CN112240545B - 低氮燃烧器、燃烧器组件和低氮燃烧器系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及加热炉燃烧领域，具体而言，涉及一种低氮燃烧器、燃烧器组件和低氮燃烧器系统。该低氮燃烧器包括燃烧器本体、多孔蓄热件、耐火砖组件以及第一燃料枪组件，燃烧器本体具有用于流通高温加湿空气的流通腔；耐火砖组件设置于燃烧器本体的一侧，并与燃烧器本体连接，多孔蓄热件设置于耐火砖组件相对远离燃烧器本体的一侧，并与耐火砖组件连接，继而所述多孔蓄热件和所述耐火砖组件形成用于高温加湿空气与燃料混合燃烧的燃烧腔，燃烧腔与流通腔连通，第一燃料枪组件的用于喷出燃料的枪头位于燃烧腔内。其能够有效降低烟气中NO_x的含量，可以使烟气中的NO_x含量降低至15ppm以下。

Description

低氮燃烧器、燃烧器组件和低氮燃烧器系统

技术领域

本发明涉及加热炉燃烧领域，具体而言，涉及一种低氮燃烧器、燃烧器组件和低氮燃烧器系统。

背景技术

随着炼油化工、电力、冶金等行业的迅速发展，工业管式炉对燃烧器提出了更高的环保要求，低NO_x燃烧器在石油化工行业得到了广泛应用。目前，常规低NO_x燃烧器采用分级燃烧和烟气内循环的技术降低火焰区温度，从而减少燃烧过程中热力学NO_x的生成，相应的火焰区温度越低，NO_x生成量越少。但在实际应用过程中，当加热炉炉膛温度低于650℃时，低NO_x燃烧器极易出现燃烧不完全，点火困难、火焰稳定性差、CO含量偏高的问题，严重时出现炉膛正压、助燃空气不足、燃烧器火焰熄火等故障，存在安全隐患。当加热炉炉膛温度高于850℃时，分级燃烧和烟气内循环的技术难以使NO_x含量降低至50ppm以下，特别是炉膛温度较高时，需要向燃烧器中引入大量蒸汽，才能使烟气中的NO_x含量达标排放。同时，现有的低氮燃烧技术难以进一步降低烟气中NO_x含量，使其降低至30ppm以下；并且在不同炉膛温度下采用的燃烧技术有所区别，未有一种适用于所有加热炉的低氮燃烧技术。

专利CN203718776U提出一种稳定火焰低NO_x燃烧器，采用分级枪、耐火砖和稳焰板实现燃料分级燃烧和烟气再循环，进而降低火焰温度，达到降低NO_x的目的。该发明提出的技术仅适用炉膛温度700～850℃的加热炉，并且降低NO_x能力有限，无法使烟气NO_x含量降低至30ppm以下，用于炉膛温度高于850℃时，烟气中NO_x含量难以达标排放。

专利CN109737402A提出一种高温炉膛用U形火焰低氧化氮燃烧器，采用特殊结构耐火砖结构和特殊形状的燃烧器燃料气枪布置，使加热炉炉膛不出现局部温度过高，并辅助有燃料分级、非当量燃烧技术，降低了烟气中NO_x含量。该技术不适用炉膛温度低于700℃的加热炉，并且降低NO_x的能力有限，难以使烟气中NO_x含量降低至30ppm以下。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种低氮燃烧器、燃烧器组件和低氮燃烧器系统，其能够有效降低烟气中NO_x的含量，可以使烟气中的NO_x含量降低至15ppm以下。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明实施例提供一种低氮燃烧器，包括燃烧器本体、多孔蓄热件、耐火砖组件以及第一燃料枪组件；

所述燃烧器本体具有用于流通高温加湿空气的流通腔；所述耐火砖组件设置于燃烧器本体的一侧，并与所述燃烧器本体连接，所述多孔蓄热件设置于所述耐火砖组件相对远离所述燃烧器本体的一侧，并与所述耐火砖组件连接，继而所述多孔蓄热件和所述耐火砖组件形成用于高温加湿空气与燃料混合燃烧的燃烧腔，所述燃烧腔与所述流通腔连通，所述第一燃料枪组件的用于喷出燃料的枪头位于所述燃烧腔内。

