CN112303621A - 一种超低氮锅炉气体燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超低氮锅炉气体燃烧器，具体涉及超低氮清洁燃烧技术领域，包括燃烧器壳体，所述燃烧器壳体一端中心位置固定安装有气体燃料喷枪，且气体燃料喷枪一端延伸至燃烧器壳体内部，所述燃烧器壳体内部设置有分焰组件，所述燃烧器壳体的一端面设置有第一风筒以及外周面设置有第二风筒。本发明通过利用分焰组件将火焰直接被分割成多个小火焰，使“热反应NO”有所下降，且火焰小缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间，此外，被分割成多个小火焰后的喷射状状火焰会与周围附带产生的尾气一起燃烧，而产生的废气则在排风扇的作用，经循环风管进入循环燃烧过程，提高气体燃料的利用率。

Description

一种超低氮锅炉气体燃烧器

技术领域

本发明涉及超低氮清洁燃烧技术领域，更具体地说，本发明涉及一种超低氮锅炉气体燃烧器。

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、建材等行业的工业炉(窑)及锅炉中，而作为其关键设备的气体燃烧器，也一直在不断地改进中。

现有技术中的气体燃烧器在使用时，气体燃料燃烧不充分，且产生的废气较大。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种超低氮锅炉气体燃烧器，本发明所要解决的技术问题是：如何提高气体燃料的燃烧效率，并减少气体的排放。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超低氮锅炉气体燃烧器，包括燃烧器壳体，所述燃烧器壳体一端中心位置固定安装有气体燃料喷枪，且气体燃料喷枪一端延伸至燃烧器壳体内部，所述燃烧器壳体内部设置有分焰组件，所述燃烧器壳体的一端面设置有第一风筒以及外周面设置有第二风筒，所述第一风筒以及第二风筒靠近燃烧器壳体的一端均与燃烧器壳体内腔相连通，且第一风筒以及第二风筒内部分别装配有第一风门以及第二风门，所述第一风筒以及第二风筒分别设置在分焰组件两侧，所述燃烧器壳体外周面设置有呈U型设置的循环风管，所述循环风管两端分别与分焰组件两侧的燃烧器壳体内腔相连通，且循环风管远离气体燃料喷枪的一端嵌装有排风扇。

实施方式为：使用时，助燃空气自第一风门处进入燃烧器壳体内部，与从气体燃料喷枪喷出的气体燃料混在一起进行燃烧，而燃烧时产生的呈现喷射状的火焰会穿过分焰组件，在火焰穿过分焰组件的过程中，利用分焰组件将火焰直接被分割成多个小火焰，由于小火焰的散热面积小，火焰温度交底，使“热反应NO”有所下降，且火焰小缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间，对“热反应NO”和“燃料NO”均有明显的抑制作用，此外，被分割成多个小火焰后的喷射状状火焰会与周围附带产生的尾气一起燃烧，而产生的废气则在排风扇的作用，经循环风管进入循环燃烧过程，提高气体燃料的利用率。

在一个优选地实施方式中，所述分焰组件包括有安装环，所述安装环的外周面与燃烧器壳体的内周面固定连接，所述安装环内侧设置有两个与安装环同心设置的分焰环，两个所述分焰环之间以及靠近安装环的分焰环与安装环之间均固定设有多个呈环形分布的分焰条，可利用分焰环以及分焰条将安装环内周面形成的通道划分成多个小型通道，使得火焰直接被分焰环和分焰条分割成多个小火焰。

在一个优选地实施方式中，所述分焰环面向气体燃料喷枪的一侧固定设有第一分流块，所述分焰条面向气体燃料喷枪的一侧固定设有第二分流块，所述第一分流块以及第二分流块的轴截面形状均为正三角形，用以引导火焰分割。

在一个优选地实施方式中，所述第一风筒数量设置有多个，多个所述第一风筒呈环形均匀分布在气体燃料喷枪的外侧，提高助燃空气进气量，是气体燃料能够充分燃烧。

在一个优选地实施方式中，所述第二风筒数量设置有多个，多个所述第二风筒呈环形均匀分布在燃烧器壳体的外周面，使得进助燃空气与排出废气能够同时进行。

在一个优选地实施方式中，所述循环风管数量设置有多个，多个所述循环风管呈环形均匀分布在燃烧器壳体的外周面，且多个所述循环风管和多个所述第二风筒之间交错分布，提高废气的循环效率。

