个或者五个。

采用上述优选的方案，减小涡旋气流风阻，使涡旋气流沿燃烧管外周平稳进入燃烧区。

进一步地，所述点火棒采用高强度耐高温棒材，所述点火棒采用绝缘固定架同轴设置在燃烧管内腔，所述点火棒穿设在绝缘固定架中心孔内。

采用上述优选的方案，点火棒通过绝缘固定架固定，点火棒更为轻便，位置稳定性更高，提高点火效率。

进一步地，所述绝缘固定架上设有多个沿圆周均匀分布的热膨胀部。

采用上述优选的方案，点火棒冷却状态时，热膨胀部处于收缩状态，绝缘固定架与燃烧管内壁间留有少许安装间隙，方便安装；燃烧受热后，热膨胀部胀大，绝缘固定架紧固在燃烧管内，减少气流对点火棒冲击产生的抖动。

进一步地，所述点火棒可通过第一位置调节机构相对所述燃烧管作轴向移动。

采用上述优选的方案，通过第一位置调整机构调节点火棒点火头位置，在变动的负荷下，可方便实现强烈混合，从而达到低排放效果。

进一步地，所述燃烧管可通过第二位置调节机构相对所述进风管作轴向移动。

采用上述优选的方案，通过第二位置调节机构调节燃烧管伸出长度，以满足不同窑炉墙体厚度。

进一步地，所述点火烧嘴的进风孔为顺着进风管内涡流方向且向点火烧嘴口部倾斜的斜孔，所述燃烧管口部圆周壁上设有燃气预混出口。

采用上述优选的方案，点火烧嘴的进风孔斜向顺着涡旋方向，方便助燃空气进入到点火烧嘴内，提高点火效率。

进一步地，所述点火烧嘴处设有电离火焰检测器和紫外线火焰检测器，采用电离和紫外线双重火焰检测方式。

采用上述优选的方案，双重火焰检测确保火焰的信号可靠，有助掌控火焰的真实状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种实施方式的结构示意图；

图2是本发明螺线风道一种实施方式的结构示意图；

图3是本发明另一种实施方式的结构示意图；

图4是本发明点火棒安装的一种实施方式结构示意图；

图5是本发明另一种实施方式的结构示意图；

图6是本发明另一种实施方式的结构示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件的名称：

1-点火棒；11-绝缘固定架；111-热膨胀部；2-燃烧管；21-燃气进口；22-燃气预混出口；3-进风管；4-第一位置调节机构；41-第一固定座；42-第二固定座；43-第一调节螺杆；44-第一位置显示装置； 5-第二位置调节机构；51-第三固定座；52-第四固定座；53-第二调节螺杆；54-第二位置显示装置；6-螺线风道；7-涡流生成器；71-切线入口；8-点火烧嘴；81-进风孔；9-再循环筒；91-再循环孔；92-收缩口；93-扩散口翼片。

具体实施方式

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实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了达到本发明的目的，如图1-2所示，本发明的一种实施方式为：一种低排放燃烧器，包括由内向外依次套设的点火棒1、燃烧管 2、进风管3；进风管3上连接有螺线风道6，螺线风道6与进风管3 内腔连通，螺线风道6外部端口为进风口，螺线风道6的内侧安装有与进风管3内腔连通的涡流生成器7；燃烧管2上设有燃气进口21，在燃烧管2的燃烧口连接有杯状点火烧嘴8，点火烧嘴8的圆周壁上设有进风孔81，点火棒1的点火点设置在点火烧嘴8内。

采用上述技术方案的有益效果是：螺线风道6与涡流生成器7配合为进风管3内提供涡旋气流，可以提高助燃空气与燃气的混合效果，无需过量助燃空气，减少氮氧化物产生，实现低排放，同时使点火烧嘴口部火焰更为集中，延伸性好，提高燃烧器输出功率；点火烧嘴8 的长度与开口直径的比值一般设定在0.8-1.2，点火烧嘴8的设置可以减少大涡流对点火的影响，提升高火焰的稳定性，增大燃烧器的调节比，调节比最大可达50∶1。

图1中，在本发明的另一些实施方式中，还包括安装在进风管3 出风口的再循环筒9，再循环筒9上设有再循环孔91。采用上述技术方案的有益效果是：再循环筒9的设置使高速火焰后部形成一个负压区，利用再循环孔91，将燃烧室内烟气吸进火焰后部，使烟气再次参与燃烧，使氮氧化物的排放水平进一步降低。

图5中，在本发明的另一些实施方式中，再循环筒9开口部为收缩口92。采用上述技术方案的有益效果是：有助于提升再循环筒9 内负压区的负压水平，提高燃烧后烟气的再利用率。

图6中，在本发明的另一些实施方式中，收缩口92的口部还设有向外张开的扩散口翼片93，扩散口翼片93的口径小于再循环筒9 根部筒体的外周直径。采用上述技术方案的有益效果是：对烟气起到回流导向作用，提升进入再循环孔91内的烟气回流量。

在本发明的另一些实施方式中，螺线风道6为阿基米德螺线风道。采用上述技术方案的有益效果是：借助阿基米德螺线的等速性能，螺线风道内进风更为平稳，最终为进风管内提供稳定的涡旋气流，提高火焰的稳定性。

图2中，在本发明的另一些实施方式中，涡流生成器7采用切线入口71结构与进风管连通，从切线入口71的进风风向与燃烧管外周相切，切线入口71数量为两个、三个、四个或五个，图2中示出了四个切线入口71的实施例。采用上述技术方案的有益效果是：减小涡旋气流风阻，使涡旋气流沿燃烧管外周平稳进入燃烧区。