在可选的实施方式中，所述第一燃料枪组件包括中心枪，所述中心枪设置于所述燃烧器本体内，并与所述燃烧器本体连接，所述中心枪的枪头位于所述燃烧腔内；

优选地，所述中心枪与所述燃烧腔同轴。

在可选的实施方式中，所述第一燃料枪组件还包括长明灯，所述长明灯设置于所述燃烧器本体内，并与所述燃烧器本体连接，所述长明灯的枪头位于所述燃烧腔内，且所述长明灯设置于所述中心枪的一侧。

在可选的实施方式中，耐火砖组件包括多块耐火砖，多块所述耐火砖沿所述燃烧器本体的周向设置，并与所述燃烧器本体连接。

在可选的实施方式中，所述耐火砖上开设有燃料喷孔，所述燃料喷孔向相对靠近所述多孔蓄热件的方向倾斜设置；

优选地，所述燃料喷孔的中心线与水平面的夹角为30-90度，优选为40-70度；

优选地，所述燃料喷孔的个数为2-12个。

在可选的实施方式中，所述低氮燃烧器还包括第二燃料枪组件，所述第二燃料枪组件用于通过燃料喷孔向燃烧腔内喷射燃料的枪头设置于所述耐火砖外，并通过所述燃料喷孔向所述燃烧腔内喷射燃料；

优选地，所述第二燃料枪组件包括多个分级枪，多个分级枪的枪头沿所述耐火砖的外周设置，每个所述分级枪的枪头与所述燃料喷孔一一对应，使得燃料经过所述燃料喷孔进入燃烧腔内；

优选地，每个所述燃料喷孔的中心线与其对应的所述分级枪的枪头的喷射中心线重合；

优选地，每个所述分级枪的枪头分别穿过所述燃烧器本体，并位于所述耐火砖组件外。

在可选的实施方式中，多孔蓄热件相对靠近所述燃烧器本体的一侧到所述分级枪的枪头的垂直距离h≥100mm；

优选地，所述多孔蓄热件内多孔的当量直径d为1～10mm，所述多孔蓄热件的厚度H≥10d，所述多孔蓄热件的长度和宽度大于耐火砖组件的外径。

在可选的实施方式中，所述燃烧器本体上设置有用于该高温加湿空气进入的气体进口；

优选地，所述气体进口设置于所述燃烧器本体的底部；

优选地，所述低氮燃烧器还包括用于调节所述高温加湿空气的流入量的空气调节挡板，所述空气调节挡板设置于所述燃烧器本体的气体进口处，并与所述燃烧器本体连接。

第二方面，本发明实施例提供一种燃烧器组件，其包括加热炉和前述实施方式任一项所述的低氮燃烧器，所述燃烧器本体相对靠近所述多孔蓄热件的一侧所述加热炉的炉底连接，所述多孔蓄热件、所述耐火砖组件以及所述第一燃料枪组件的枪头均位于所述加热炉内；

优选地，第二燃料枪组件的枪头位于所述加热炉的炉膛内。

第三方面，本发明实施例提供一种低氮燃烧器系统，其包括空气加湿塔以及前述实施方式所述的燃烧器组件，所述空气加湿塔的出气口与所述低氮燃烧器的进气口连通；

优选地，所述低氮燃烧器系统还包括循环水管，所述循环水管的高温水出口与所述空气加湿塔的进水口连通，所述空气加湿塔的出水口与所述循环水管的低温进水口连通。

本发明实施例的有益效果包括，例如：本发明实施例通过采用多孔蓄热件，使得混合高温加湿空气与燃料的混合气体可以在多孔蓄热件以及多孔蓄热件和耐火砖组件形成的燃烧腔内燃烧，继而释放出热量，燃烧产生的热量一部分通过多孔蓄热件以固体辐射的形式传递，一部分以高温烟气的方式传递，另一部分以传导的方式用于加热刚进入多孔蓄热件或者燃烧腔的混合气体。混合气体在多孔蓄热件和燃烧腔中燃烧与常规混合燃烧相比，增加了固体辐射散热和传导热散热两个方式，燃烧产生的热量能以较快的速度传递出去，致使燃烧温度大幅降低，进而有效降低了NO_x的生成；