在一个优选地实施方式中，所述燃烧器壳体远离气体燃料喷枪的一端设置有连接筒，所述燃烧器壳体与连接筒连接处外侧设置有锁紧环，所述燃烧器壳体与连接筒相对端的外周面均设置有外螺纹，所述锁紧环内周面设置有与外螺纹相匹配的内螺纹，所述燃烧器壳体与连接筒通过锁紧环螺纹固定，便于连接筒的快速拆装。

在一个优选地实施方式中，所述锁紧环外周面设置有两个关于锁紧环的中心轴线呈轴对称设置的拨动杆，两个所述拨动杆远离锁紧环的一端均固定套设有防护套，可通过拨动锁紧环外周面上的拨动杆，利用锁紧环内周面与燃烧器壳体以及连接筒的对接端外周面螺纹连接，将燃烧器壳体与连接筒进行对接固定，而防护套的设置，可起到防滑的作用。

在一个优选地实施方式中，所述连接筒外周面固定安装有气泵，所述气泵的出气端连接有送风管，所述连接筒的内周面与外周面之间设置有呈环形设置的风腔，所述输气管远离气泵的一端与风腔相连通，所述连接筒远离锁紧环的一端内周面对应风腔的位置处设置有多组呈环形设置的出风口，所述出风口与风腔相连通，可利用气泵通过送风管将气体泵入连接筒上的风腔内，而后由连接筒内周面上的出风口排出从而形成多层式风幕。

在一个优选地实施方式中，所述连接筒远离锁紧环的一端内周面设置有固定盘，所述固定盘的外周面均匀分布有多个连杆，所述连杆的两端分别与连接筒的内周面以及固定盘的外周面固定连接，所述固定盘面向燃烧器壳体的一侧固定连接有圆锥型挡块，所述圆锥型挡块的外周面设置有多组环形导风槽，多组所述环形导风槽与多组呈环形设置的出风口一一对应设置，使得从出风口排出的气体直接出现固定盘内侧圆锥型挡块的外周面，并在其上设置的环形导风槽的作用下，沿圆锥型挡块的斜面向分焰组件的方向流动。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过设置分焰组件和循环分管，利用分焰环以及分焰条将安装环内周面形成的通道划分成多个小型通道，使得火焰直接被分焰环和分焰条分割成多个小火焰，由于小火焰的散热面积小，火焰温度交底，使“热反应NO”有所下降，且火焰小缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间，对“热反应NO”和“燃料NO”均有明显的抑制作用，此外，被分割成多个小火焰后的喷射状状火焰会与周围附带产生的尾气一起燃烧，而产生的废气则在排风扇的作用，经循环风管进入循环燃烧过程，提高气体燃料的利用率；

2、本发明通过设置连接筒，可利用锁紧环将燃烧器壳体与连接筒进行对接固定，并利用气泵通过送风管将气体泵入连接筒上的风腔内，而后由连接筒内周面上的出风口排出从而形成多层式风幕，以阻挡燃烧过程产生的废气排出，而阻挡的废气则在排风扇的作用下，进入循环过程。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的分焰组件侧视图。

图3为本发明的分焰环与第一分流块装配结构图。

图4为本发明的分焰环与第一分流块装配剖面图。

图5为本发明的分焰条与第二分流块装配结构图。

图6为本发明的锁紧环结构示意图。

图7为本发明的固定盘与连杆装配结构图。

图8为本发明的圆锥型挡块结构示意图。

附图标记为：1燃烧器壳体、2气体燃料喷枪、3第一风筒、4第一风门、5分焰组件、51安装环、52分焰环、53分焰条、54第一分流块、55第二分流块、6第二风筒、7第二风门、8循环风管、9排风扇、10连接筒、11锁紧环、12拨动杆、13防护套、14气泵、15风腔、16出风口、17连杆、18固定盘、19圆锥型挡块、20环形导风槽、21送风管。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多示例实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的示例实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、实现或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

