CN112325275A - 一种烟气内循环式低氮燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种烟气内循环式低氮燃烧装置，包括腔壁上设有烟气内回流吸入口、腔内设有燃气通道、助燃风通道和射吸式烟气内循环装置的燃烧器喉口，射吸式烟气内循环装置包含由水平烟气进气管和纵向烟气出气管交接互连构成的L型烟气管和由渐缩管和穿插固设在L型烟气管交接处腔壁上的直通管互连构成的文丘里式渐缩助燃风管，大部分助燃空气在流经各射吸式烟气内循环装置外围时加速、产生负压，小部分在流经文丘里式渐缩助燃风管时加速、在纵向烟气出气管中产生负压，在双重负压作用下，使喉口外围烟气被水平烟气进气管吸卷回流入纵向烟气出气管内相混、并在周围负压作用混入助燃风通道，构成贫氧助燃气体后射入炉膛，参与低氮燃烧。

Description

一种烟气内循环式低氮燃烧装置

技术领域

本发明涉及锅炉燃烧器件技术领域，特别是一种具有将燃烧器喉口 外侧区域烟气卷吸导引到喉口内、与助燃空气混合后喷射入炉膛参与低 氮燃烧、有助于降低NOx生成量功能的射吸式烟气内回流低氮燃烧装置。

背景技术

以天然气、煤、石油等化石资源为燃料的锅炉排出的废气中所含的 氮氧化物(NOx)是一种公认的大气污染物，职能部门为此制定了日趋收 严的废气排放标准加以严控，现已推出了NOx排放必须降低至30mg/Nm³以下的标准要求。对此，业界普遍采用在现有锅炉上配设低氮燃烧技术 装置、进行低氮达标改造的方法加以应对，并发现了适当降低燃料燃烧 过程中的火焰温度及参与燃烧气体的氧含量有助于降低NOx的生成量的 理论依据。对于以天然气等高热值气为燃料的燃气锅炉，目前均采用低 氮燃烧器+烟气外循环技术的低氮路线，其中所述的烟气外循环技术是通 过从锅炉尾部导引部分温度和氧含量均相对较低的待外排烟气返回到炉 膛内参与混合燃烧实现的。但在实践中发现，由于锅炉采用烟气外循环 技术时必须对锅炉进行增设包括烟循风机及烟循管道等外循部件，才能 将部分待外排烟气导引输送到燃烧器及锅炉相关部件的特定位置处，设 置比较麻烦且改造成本也较高，此外，由于被混合气体间存在温差的关 系，混合时会产生冷凝水，除存在水分蒸发时需额外损耗能量外，还会 导致腐蚀周围构件，也导致存在日常维护保养工作量大和日常使用成本 较高的弊端，所以，从实用性和经济性角度考虑，均欠理想。

发明内容

本发明的目的是要克服现有低氮燃烧技术中所存在的不足，提供一种具 有将喉口附近的外围烟气吸卷回流进入喉口腔内、与助燃空气混合后喷 射进入炉膛参与低氮燃烧、有助于降低NOx生成量的射吸式烟气内回流 低氮燃烧装置。

本发明的一种烟气内循环式低氮燃烧装置，主体包括燃烧器喉口， 与燃气喷枪进气端相连、由燃气管充任的燃气通道，由位于燃气管外围 的燃烧器喉口环腔充任的助燃风通道，其特征在于还包括设置在燃烧器 喉口腔壁上的烟气内回流吸入口和设置在燃烧器喉口腔内的射吸式烟气 内循环装置，其中：

所述的燃烧器喉口主体呈圆筒状，其轴心位置上固设有由所述的燃 气管充任的燃气通道，在靠近炉壁一侧近尾端腔壁上按需设置有若干个 所述的烟气内回流吸入口；

所述的射吸式烟气内循环装置固设在燃烧器喉口上与所述的烟气内 回流吸入口的设置位相对应的内侧壁上，包括主体由水平烟气进气管和 纵向烟气出气管交接互连构成的L型烟气管，和由渐缩管和穿插固设在 所述水平烟气进气管和纵向烟气出气管L型交接互连处腔壁上的直通管 同轴互连构成的文丘里式渐缩助燃风管；

