CN110307541A - 一种烟道式浓淡燃烧低氮燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种烟道式浓淡燃烧低氮燃烧器，包括淡燃气引入燃气流路和浓燃气引入燃气流路，所述淡燃气引入燃气流路包括淡燃气引射口、淡燃气通道和淡火口，所述浓燃气引入燃气流路包括浓燃气引射口、浓燃气通道和浓火口，所述的淡火口和浓火口位于燃烧器顶部，所述淡火口位于中间，浓火口位于两侧，所述淡燃气引射口及淡燃气通道设有一对，包括第一淡燃气引射口和第二淡燃气引射口，第一淡燃气引射口和第二淡燃气引射口分别设于浓燃气引射口的两侧。本燃烧器可有效减少氮氧化物的产生，对于初次没有完全燃烧的燃气，在扩散条上部继续混合并燃烧，使燃烧温度保持在850‑1100℃左右，氮不易与氧生产氮氧化物，实现低氮氧排放。
Description
技术领域
本发明涉及燃烧器技术领域，具体涉及一种烟道式浓淡燃烧低氮燃烧器。
背景技术
随着全球对大气污染治理力度的加大，在欧洲、美洲、澳洲都对燃气用具的烟气排放氮氧化物作出了明确规定，对于氮氧化物大于56mg/M3不许在市场上销售。中国也在逐步实施限制氮氧化物排放的强制规定。2017以来京津地区对燃气壁挂炉和燃气锅炉规定了氮氧化物排放小于30mg/M3的市场准入条件。
低氮排放的关键部件是燃烧器，目前对烟道式(自然排风条件)低氮燃烧器只有欧洲的产品，但是体积大，安装不方便，燃烧方式采用冷却燃气的方法，俗称水冷式低氮燃烧，但效果不佳。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种烟道式浓淡燃烧低氮燃烧器，在自然排风的条件下实现低氮氧化物排放的浓淡燃烧低氮燃烧器，实现低氮排放。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种烟道式浓淡燃烧低氮燃烧器，包括淡燃气引入燃气流路和浓燃气引入燃气流路，所述淡燃气引入燃气流路包括淡燃气引射口、淡燃气通道和淡火口，所述浓燃气引入燃气流路包括浓燃气引射口、浓燃气通道和浓火口，所述的淡火口和浓火口位于燃烧器顶部，所述淡火口位于中间，浓火口位于两侧，所述淡燃气引射口及淡燃气通道设有一对，包括第一淡燃气引射口和第二淡燃气引射口，第一淡燃气引射口和第二淡燃气引射口分别设于浓燃气引射口的两侧。
进一步地，所述淡燃气通道为文丘里管，入口直径为15-25mm。
进一步地，所述浓燃气通道为文丘里管，入口直径为6-10mm。
进一步地，所述淡火口由若干个条形状的火口组成，所述浓火口设有若干个固定条，固定条平行间隔设置，所述浓火口与淡火口之间设置多个扩散条，扩散条使浓、淡燃气在出火口初次燃烧时形成高度较低的低温火焰。
进一步地，所述淡燃气通道上部连接淡燃气混合仓，所述淡燃气混合仓上部连接淡燃气静压仓，所述淡火口位于所述淡燃气静压仓上端。
进一步地，所述淡燃气静压仓的截面积大于淡燃气混合仓的截面积，使进入淡燃气静压仓的淡燃气得到缓冲，在淡燃气静压仓内达到压力平衡。
进一步地，所述淡燃气静压仓内设有淡燃气限流凸台，淡燃气限流凸台使进入淡燃气静压仓的淡燃气混合气体均匀分配。