采用高温加湿空气，使得进入燃烧腔的空气的含水量由不足1％提升至2～8％，大幅增加了空气中的水含量。由于水蒸气比热容大于烟气比热容，水蒸气含量增加可使火焰燃烧温度有效降低。同时，水蒸气含量增加降低了空气中的氧气和氮气的占比，降低了氮气与氧气的接触几率，进而有效降低了燃烧过程中NO_x的生成量，可使烟气中的NO_x含量再降低10％以上。

本发明实施例采用多孔蓄件进行热燃烧，高温加湿空气与燃料的混合气在多孔蓄热件内进行燃烧，可为燃料提供足够的燃烧时间，解决低温炉膛加热炉(炉膛温度低于700℃)低氮燃烧过程燃料燃烧不完全的问题。采用多孔蓄热件燃烧和空气加热技术，通过固体辐射和增加水蒸气的方式大幅提高了火焰的辐射力，相同传热量和传热能力的情况下，在较低的火焰温度下，即可完成热量的传递。解决高温炉膛加热炉(炉膛温度高于1000℃)，燃烧过程的NOx的生成难以抑制的问题。本发明实施例提供了一种适用于所有加热炉的低氮燃烧技术，适用于不同炉膛温度的加热炉。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的低氮燃烧器的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的多孔蓄热件的结构示意图；

图3为本发明实施例2提供的燃烧器组件的结构示意图；

图4为本发明实施例3提供的低氮燃烧器系统的结构示意图。

图标：100-低氮燃烧器；110-燃烧器本体；111-气体进口；113-流通腔；114-空气调节挡板；120-耐火砖组件；121-耐火砖；122-燃料喷孔；123-燃烧腔；130-多孔蓄热件；140-第二燃料枪组件；141-分级枪；150-第一燃料枪组件；151-中心枪；152-长明灯；200-燃烧器组件；210-加热炉；211-炉膛；300-低氮燃烧器系统；310-空气加湿塔；311-循环水管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

实施例1

请参考图1，本实施例提供了一种低氮燃烧器100，其包括燃烧器本体110，燃烧器本体110具有用于流通高温加湿空气的流通腔113，该高温加湿空气指的是常温空气(温度为10℃或者温度更低的空气)被加热加湿后的具有一定热能的空气，例如，该高温加湿空气一般指的是温度为30-40℃，含水量为2-8％(空气中水的质量分数)的空气。该燃烧器本体110上设置有用于该高温加湿空气进入的气体进口111，优选地，气体进口111设置于燃烧器本体110的底部。

需要说明的是，该燃烧器本体110一般竖直放置，因此，将燃烧器本体110靠近地面的一侧称为燃烧器本体110的底部，而燃烧器本体110远离地面的一侧称为燃烧器本体110的顶部。

低氮燃烧器100包括用于调节所述高温加湿空气的流入量的空气调节挡板114，空气调节挡板114设置于燃烧器本体110的气体进口111处，并与所述燃烧器本体110连接，继而调节空气的流入量。

低氮燃烧器100包括耐火砖组件120，耐火砖组件120设置于燃烧器本体110的一侧，并与所述燃烧器本体110连接。具体地，该耐火砖组件120包括多块耐火砖121，多块所述耐火砖121沿所述燃烧器本体110的周向设置，并与所述燃烧器本体110连接，即多块耐火砖121环设于燃烧器本体110的顶部，并与燃烧器本体110连接，继而耐火砖121形成能够实现燃烧的燃烧腔，该燃烧腔与流通腔113连通，继而高温加湿空气经过流通腔113进入燃烧腔，继而实现燃烧。

具体地，在燃烧器本体110的顶部的内壁沿其周向环形焊接一个钢架或者其他材质的能够起到支撑作用的支撑架，而后多块耐火砖121设置于该支撑架上，继而实现耐火砖121与燃烧器本体110的连接。需要说明的是，耐火砖121也可以通过其他方式与燃烧器本体110连接。

进一步地，耐火砖121上开设有燃料喷孔122，所述燃料喷孔122向相对靠近所述多孔蓄热件的方向倾斜设置；所述燃料喷孔122的中心线与水平面的夹角α为30-90度，优选为40-70度；所述燃料喷孔122的个数为2-12个。该水平面是以地面为参照的水平面。在耐火砖121上设置燃料喷孔122可以使得燃料枪内的燃料喷入燃烧腔123，继而实现燃烧。