本发明提供了一种超低氮锅炉气体燃烧器，包括燃烧器壳体1，所述燃烧器壳体1一端中心位置固定安装有气体燃料喷枪2，且气体燃料喷枪2一端延伸至燃烧器壳体1内部，所述燃烧器壳体1内部设置有分焰组件5，所述燃烧器壳体1的一端面设置有第一风筒3以及外周面设置有第二风筒6，所述第一风筒3以及第二风筒6靠近燃烧器壳体1的一端均与燃烧器壳体1内腔相连通，且第一风筒3以及第二风筒6内部分别装配有第一风门4以及第二风门7，所述第一风筒3以及第二风筒6分别设置在分焰组件5两侧，所述燃烧器壳体1外周面设置有呈U型设置的循环风管8，所述循环风管8两端分别与分焰组件5两侧的燃烧器壳体1内腔相连通，且循环风管8远离气体燃料喷枪2的一端嵌装有排风扇9。

所述分焰组件5包括有安装环51，所述安装环51的外周面与燃烧器壳体1的内周面固定连接，所述安装环51内侧设置有两个与安装环51同心设置的分焰环52，两个所述分焰环52之间以及靠近安装环51的分焰环52与安装环51之间均固定设有多个呈环形分布的分焰条53。

所述分焰环52面向气体燃料喷枪2的一侧固定设有第一分流块54，所述分焰条53面向气体燃料喷枪2的一侧固定设有第二分流块55，所述第一分流块54以及第二分流块55的轴截面形状均为正三角形。

所述第一风筒3数量设置有多个，多个所述第一风筒3呈环形均匀分布在气体燃料喷枪2的外侧。

所述第二风筒6数量设置有多个，多个所述第二风筒6呈环形均匀分布在燃烧器壳体1的外周面。

所述循环风管8数量设置有多个，多个所述循环风管8呈环形均匀分布在燃烧器壳体1的外周面，且多个所述循环风管8和多个所述第二风筒6之间交错分布。

如图1-5所示，实施方式具体为：在实际使用过程中，直接通过气体燃料喷枪2向燃烧器壳体1内部喷射气体燃料，同时打开第一风门4和第二风门7，使助燃空气从第一风门4以及第二风门6进入燃烧器壳体1内部，以辅助气体燃料燃烧，而呈环形均匀分布的多个第一风门4以及第二风门6的设置，可使得助燃空气与气体燃料混合更加均匀，使得气体燃料能够充分燃烧，而气体燃料在燃烧器壳体1内部燃烧的过程中，由于气体燃料是自气体燃料喷枪喷射而出，使得燃烧时产生的火焰也呈现喷射状，而分焰组件5将燃烧器壳体1内腔划分成两个部分，且让第一风门4以及第二风门6分别设置在分焰组件的两侧，呈喷射状的火焰在穿过分焰组件5的过程中，由于安装环51内侧设置有两个与安装环51同心设置的分焰环52，且两个分焰环52之间以及靠近安装环51的分焰环52与安装环51之间均固定设有多个呈环形分布的分焰条53，可以将安装环51内周面形成的通道划分成多个小型通道，而分焰环52以及分焰条53端部上的第一分流块54以及第二分流块55的尖端正对气体燃料喷枪2，使得喷射状的火焰在穿过分焰组件5时，经第一分流块54以及第二分流块55的两个斜侧面引导后，直接被分焰环52和分焰条53分割成多个小火焰，由于小火焰的散热面积小，火焰温度交底，使“热反应NO”有所下降，且火焰小缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间，对“热反应NO”和“燃料NO”均有明显的抑制作用，此外，被分割成多个小火焰后的喷射状状火焰会与周围附带产生的尾气一起燃烧，而从第二风门6处进入的助燃空气会辅助小火焰与周围附带产生的尾气燃烧更充分，大大降低了氮氧化物排出的废气，与此同时，安装在燃烧器壳体1外侧壁上的循环风管8内部的排风扇9会将燃烧过程中产生的废气抽出，并由循环风管8回流进分焰组件5前侧部分的燃烧器壳体1内部，在气体燃料的燃烧作用下进行二次燃烧，该实施方式具体解决了现有技术中气体燃料燃烧不充分，且产生的废气较大的问题。

所述燃烧器壳体1远离气体燃料喷枪2的一端设置有连接筒10，所述燃烧器壳体1与连接筒10连接处外侧设置有锁紧环11，所述燃烧器壳体1与连接筒10相对端的外周面均设置有外螺纹，所述锁紧环11内周面设置有与外螺纹相匹配的内螺纹，所述燃烧器壳体1与连接筒10通过锁紧环11螺纹固定。