进一步地，所述浓燃气通道上部连接浓燃气混合仓，所述浓燃气混合仓上部连接浓燃气静压仓，所述浓燃气通道上部设置多个小孔作为浓燃气输出孔，浓燃气经浓燃气输出孔进入浓燃气混合仓，所述浓燃气静压仓内设有多个浓燃气限流凸台，浓燃气限流凸台使浓燃气均匀分配。
进一步地，所述浓燃气混合仓以及浓燃气静压仓套设在所述淡燃气混合仓及淡燃气静压仓的外部，所述淡燃气混合仓外部底端设有用于与浓燃气混合仓密闭连接的台阶。
进一步地，所述第一淡燃气引射口、第二淡燃气引射口以及浓燃气引射口的底部设有喷嘴组合单元，包括第一喷嘴、第二喷嘴、第三喷嘴。
本发明通过以上结构，使进入淡燃气混合通道的淡燃气气体，通过文丘里管和淡燃气混合仓的混合，进入到静压仓，在淡火口流出速度和流量均匀的淡燃气气体，而浓燃气混合气体通过浓引射口，在浓文丘里混合后流出分配小孔，在浓混合仓形成静压，在通过台阶和固定条的限制，以均匀的速度和流量流出浓火口。当浓火口流出的气体和淡火口流出的燃气混合后，被燃烧器点火系统点燃(点火系统不在本发明范围内)，浓淡燃气在扩散条区域实现第一次燃烧，这时由于浓淡气体的扩散速度影响，燃气没有达到完全燃烧，燃烧温度比较低，可有效减少了氮氧化物的产生，而对于初次没有完全燃烧的燃气，在扩散条上部继续混合并燃烧，由于上部燃烧的空间扩大和剩余的浓淡燃气的互相冷却，使燃烧温度保持在850-1100℃左右，使空气中的氮不易与氧生产氮氧化物，从而实现了低氮氧排放。
附图说明
图1为本发明的分解结构示意图；
图2为本发明的主视结构示意图；
图中：1-第一淡燃气引射口；2-第二淡燃气引射口；3-浓燃气引射口；4-淡火口；5-浓火口；6-浓燃气限流凸台；7-台阶；8-淡燃气限流凸台；9-浓燃气输出孔；10-固定条；11-扩散条；12-淡燃气混合仓；13-浓燃气静压仓；14-淡燃气静压仓；15-第一喷嘴；16-第三喷嘴；17-第二喷嘴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种烟道式浓淡燃烧低氮燃烧器，如图1、2，包括淡燃气引入燃气流路和浓燃气引入燃气流路，淡燃气引入燃气流路包括淡燃气引射口、淡燃气通道和淡火口4，浓燃气引入燃气流路包括浓燃气引射口3、浓燃气通道和浓火口5，淡火口4和浓火口5位于燃烧器顶部，淡火口4位于中间，浓火口5位于两侧，淡燃气引射口及淡燃气通道设有一对，包括第一淡燃气引射口1和第二淡燃气引射口2，第一淡燃气引射口1和第二淡燃气引射口2分别设于浓燃气引射口3的两侧。淡燃气通道为文丘里管，入口直径为20mm。浓燃气通道为文丘里管，入口直径为8mm。
淡火口4共有7组火口，其中5组每组10个条形状的火口组成，位于延火口长度方向的中间，另有2组每组5个火孔位于火口长度方向的两边，淡火口排列为中间5组的组间距为20mm，两侧火孔组(每组5孔)到中间火孔组(每组10孔接近每组5孔组)的间距为15.5mm，淡火孔组火孔的间距为1.8mm，火孔宽度为0.8mm。浓火口5设有若干个固定条10，固定条10平行间隔设置，浓火口5与淡火口4之间设置多个扩散条11，扩散条11使浓、淡燃气在出火口初次燃烧时形成高度较低的低温火焰。
淡燃气通道上部连接淡燃气混合仓12，淡燃气混合仓12上部连接淡燃气静压仓14，淡火口4位于淡燃气静压仓14上端。淡燃气静压仓14的截面积大于淡燃气混合仓12的截面积，使进入淡燃气静压仓14的淡燃气得到缓冲，在淡燃气静压仓14内达到压力平衡。淡燃气静压仓14内设有淡燃气限流凸台8，淡燃气限流凸台8使进入淡燃气静压仓14的淡燃气混合气体均匀分配。