进一步地，此时耐火砖121形成的燃烧腔123为开放式的，那么燃烧发生的热量大量损失，且降低燃烧效果，因此，本发明实施例的低氮燃烧器100包括多孔蓄热件130，该多孔蓄热件130设置于所述耐火砖组件120相对远离所述燃烧器本体110的一侧，并与所述耐火砖组件120连接。具体地，多孔蓄热件130放置于耐火砖121上，并完全覆盖耐火砖121，继而多孔蓄热件130与耐火砖组件120形成相对封闭的用于燃烧所述高温加湿空气的燃烧腔123，所述燃烧腔123与所述流通腔113连通。

同时，多孔蓄热件130还可以燃烧高温加湿空气，且多孔蓄热件130为燃料燃烧的主要区域，70％以上的燃料在多孔蓄热件130内燃烧，采用多孔蓄热件130有以下几个好处：高温加湿空气与燃料混合形成的混合气体能够在多孔蓄热件130内燃烧释放热量，且燃烧产生的热量一部分通过蓄热燃烧体以固体辐射的形式传递，一部分以高温烟气的方式传递，另一部分以传导的方式用于加热刚进入多孔蓄热件130的混合气体。同时，燃烧腔123内燃烧产生的热量能够进入多孔蓄热件130内进行热量存储。混合气体在多孔蓄热燃烧体中燃烧与常规混合燃烧相比，增加了固体辐射散热和传导热散热两个方式，燃烧产生的热量能以较快的速度传递出去，致使燃烧温度大幅降低，进而有效降低了NO_x的生成。

进一步地，参见图2，多孔蓄热件130可以为直孔网格型、颗粒堆砌型、泡沫散布型、纤维散布型。多孔蓄热燃烧体的材质可以为莫来石陶瓷、碳化硅陶瓷、Al₂O₃陶瓷、ZrO陶瓷，也可以为耐高温超级合金钢。

进一步地，多孔蓄热件130内多孔的当量直径d为1～10mm，所述多孔蓄热件130的厚度H≥10d，所述多孔蓄热件130的长度和宽度大于耐火砖组件120的外径；多孔蓄热件130的孔隙率为30～90％。采用上述规格的多孔蓄热件130可以保证其燃烧和储能效果，进一步降低烟气中NO_x的含量。

进一步地，低氮燃烧器100还包括第二燃料枪组件140，所述第二燃料枪组件140用于通过燃料喷孔向燃烧腔内喷射燃料的枪头设置于所述耐火砖121外，并通过所述燃料喷孔122向所述燃烧腔123内喷射燃料。具体地，第二燃料枪组件140包括多个分级枪141，多个分级枪141的枪头沿所述耐火砖121的外周设置，每个所述分级枪141的枪头与所述燃料喷孔122一一对应，使得燃料经过所述燃料喷孔122进入燃烧腔123内。

进一步地，多孔蓄热件130相对靠近所述燃烧器本体110的一侧到所述分级枪141的枪头的垂直距离h≥100mm，即多孔蓄热件130的底部到分级枪141的枪头的垂直距离h≥100mm，且每个所述分级枪141的枪头分别穿过所述燃烧器本体110，并位于所述耐火砖组件120外。即分级枪141的枪头穿过了燃烧器本体110，而后每个分级枪141的枪头对应一个燃料喷孔122，而分级枪141的枪身位于燃烧器本体110内，继而便于后续该低氮燃烧器100与加热炉作用时，能保证分级枪141的枪头与燃料喷孔122作用，且简化低氮燃烧器100的结构。

进一步地，每个所述燃料喷孔122的中心线与其对应的所述分级枪141的枪头的喷射中心线重合，将燃料喷孔122倾斜设置并采用上述方式设置燃料喷孔122，能够进一步保证燃烧效果，且能够将加热炉的炉膛内的烟气部分重新吸入燃烧腔123以及多孔蓄热件130内进行燃烧，进一步降低烟气内氮化物的含量。

综上，沿耐火砖121的外周设置分级枪141，使得燃料以沿耐火砖121周向均匀喷入耐火砖121，与高温加湿空气混合后进入多孔蓄热件130，可使进入多孔蓄热件130的混合气体均匀分布，避免出现局部燃料集聚和局部高温区域。另外，燃料经分级枪141喷入耐火砖121内，卷吸部分烟气进入燃烧腔123，可进一步抑制NO_x的生成。

