CN112161267A - 一种适用于焦炉煤气多级可调低氮气体燃烧器 - Google Patents

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姬海民
周飞
申冀康
李文锋
徐党旗
董方奇
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Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Xian Xire Boiler Environmental Protection Engineering Co Ltd
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Xian Thermal Power Research Institute Co Ltd
Xian Xire Boiler Environmental Protection Engineering Co Ltd
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    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • F23D14/04Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23D14/62Mixing devices; Mixing tubes
    • F23D14/64Mixing devices; Mixing tubes with injectors

Abstract

本发明公开了一种适用于焦炉煤气多级可调低氮气体燃烧器,二次燃料筒与燃烧器箱壳之间布置旋流装置;燃烧器箱壳的侧面设有助燃空气入口,所述助燃空气入口处设置助燃空气挡板,助燃空气入口分为二路,其中,一路经中心风调节阀与中心风筒相连通,另一路与燃烧器箱壳相连通;燃烧器箱壳的外侧设有气体燃料入口,所述气体燃料入口处设置有主气体燃料调节挡板,气体燃料入口分为三路,其中,第一路经中心燃料调节阀与中心燃料筒相连通,第二路经调节装置与一次燃料筒相连通,第三路与二次燃料筒相连通,该燃烧器能够满足排放标准。

Description

一种适用于焦炉煤气多级可调低氮气体燃烧器
技术领域
本发明属于超低氮清洁燃烧技术领域,涉及一种适用于焦炉煤气多级可调低氮气体燃烧器。
背景技术
近年来,能源的需求量和价格都不断攀升,而能源供给却相对紧张,能源缺口问题日趋显著,同时全球环境问题不断凸显,譬如气候变暖、酸雨和光化学烟雾问题,使得环境问题日益受到社会关注,目前,世界能源供给主要依赖于化石能源,燃烧是其能源转换的主要方式,它将燃料的化学能转换为热能,通过燃烧矿物燃料所获得的能量占世界总能量消耗的90%以上,节能减排任务艰巨。
气体燃料具有较高的燃烧效率和低污染排放等特点,所以气体燃料作为清洁能源广泛应用于电力、化工、冶金、钢铁等行业锅炉中。而作为其关键设备的气体燃烧器,研究不断取得进展。但对它的研究主要集中在对燃烧器的性能改进方面。而对污染物控制方面关注的还远远不够。
由于焦炉煤气中存在大量H2,而H2燃点温度较低,极易燃烧,导致其他气体燃料也极易燃烧,产生局部高温区域,从而产生大量NOx。而目前适用于焦炉煤气低氮气体燃烧器甚少,调节手段少,燃料分级较差,燃料聚集,导致燃烧温度高,排放较高,不能满足现有排放标准。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供了一种适用于焦炉煤气多级可调低氮气体燃烧器,该燃烧器能够满足排放标准。
为达到上述目的,本发明所述的适用于焦炉煤气多级可调低氮气体燃烧器包括由内到外依次分布的中心燃料筒、中心风筒、一次燃料筒、二次燃料筒及燃烧器箱壳,其中,中心燃料筒内部形成中心燃料区域,中心燃料筒与中心风筒之间形成环形的中心风区域,中心风筒与一次燃料筒之间形成环形的一次燃料区域,一次燃料筒与二次燃料筒之间形成环形的二次燃料区域,二次燃料筒与燃烧器箱壳之间形成环形的旋流风区域;
二次燃料筒与燃烧器箱壳之间布置旋流装置;
燃烧器箱壳的侧面设有助燃空气入口,所述助燃空气入口处设置助燃空气挡板,助燃空气入口分为二路,其中,一路经中心风调节阀与中心风筒相连通,另一路与燃烧器箱壳相连通;
燃烧器箱壳的外侧设有气体燃料入口,所述气体燃料入口处设置有主气体燃料调节挡板,气体燃料入口分为三路,其中,第一路经中心燃料调节阀与中心燃料筒相连通,第二路经调节装置与一次燃料筒相连通,第三路与二次燃料筒相连通。
中心燃料筒的出口处布置圆形钝体。
一次燃料区域的端部沿周向设置有若干第一圆形喷口,各第一圆形喷口的喷射方向朝向中心风筒,各第一圆形喷口的喷射方向与中心风筒轴线之间的夹角均为α。
二次燃料区域的端部沿周向设置有若干第二圆形喷口,其中,第二圆形喷口的喷射方向朝向二次燃料筒,且各第二圆形喷口的喷射方向与二次燃料筒轴线之间的夹角为β。
α+β=90°。
本发明具有以下有益效果:
本发明所述的适用于焦炉煤气多级可调低氮气体燃烧器在具体操作时,助燃气体经中心风筒及旋流风区域分二级喷出,焦炉煤气燃料经中心燃料筒、一次燃料筒及二次燃料筒分三级与助燃气体混合,中心燃料燃烧伞状喷射,一次燃料向内喷射与中心直流风形成中心火焰,保证稳燃,二次燃料向外喷射与旋流风混合,形成主火焰,实现中心稳燃,外围扩散形式的燃烧火焰模式,控制了燃烧温度,也抑制了NOx生成,同时每级燃料与每级助燃空气均可调节,当燃料种类变化时,通过改变配比均可实现低氮燃烧,且结构简单,制造成本低。
附图说明
图1为本发明外形图;
图2为本发明的喷口结构示意图;
图3为本发明的中心燃料喷口结构示意图。
其中,1为中心燃料筒、2为中心风筒、3为一次燃料筒、4为二次燃料筒、5为燃烧器箱壳、6为旋流风区域、7为二次燃料区域、8为一次燃料区域、9为中心风区域、10为中心燃料区域、11为助燃空气挡板、12为中心风调节阀、13为中心燃料调节阀、14为主气体燃料调节挡板、15为调节装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
参考图1至图3,本发明所述的适用于焦炉煤气多级可调低氮气体燃烧器包括由内到外依次分布的中心燃料筒1、中心风筒2、一次燃料筒3、二次燃料筒4及燃烧器箱壳5,其中,中心燃料筒1内部形成中心燃料区域10,中心燃料筒1与中心风筒2之间形成环形的中心风区域9,中心风筒2与一次燃料筒3之间形成环形的一次燃料区域8,一次燃料筒3与二次燃料筒4之间形成环形的二次燃料区域7,二次燃料筒4与燃烧器箱壳5之间形成环形的旋流风区域6;二次燃料筒4与燃烧器箱壳5之间布置旋流装置;燃烧器箱壳5的侧面设有助燃空气入口,所述助燃空气入口处设置助燃空气挡板11,助燃空气入口分为二路,其中,一路经中心风调节阀12与中心风筒2相连通,另一路与燃烧器箱壳5相连通;燃烧器箱壳5的外侧设有气体燃料入口,所述气体燃料入口处设置有主气体燃料调节挡板14,气体燃料入口分为三路,其中,第一路经中心燃料调节阀13与中心燃料筒1相连通,第二路经调节装置15与一次燃料筒3相连通,第三路与二次燃料筒4相连通,中心燃料筒1的出口处布置圆形钝体。
一次燃料区域8的端部沿周向设置有若干第一圆形喷口,各第一圆形喷口的喷射方向朝向中心风筒2,各第一圆形喷口的喷射方向与中心风筒2轴线之间的夹角均为α;二次燃料区域7的端部沿周向设置有若干第二圆形喷口,其中,第二圆形喷口的喷射方向朝向二次燃料筒4,且各第二圆形喷口的喷射方向与二次燃料筒4轴线之间的夹角为β,α+β=90°。
本发明在工作时,燃料分三级,每级配比均可实现调节,助燃空气分两级,内直流外旋流,旋流角度可调,每级配比均可实现调节。