浓燃气通道上部连接浓燃气混合仓，浓燃气混合仓上部连接浓燃气静压仓13，浓燃气通道上部设置多个小孔作为浓燃气输出孔9，浓燃气经浓燃气输出孔9进入浓燃气混合仓，浓燃气静压仓13内设有多个浓燃气限流凸台6，浓燃气限流凸台6使浓燃气均匀分配。浓燃气混合仓以及浓燃气静压仓13套设在淡燃气混合仓12及淡燃气静压仓14的外部，淡燃气混合仓12外部底端设有用于与浓燃气混合仓密闭连接的台阶7。第一淡燃气引射口1、第二淡燃气引射口2以及浓燃气引射口3的底部设有喷嘴组合单元，包括第一喷嘴15、第二喷嘴17、第三喷嘴16。
上述燃烧器具有结构设计原理如下：
1、为了满足自然排风浓淡燃烧，淡燃气通道过剩空气系数的要求，本发明采用双淡燃气引射口，淡燃气通道通过两个的文丘里管引射空气，使淡燃气通道得到足够过剩空气。
2、淡火焰是建立在引射口进入空气后在文丘里管内与射入的燃气混合，通过混合仓，在节流分配凸台的阻力下对进入静压仓的淡燃气混合气体均匀分配。
3、为保证淡燃气静压仓内的压力均匀一致，在结构上使淡燃气静压仓截面积略比淡燃气混合仓截面积大一些，确保进入淡燃气静压仓的淡燃气得到缓冲，便于淡燃气静压仓的压力平衡。垂直于淡燃气静压仓的截面是由计算和试验确定的等压截面，使淡火口流出的淡燃气混合气体流速相等。
4、淡火口为60个条形状的火口组成，为确保燃气流出速度大于燃烧速度，根据淡火口的面积和进入引射口1、2的空气流入速度以及进入引射口的燃气压力，对流出淡火口的燃气速度进行了复杂的计算和试验。最后确定的淡火口的总面积和每个淡火口的面积。
5、浓燃气通道首先由浓引射口和喷嘴组成，根据浓淡燃烧技术形成的原理，对进入浓燃气的引射口截面进行了控制，使燃气与空气的比例保持在较小的过剩空气系数，所以浓引射口3直径为
6、为了使浓燃气混合气体均匀的分布在淡火口的两侧，在浓燃气文丘里管顶端设置了8个的小孔作为浓燃气输出孔9。
7、为了确保浓燃气均匀流出淡火口4的两侧，本发明采用了浓燃气静压仓13，分别包容在淡燃气通道的两侧。
8、为了保证浓火口的宽度尺寸在燃烧时不受到高温而变形，确保浓火口5的稳定性，本发明采用了10固定条。
9、为了保证浓燃气流出使浓火口5的火口宽度尺寸，在浓燃气混合仓分别设计了凸台6，控制浓火口的尺寸，凸台6又起到了均匀分配浓燃气的作用，确保浓火口5燃气流出火口时均匀的与淡火口4流出的燃气混合。
10、为了确保浓淡燃烧的扩散，在浓火口与淡火口之间设置了扩散条11，使浓淡燃气在出火口初次燃烧时得到高度较低的低温火焰。
11、为了保持浓燃气混合仓13与淡燃气混合仓12的气密性，本发明在浓淡混合仓的结合处制作一台阶18，使浓静压仓得到相对位置的定位和确保压合后的气密性。
经检测经本发明燃烧器燃烧后的气体各组分含量如下：
| CO<sub>2</sub> | NO<sub>x</sub> | CO | 折算后NO<sub>x</sub>浓度mg/m | 折算后NO<sub>x</sub>浓度mg/KWh |
| 3.4-4.6％ | 3.5-5ppm | 45-66ppm | 15.3-24.2 | 15.4-24.1 |