所述锁紧环11外周面设置有两个关于锁紧环11的中心轴线呈轴对称设置的拨动杆12，两个所述拨动杆12远离锁紧环11的一端均固定套设有防护套13。

所述连接筒10外周面固定安装有气泵14，所述气泵14的出气端连接有送风管21，所述连接筒10的内周面与外周面之间设置有呈环形设置的风腔15，所述输气管21远离气泵14的一端与风腔15相连通，所述连接筒10远离锁紧环11的一端内周面对应风腔15的位置处设置有多组呈环形设置的出风口16，所述出风口16与风腔15相连通。

所述连接筒10远离锁紧环11的一端内周面设置有固定盘18，所述固定盘18的外周面均匀分布有多个连杆17，所述连杆17的两端分别与连接筒10的内周面以及固定盘18的外周面固定连接，所述固定盘18面向燃烧器壳体1的一侧固定连接有圆锥型挡块19，所述圆锥型挡块19的外周面设置有多组环形导风槽20，多组所述环形导风槽20与多组呈环形设置的出风口16一一对应设置。

如图1和图6-8所示，实施方式具体为：在气体燃料燃烧的过程中，其燃烧所产生的废气会从燃烧器壳体1远离气体燃料喷枪2的一端排出，可在该处套装一个锁紧环11，然后安装有气泵14的连接筒10远离固定盘18的一端与燃烧器壳体1的废气排出端对接，然后转动锁紧环11外周面上的拨动杆12，利用锁紧环11内周面与燃烧器壳体1以及连接筒10的对接端外周面螺纹连接，将燃烧器壳体1与连接筒10进行对接固定，然后通过外部控制器控制气泵14工作，并通过送风管21将气体泵入连接筒10上的风腔15内，而后由连接筒10内周面上的出风口16排出，在风腔15内部的气体自出风口16排出的过程中，直接出现固定盘18内侧圆锥型挡块19的外周面，并在其上设置的环形导风槽20的作用下，沿圆锥型挡块19的斜面向分焰组件5的方向流动，从而形成多层式风幕，以阻挡燃烧过程产生的废气排出，而阻挡的废气则在排风扇9的作用下，进入循环过程，仅有少量的废气伴随着充分燃烧后产生的废气从部分第二风门6处排出，该实施方式具体解决了现有技术中的大量废气未充分燃烧就排出的问题。

本发明工作原理：

在实际使用的过程中，助燃空气自第一风门4处进入燃烧器壳体1内部，与从气体燃料喷枪2喷出的气体燃料混在一起进行燃烧，而燃烧时产生的呈现喷射状的火焰会穿过分焰组件5，在火焰穿过分焰组件5的过程中，利用分焰环52以及分焰条53将安装环51内周面形成的通道划分成多个小型通道，使得火焰直接被分焰环52和分焰条53分割成多个小火焰，由于小火焰的散热面积小，火焰温度交底，使“热反应NO”有所下降，且火焰小缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间，对“热反应NO”和“燃料NO”均有明显的抑制作用，此外，被分割成多个小火焰后的喷射状状火焰会与周围附带产生的尾气一起燃烧，而产生的废气则在排风扇9的作用，经循环风管8进入循环燃烧过程，提高气体燃料的利用率，同时，可将燃烧器壳体1与连接筒10进行对接固定，并利用气泵14通过送风管21将气体泵入连接筒10上的风腔15内，而后由连接筒10内周面上的出风口16排出从而形成多层式风幕，以阻挡燃烧过程产生的废气排出，而阻挡的废气则在排风扇9的作用下，进入循环过程。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超低氮锅炉气体燃烧器，包括燃烧器壳体（1），其特征在于：所述燃烧器壳体（1）一端中心位置固定安装有气体燃料喷枪（2），且气体燃料喷枪（2）一端延伸至燃烧器壳体（1）内部，所述燃烧器壳体（1）内部设置有分焰组件（5），所述燃烧器壳体（1）的一端面设置有第一风筒（3）以及外周面设置有第二风筒（6），所述第一风筒（3）以及第二风筒（6）靠近燃烧器壳体（1）的一端均与燃烧器壳体（1）内腔相连通，且第一风筒（3）以及第二风筒（6）内部分别装配有第一风门（4）以及第二风门（7），所述第一风筒（3）以及第二风筒（6）分别设置在分焰组件（5）两侧，所述燃烧器壳体（1）外周面设置有呈U型设置的循环风管（8），所述循环风管（8）两端分别与分焰组件（5）两侧的燃烧器壳体（1）内腔相连通，且循环风管（8）远离气体燃料喷枪（2）的一端嵌装有排风扇（9）。