进一步地，低氮燃烧器100还包括第一燃料枪组件150，所述第一燃料枪组件150的用于喷出燃料的枪头位于所述燃烧腔123内。

具体地，第一燃料枪组件150包括中心枪151，所述中心枪151设置于所述燃烧器本体110内，并与所述燃烧器本体110连接，所述中心枪151的枪头位于所述燃烧腔123内。即中心枪151的枪头穿过燃烧器本体110，而后使得中心枪151的枪头位于燃烧腔123内，但是中心枪151的枪身仍位于燃烧腔123本体内，即位于流通腔113内。且较优地，所述中心枪151与所述燃烧腔123同轴继而使得中心枪151能够充分喷射燃料，保证充分燃烧，减少NOx的含量。

中心枪151的燃料占燃烧器总燃料的比例低于30％，且中心枪151起到预燃烧的作用。当多孔蓄热将的温度达到700℃时，则停止中心枪151，而采用第二燃料枪组件140即分级枪141进行燃料供应，继而使得该低氮燃烧器100可以适用于不同炉膛温度的加热炉210。

具体地，对于低温炉膛的加热炉(炉膛温度低于700℃)，低氮燃烧过程存在燃料燃烧不完全的问题。本发明实施例采用多孔蓄热件130，使得混合气在蓄热燃烧体内进行燃烧，多孔蓄热件130可为燃料提供足够的燃烧时间，可保证燃料的完成燃烧。

对于高温炉膛的加热炉(炉膛温度高于1000℃)，炉膛温度较高，燃烧过程的NO_x的生成难以抑制。本发明实施例采用多孔蓄热件130和高温加湿空气加热技术结合，通过固体辐射和增加水蒸气的方式大幅提高了火焰的辐射力，相同传热量和传热能力的情况下，在较低的火焰温度下，即可完成热量的传递。与常规的低氮燃烧技术相比，可以有效降低火焰温度，大幅降低烟气中的NO_x含量。

进一步地，第一燃料枪组件150还包括长明灯152，所述长明灯152设置于所述燃烧器本体110内，并与所述燃烧器本体110连接，所述长明灯152的枪头位于所述燃烧腔123内，且所述长明灯152设置于所述中心枪151的一侧。当低氮燃烧器100内的烟气不足以中心枪151喷射燃料燃烧时，但是又要保证低氮燃烧器100的安全，且必须进行燃烧时，则利用长明灯152喷射燃料，继而实现燃烧。

需要说明的是，本实施例提供的长明灯并不是常规的LED灯等，而是本领域技术人员公知的可以喷射燃料以及点火功效的长明灯。采用的燃料可以是甲烷、天然气等常规的可燃气体。

实施例2

参见图3，本实施例提供一种燃烧器组件200，其包括加热炉210和实施例1的低氮燃烧器100，且该低氮燃烧器100中燃料喷孔122中心线与水平面的夹角为α＝60°，分级枪141喷头到多孔蓄热件130的垂直距离h＝150mm，多孔蓄热件130为直孔网格型莫来石陶瓷，孔隙率为60％。多孔当量直径d＝5mm，多孔蓄热件130厚度H＝60mm。分级枪141只数为6只，高温加湿空气的温度为40℃，中心枪151的燃料占比为20％。

燃烧器本体110相对靠近所述多孔蓄热件130的一侧所述加热炉210的炉底连接，即燃烧器本体110的顶部与加热炉210的炉底连接。多孔蓄热件130、所述耐火砖组件120以及所述第一燃料枪组件150的枪头均位于所述加热炉210内，即相当于燃烧腔123以及耐火砖121等位于加热炉210的炉膛211内，继而使得燃烧在加热炉210内进行。且第二燃料枪组件140的枪头位于所述加热炉210的炉膛211内，即每个分级枪141的枪头穿过燃烧器本体110的底部和顶部，而后均都位于加热炉210的炉膛211内，但是均匀分布在耐火砖121外，继而使得分级枪141喷射燃料时，可以将炉膛211内的烟气少量地带入燃烧腔123内进行进一步燃烧，继而进一步降低烟气中NO_x的含量。