图4中，在本发明的另一些实施方式中，点火棒1采用高强度耐高温棒材，如氮化硅棒材，点火棒1采用绝缘固定架11同轴设置在燃烧管2内腔，点火棒1穿设在绝缘固定架11中心孔内。采用上述技术方案的有益效果是：点火棒1通过绝缘固定架11固定，点火棒1相比陶瓷包裹的点火棒更为轻便，无需担忧陶瓷破裂引起无法点火，其位置稳定性更高，有效防止异常放电，提高点火效率。

在本发明的另一些实施方式中，绝缘固定架11上设有多个沿圆周均匀分布的热膨胀部111。采用上述技术方案的有益效果是：点火棒1冷却状态时，热膨胀部111处于收缩状态，绝缘固定架11与燃烧管2内壁间留有少许安装间隙，方便安装；燃烧受热后，热膨胀部胀大，绝缘固定架11紧固在燃烧管2内，减少气流对点火棒1冲击产生的抖动。

如图3所示，在本发明的另一些实施方式中，点火棒1可通过第一位置调节机构4相对燃烧管2作轴向移动。第一位置调节机构4包括固定在燃烧管2管体外周的第一固定座41、固定在点火棒1外周的第二固定座42、第一调节螺杆43，第一调节螺杆43的顶部可旋转地连接在第一固定座41上，第一调节螺杆43杆体上设有外螺纹，第二固定座42上设有与所述外螺纹相匹配的内螺纹；第一固定座41与第二固定座42之间设置有第一位置显示装置44，用于显示点火棒1 点火点与燃烧管2出口的相对位置。采用上述技术方案的有益效果是：通过第一位置调整机构4调节点火棒1点火头位置，在变动的负荷下，可方便实现强烈混合，从而达到低排放效果。

在本发明的另一些实施方式中，燃烧管2可通过第二位置调节机构5相对进风管3作轴向移动。第二位置调节机构5包括固定在进风管3外周的第三固定座51、固定在燃烧管2外周的第四固定座52、第二调节螺杆53，第二调节螺杆53的顶部可旋转地连接在第三固定座51上，第二调节螺杆53杆体上设有外螺纹，第四固定座52上设有与所述外螺纹相匹配的内螺纹；第三固定座51与第四固定座52之间设置有第二位置显示装置54，用于显示燃烧管2出口与进风管3 出口的相对位置。采用上述技术方案的有益效果是：通过第二位置调节机构调节燃烧管2伸出长度，以满足不同窑炉墙体厚度。

图3中，在本发明的另一些实施方式中，点火烧嘴8的进风孔 81为顺着进风管3内涡流方向且向点火烧嘴8口部倾斜的斜孔，燃烧管2口部圆周壁上设有燃气预混出口22。采用上述技术方案的有益效果是：点火烧嘴8的进风孔81斜向顺着涡旋方向，方便助燃空气进入到点火烧嘴8内，提高点火效率。

在本发明的另一些实施方式中，所述点火烧嘴处设有电离火焰检测器和紫外线火焰检测器，采用电离和紫外线双重火焰检测方式。采用上述技术方案的有益效果是：双重火焰检测确保火焰的信号可靠，有助掌控火焰的真实状态。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种低排放燃烧器，其特征在于，包括由内向外依次套设的点火棒、燃烧管、进风管；所述进风管上连接有螺线风道，所述螺线风道与进风管内腔连通，螺线风道外部端口为进风口，螺线风道的内侧安装有与进风管内腔连通的涡流生成器；所述燃烧管上设有燃气进口，在燃烧管的燃烧口连接有杯状点火烧嘴，所述点火烧嘴的圆周壁上设有进风孔，所述点火棒的点火点设置在所述点火烧嘴内；

所述点火棒可通过第一位置调节机构相对所述燃烧管作轴向移动；所述燃烧管可通过第二位置调节机构相对所述进风管作轴向移动。

2.根据权利要求1所述的低排放燃烧器，其特征在于，还包括安装在进风管出风口的再循环筒，所述再循环筒上设有再循环孔。

3.根据权利要求2所述的低排放燃烧器，其特征在于，所述再循环筒开口部为收缩口。

4.根据权利要求3所述的低排放燃烧器，其特征在于，所述收缩口的口部还设有向外张开的扩散口翼片，所述扩散口翼片的口径小于再循环筒根部筒体的外周直径。

5.根据权利要求1所述的低排放燃烧器，其特征在于，所述螺线风道为阿基米德螺线风道；所述涡流生成器采用切线入口结构与进风管连通，从所述切线入口的进风风向与燃烧管外周相切，所述切线入口数量为两个、三个、四个或者五个。

6.根据权利要求1所述的低排放燃烧器，其特征在于，所述点火棒采用高强度耐高温棒材，所述点火棒采用绝缘固定架同轴设置在燃烧管内腔，所述点火棒穿设在绝缘固定架中心孔内。

7.根据权利要求6所述的低排放燃烧器，其特征在于，所述绝缘固定架上设有多个沿圆周均匀分布的热膨胀部。

8.根据权利要求1所述的低排放燃烧器，其特征在于，所述点火烧嘴的进风孔为顺着进风管内涡流方向且向点火烧嘴口部倾斜的斜孔；所述燃烧管口部圆周壁上设有燃气预混出口。

9.根据权利要求1所述的低排放燃烧器，其特征在于，所述点火烧嘴处设有电离火焰检测器和紫外线火焰检测器，采用电离和紫外线双重火焰检测方式。