2.根据权利要求1所述的一种超低氮锅炉气体燃烧器，其特征在于：所述分焰组件（5）包括有安装环（51），所述安装环（51）的外周面与燃烧器壳体（1）的内周面固定连接，所述安装环（51）内侧设置有两个与安装环（51）同心设置的分焰环（52），两个所述分焰环（52）之间以及靠近安装环（51）的分焰环（52）与安装环（51）之间均固定设有多个呈环形分布的分焰条（53）。

3.根据权利要求2所述的一种超低氮锅炉气体燃烧器，其特征在于：所述分焰环（52）面向气体燃料喷枪（2）的一侧固定设有第一分流块（54），所述分焰条（53）面向气体燃料喷枪（2）的一侧固定设有第二分流块（55），所述第一分流块（54）以及第二分流块（55）的轴截面形状均为正三角形。

4.根据权利要求1所述的一种超低氮锅炉气体燃烧器，其特征在于：所述第一风筒（3）数量设置有多个，多个所述第一风筒（3）呈环形均匀分布在气体燃料喷枪（2）的外侧。

5.根据权利要求1所述的一种超低氮锅炉气体燃烧器，其特征在于：所述第二风筒（6）数量设置有多个，多个所述第二风筒（6）呈环形均匀分布在燃烧器壳体（1）的外周面。

6.根据权利要求5所述的一种超低氮锅炉气体燃烧器，其特征在于：所述循环风管（8）数量设置有多个，多个所述循环风管（8）呈环形均匀分布在燃烧器壳体（1）的外周面，且多个所述循环风管（8）和多个所述第二风筒（6）之间交错分布。

7.根据权利要求1所述的一种超低氮锅炉气体燃烧器，其特征在于：所述燃烧器壳体（1）远离气体燃料喷枪（2）的一端设置有连接筒（10），所述燃烧器壳体（1）与连接筒（10）连接处外侧设置有锁紧环（11），所述燃烧器壳体（1）与连接筒（10）相对端的外周面均设置有外螺纹，所述锁紧环（11）内周面设置有与外螺纹相匹配的内螺纹，所述燃烧器壳体（1）与连接筒（10）通过锁紧环（11）螺纹固定。

8.根据权利要求7所述的一种超低氮锅炉气体燃烧器，其特征在于：所述锁紧环（11）外周面设置有两个关于锁紧环（11）的中心轴线呈轴对称设置的拨动杆（12），两个所述拨动杆（12）远离锁紧环（11）的一端均固定套设有防护套（13）。

9.根据权利要求7所述的一种超低氮锅炉气体燃烧器，其特征在于：所述连接筒（10）外周面固定安装有气泵（14），所述气泵（14）的出气端连接有送风管（21），所述连接筒（10）的内周面与外周面之间设置有呈环形设置的风腔（15），所述输气管（21）远离气泵（14）的一端与风腔（15）相连通，所述连接筒（10）远离锁紧环（11）的一端内周面对应风腔（15）的位置处设置有多组呈环形设置的出风口（16），所述出风口（16）与风腔（15）相连通。

10.根据权利要求9所述的一种超低氮锅炉气体燃烧器，其特征在于：所述连接筒（10）远离锁紧环（11）的一端内周面设置有固定盘（18），所述固定盘（18）的外周面均匀分布有多个连杆（17），所述连杆（17）的两端分别与连接筒（10）的内周面以及固定盘（18）的外周面固定连接，所述固定盘（18）面向燃烧器壳体（1）的一侧固定连接有圆锥型挡块（19），所述圆锥型挡块（19）的外周面设置有多组环形导风槽（20），多组所述环形导风槽（20）与多组呈环形设置的出风口（16）一一对应设置。

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