需要说明的是，燃烧器组件200中低氮燃烧器100可以有多个，多个低氮燃烧器100并排设置，且均与加热炉210的炉底连接。

实施例3

参见图4，本实施例提供一种低氮燃烧器系统300，其包括空气加湿塔310以实施例2的燃烧器组件200，其中，该低氮燃烧器100中燃料喷孔122中心线与水平面的夹角为α＝60°，分级枪141喷头到多孔蓄热件130的垂直距离h＝150mm，多孔蓄热件130为直孔网格型莫来石陶瓷，孔隙率为60％。多孔当量直径d＝5mm，多孔蓄热件130厚度H＝60mm。分级枪141只数为6只，高温加湿空气的温度为40℃，中心枪151的燃料占比为20％。

空气加湿塔310的出气口与所述低氮燃烧器100的气体进口111连通，空气加湿塔310能够对常温空气进行加热加湿，继而使得进入低氮燃烧器100内的空气为高温加湿空气，提升燃烧效果。

进一步地，低氮燃烧器系统300还包括循环水管311，所述循环水管311的高温水出口与所述空气加湿塔310的进水口连通，所述空气加湿塔310的出水口与所述循环水管311的低温进水口连通。

本发明实施例还提供一种上述低氮燃烧器系统的工作过程：

10℃、水分质量含量为1％的空气进入空气加湿塔，被从循环水管引入的42℃的循环水加湿升温至40℃后，从空气加湿塔的出气口流出，继而进入低氮燃烧器呢，而42℃的循环水加湿空气后温度降至32℃，而后从空气加湿塔的出水口流出，返回循环水管中。而40℃、水分的质量分数为4％的空气经过空气调节挡板进入流通腔内，再进入燃烧腔，与从中心枪喷出的燃料混合燃烧，超声高温烟气加热多孔蓄热件，当多孔蓄热件的温度达到700℃是，调大空气调节挡板的开度，停止中心枪的燃料供应，打开分级枪的燃料管路，燃料从分级枪喷涂燃烧腔内，与经过流通腔进入燃烧腔的高温加湿空气混合向上流动进入多孔蓄热件内，混合气体在多孔蓄热将内燃烧产生高温烟气。

对比例1：对比例1也提供一种低氮燃烧器系统，其结构与实施例3的低氮燃烧器系统的区别点在于：未设置多孔蓄热体、中心枪以及空气加湿塔，其他元件以及连接关系均与实施例3的低氮燃烧器系统相同。

对比例2：对比例2也提供一种低氮燃烧器系统，其结构与实施例3的低氮燃烧器系统的区别点在于：未设置多孔蓄热体以及中心枪，其他元件以及连接关系均与实施例3的低氮燃烧器系统相同。

对比例3：对比例3也提供一种低氮燃烧器系统，其结构与实施例3的低氮燃烧器系统的区别点在于：未设置空气加湿塔，其他元件以及连接关系均与实施例3的低氮燃烧器系统相同。

分别利用对比例1-3以及实施例3的低氮燃烧器系统进行加热，其中，除了采用的低氮燃烧器系统不同外，其他的操作条件，例如通入的空气的流量等因素相同，而后检测不同炉膛温度下烟气的NO_x和CO的含量，检测结果如下：

根据上述表格可知，采用本发明实施例提供的低氮燃烧器系统后烟气中的NO_x和CO的含量均显著降低，说明本发明实施例提供的低氮燃烧器系统能够高效燃烧，减少烟气中NO_x和CO的含量。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (19)

1.一种低氮燃烧器，其特征在于，包括燃烧器本体、多孔蓄热件、耐火砖组件以及第一燃料枪组件，

所述燃烧器本体具有用于流通高温加湿空气的流通腔；所述耐火砖组件包括多块耐火砖，多块所述耐火砖沿所述燃烧器本体的周向设置，并与所述燃烧器本体连接，所述多孔蓄热件设置于所述耐火砖组件相对远离所述燃烧器本体的一侧，并与所述耐火砖组件连接，继而所述多孔蓄热件和所述耐火砖组件形成用于高温加湿空气与燃料混合燃烧的燃烧腔，所述燃烧腔与所述流通腔连通，所述第一燃料枪组件的用于喷出燃料的枪头位于所述燃烧腔内。