Claims (5)

1.一种适用于焦炉煤气多级可调低氮气体燃烧器,其特征在于,包括由内到外依次分布的中心燃料筒(1)、中心风筒(2)、一次燃料筒(3)、二次燃料筒(4)及燃烧器箱壳(5),其中,中心燃料筒(1)内部形成中心燃料区域(10),中心燃料筒(1)与中心风筒(2)之间形成环形的中心风区域(9),中心风筒(2)与一次燃料筒(3)之间形成环形的一次燃料区域(8),一次燃料筒(3)与二次燃料筒(4)之间形成环形的二次燃料区域(7),二次燃料筒(4)与燃烧器箱壳(5)之间形成环形的旋流风区域(6);
二次燃料筒(4)与燃烧器箱壳(5)之间布置旋流装置;
燃烧器箱壳(5)的侧面设有助燃空气入口,所述助燃空气入口处设置助燃空气挡板(11),助燃空气入口分为二路,其中,一路经中心风调节阀(12)与中心风筒(2)相连通,另一路与燃烧器箱壳(5)相连通;
燃烧器箱壳(5)的外侧设有气体燃料入口,所述气体燃料入口处设置有主气体燃料调节挡板(14),气体燃料入口分为三路,其中,第一路经中心燃料调节阀(13)与中心燃料筒(1)相连通,第二路经调节装置(15)与一次燃料筒(3)相连通,第三路与二次燃料筒(4)相连通。
2.根据权利要求1所述的适用于焦炉煤气多级可调低氮气体燃烧器,其特征在于,中心燃料筒(1)的出口处布置圆形钝体。
3.根据权利要求1所述的适用于焦炉煤气多级可调低氮气体燃烧器,其特征在于,一次燃料区域(8)的端部沿周向设置有若干第一圆形喷口,各第一圆形喷口的喷射方向朝向中心风筒(2),各第一圆形喷口的喷射方向与中心风筒(2)轴线之间的夹角均为α。
4.根据权利要求3所述的适用于焦炉煤气多级可调低氮气体燃烧器,其特征在于,二次燃料区域(7)的端部沿周向设置有若干第二圆形喷口,其中,第二圆形喷口的喷射方向朝向二次燃料筒(4),且各第二圆形喷口的喷射方向与二次燃料筒(4)轴线之间的夹角为β。
5.根据权利要求4所述的适用于焦炉煤气多级可调低氮气体燃烧器,其特征在于,α+β=90°。
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