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种烟道式浓淡燃烧低氮燃烧器，包括淡燃气引入燃气流路和浓燃气引入燃气流路，所述淡燃气引入燃气流路包括淡燃气引射口、淡燃气通道和淡火口(4)，所述浓燃气引入燃气流路包括浓燃气引射口(3)、浓燃气通道和浓火口(5)，所述的淡火口(4)和浓火口(5)位于燃烧器顶部，所述淡火口(4)位于中间，浓火口(5)位于两侧，
其特征在于，所述淡燃气引射口及淡燃气通道设有一对，包括第一淡燃气引射口(1)和第二淡燃气引射口(2)，第一淡燃气引射口(1)和第二淡燃气引射口(2)分别设于浓燃气引射口(3)的两侧。
2.根据权利要求1所述的一种烟道式浓淡燃烧低氮燃烧器，其特征在于，所述淡燃气通道为文丘里管，入口直径为15-25mm。
3.根据权利要求1所述的一种烟道式浓淡燃烧低氮燃烧器，其特征在于，所述浓燃气通道为文丘里管，入口直径为6-10mm。
4.根据权利要求1所述的一种烟道式浓淡燃烧低氮燃烧器，其特征在于，所述淡火口(4)由若干个条形状的火口组成，所述浓火口(5)设有若干个固定条(10)，固定条(10)平行间隔设置，所述浓火口(5)与淡火口(4)之间设置多个扩散条(11)，扩散条(11)使浓、淡燃气在出火口初次燃烧时形成高度较低的低温火焰。
5.根据权利要求1所述的一种烟道式浓淡燃烧低氮燃烧器，其特征在于，所述淡燃气通道上部连接淡燃气混合仓(12)，所述淡燃气混合仓(12)上部连接淡燃气静压仓(14)，所述淡火口(4)位于所述淡燃气静压仓(14)上端。
6.根据权利要求5所述的一种烟道式浓淡燃烧低氮燃烧器，其特征在于，所述淡燃气静压仓(14)的截面积大于淡燃气混合仓(12)的截面积，使进入淡燃气静压仓(14)的淡燃气得到缓冲，在淡燃气静压仓(14)内达到压力平衡。
7.根据权利要求5所述的一种烟道式浓淡燃烧低氮燃烧器，其特征在于，所述淡燃气静压仓(14)内设有淡燃气限流凸台(8)，淡燃气限流凸台(8)使进入淡燃气静压仓(14)的淡燃气混合气体均匀分配。
8.根据权利要求5所述的一种烟道式浓淡燃烧低氮燃烧器，其特征在于，所述浓燃气通道上部连接浓燃气混合仓，所述浓燃气混合仓上部连接浓燃气静压仓(13)，所述浓燃气通道上部设置多个小孔作为浓燃气输出孔(9)，浓燃气经浓燃气输出孔(9)进入浓燃气混合仓，所述浓燃气静压仓(13)内设有多个浓燃气限流凸台(6)，浓燃气限流凸台(6)使浓燃气均匀分配。
9.根据权利要求5所述的一种烟道式浓淡燃烧低氮燃烧器，其特征在于，所述浓燃气混合仓以及浓燃气静压仓(13)套设在所述淡燃气混合仓(12)及淡燃气静压仓(14)的外部，所述淡燃气混合仓(12)外部底端设有用于与浓燃气混合仓密闭连接的台阶(7)。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种烟道式浓淡燃烧低氮燃烧器，其特征在于，所述第一淡燃气引射口(1)、第二淡燃气引射口(2)以及浓燃气引射口(3)的底部设有喷嘴组合单元，包括第一喷嘴(15)、第二喷嘴(17)、第三喷嘴(16)。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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