2.根据权利要求1所述的低氮燃烧器，其特征在于，所述第一燃料枪组件包括中心枪，所述中心枪设置于所述燃烧器本体内，并与所述燃烧器本体连接，所述中心枪的枪头位于所述燃烧腔内。

3.根据权利要求2所述的低氮燃烧器，其特征在于，所述中心枪与所述燃烧腔同轴。

4.根据权利要求2所述的低氮燃烧器，其特征在于，所述第一燃料枪组件还包括长明灯，所述长明灯设置于所述燃烧器本体内，并与所述燃烧器本体连接，所述长明灯的枪头位于所述燃烧腔内，且所述长明灯设置于所述中心枪的一侧。

5.根据权利要求4所述的低氮燃烧器，其特征在于，所述耐火砖上开设有燃料喷孔，所述燃料喷孔向相对靠近所述多孔蓄热件的方向倾斜设置。

6.根据权利要求5所述的低氮燃烧器，其特征在于，所述燃料喷孔的中心线与水平面的夹角为30-90度；所述燃料喷孔的个数为2-12个。

7.根据权利要求6所述的低氮燃烧器，其特征在于，所述燃料喷孔的中心线与水平面的夹角为40-70度。

8.根据权利要求5所述的低氮燃烧器，其特征在于，所述低氮燃烧器还包括第二燃料枪组件，所述第二燃料枪组件用于通过燃料喷孔向燃烧腔内喷射燃料的枪头设置于所述耐火砖外，并通过所述燃料喷孔向所述燃烧腔内喷射燃料。

9.根据权利要求8所述的低氮燃烧器，其特征在于，所述第二燃料枪组件包括多个分级枪，多个分级枪的枪头沿所述耐火砖的外周设置，每个所述分级枪的枪头与所述燃料喷孔一一对应，使得燃料经过所述燃料喷孔进入燃烧腔内。

10.根据权利要求9所述的低氮燃烧器，其特征在于，每个所述燃料喷孔的中心线与其对应的所述分级枪的枪头的喷射中心线重合。

11.根据权利要求10所述的低氮燃烧器，其特征在于，每个所述分级枪的枪头分别穿过所述燃烧器本体，并位于所述耐火砖组件外。

12.根据权利要求9所述的低氮燃烧器，其特征在于，多孔蓄热件相对靠近所述燃烧器本体的一侧到所述分级枪的枪头的垂直距离h≥100mm；

所述多孔蓄热件内多孔的当量直径d为1~10mm，所述多孔蓄热件的厚度H≥10d，所述多孔蓄热件的长度和宽度大于耐火砖组件的外径；多孔蓄热件的孔隙率为30~90%。

13.根据权利要求1所述的低氮燃烧器，其特征在于，所述燃烧器本体上设置有用于该高温加湿空气进入的气体进口。

14.根据权利要求13所述的低氮燃烧器，其特征在于，所述气体进口设置于所述燃烧器本体的底部。

15.根据权利要求13所述的低氮燃烧器，其特征在于，所述低氮燃烧器还包括用于调节所述高温加湿空气的流入量的空气调节挡板，所述空气调节挡板设置于所述燃烧器本体的气体进口处，并与所述燃烧器本体连接。

16.一种燃烧器组件，其特征在于，其包括加热炉和权利要求1-15任一项所述的低氮燃烧器，所述燃烧器本体相对靠近所述多孔蓄热件的一侧所述加热炉的炉底连接，所述多孔蓄热件、所述耐火砖组件以及所述第一燃料枪组件的枪头均位于所述加热炉内。

17.根据权利要求16所述的燃烧器组件，其特征在于，第二燃料枪组件的枪头位于所述加热炉的炉膛内。

18.一种低氮燃烧器系统，其特征在于，其包括空气加湿塔以及权利要求16所述的燃烧器组件，所述空气加湿塔的出气口与所述低氮燃烧器的进气口连通。

19.根据权利要求18所述的低氮燃烧器系统，其特征在于，所述低氮燃烧器系统还包括循环水管，所述循环水管的高温水出口与所述空气加湿塔的进水口连通，所述空气加湿塔的出水口与所述循环水管的低温进水口连通。

Images