此外，所述的射吸式烟气内循环装置通过所述的水平烟气进气管端 部与烟气内回流吸入口边沿固焊相连、固设在燃烧器喉口的所述助燃风 通道内。

工作时，燃气由燃气管送入、向各燃气喷枪供给燃气；助燃空气从 喉口尾端进入、在助燃风通道内前行流动，其中的大部分在射吸式烟气 内循环装置外围前行，在流经各射吸式烟气内循环装置时因流通面积的 缩小而不断加速，并在纵向烟气出气管外围产生能将管内混合气体外吸 入助燃风通道的负压；小部分与文丘里式渐缩助燃风管的渐缩管的端口 相对准、顺势流入、被渐缩管缩流加速成为高速气流后经直通管流出、 进入纵向烟气出气管，在纵向烟气出气管内产生能将水平烟气进气管内 气体吸入纵向烟气出气管中的负压；由此，在双重负压的作用下，通过 水平烟气进气管将喉口外围的烟气顺势吸卷回流进入纵向烟气出气管 中，与来自直通管的高速助燃空气相混后，并在纵向烟气出气管周围负 压的吸力作用下进入助燃风通道、与所述的大部分不断加速中的助燃空 气汇流构成具有一定流速、降低了一定氧含量的混合烟气流，前行喷射 进入炉膛、参与有助于抑制和降低NOx生成量的低氮燃烧。

基于上述构思的本发明射吸式烟气内回流低氮燃烧装置，由于在燃 烧器喉口腔壁上按需设置有若干烟气内回流吸入口，在燃烧器喉口腔内 固设有若干与烟气内回流吸入口对应相连、具有吸卷喉口外围烟气进入 燃烧器喉口内、并与助燃空气混合功能的射吸式烟气内循环装置，工作 时能将喉口外围的烟气吸卷入喉口腔内与正在高速前行的助燃空气混 合、有效降低了助燃气体中的氧含量，从而确保实现有效抑制NOx生成 量的低氮燃烧，为锅炉达标改造提供技术保障。本发明的技术方案，结 构简单且科学合理，工作安全可靠且自动化程度高，能达到通过烟气内 循环降低NOx排放的实质性效果，填补了行业空白，具有很强的实用性 和广泛的市场应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例的基本结构示意图；

图2是图1的A向视图；

图3是本发明实施例中射吸式烟气内循环装置的结构示意图；

图4是图3的A向视图；

图5是本发明实施例的工作示意图。

图中：

1.燃烧器喉口 2.燃气通道 21.燃气管 3.助燃风通道

4.烟气内回流吸入口 5.射吸式烟气内循环装置 51.L型烟气管

511.水平烟气进气管 512.纵向烟气出气管

52.文丘里式渐缩助燃风管 521.渐缩管 522.直通管 6.炉壁

具体实施方式

下面结合附图和典型实施例对本发明作进一步说明。

在图1到图5中，本发明的一种烟气内循环式低氮燃烧装置，主体 包括燃烧器喉口1、与燃气喷枪进气端相连的、由燃气管21充任的燃气 通道2、由位于燃气管21外围的燃烧器喉口环腔充任的助燃风通道3， 其特征在于还包括设置在燃烧器喉口1腔壁上的烟气内回流吸入口4和 设置在燃烧器喉口1腔内的射吸式烟气内循环装置5，其中：

所述的燃烧器喉口1主体呈圆筒状，其轴心位置上固设有由所述的 燃气管21充任的燃气通道2，在靠近炉壁6一侧近尾端腔壁上按需设置 有若干个所述的烟气内回流吸入口4；

所述的射吸式烟气内循环装置5固设在燃烧器喉口1上与所述的烟 气内回流吸入口4的设置位相对应的内侧壁上，包括主体由水平烟气进 气管511和纵向烟气出气管512交接互连构成的L型烟气管51，和由渐 缩管521和穿插固设在所述水平烟气进气管511和纵向烟气出气管512L 型交接互连处腔壁上的直通管522同轴互连构成的文丘里式渐缩助燃风管52；

此外，所述的射吸式烟气内循环装置5通过所述的水平烟气进气管 511端部与烟气内回流吸入口4边沿固焊相连、设置在燃烧器喉口1的 所述助燃风通道3内。

工作时，燃气由燃气管21送入、向各燃气喷枪供给燃气；助燃空气 从燃烧器喉口1尾端进入、在助燃风通道3内前行流动，其中的大部分 在射吸式烟气内循环装置5外围前行，在流经各射吸式烟气内循环装置 5时因流通面积的缩小而不断加速，并在纵向烟气出气管512外围产生 能将管内气体外吸进入助燃风通道3中的负压；小部分与文丘里式渐缩助燃风管52的渐缩管的端口相对准、顺势流入、被渐缩管521缩流加速 成为高速气流后经直通管522流出、进入纵向烟气出气管512，在纵向 烟气出气管512内产生能将水平烟气进气管511内气体吸入纵向烟气出 气管512中的负压；由此，在双重负压的作用下，通过水平烟气进气管 511将喉口外围的烟气顺势吸卷回流进入纵向烟气出气管512内，与来 自直通管522的高速助燃空气相混、并在纵向烟气出气管512周围负压 的吸力作用下进入助燃风通道、与所述的大部分不断加速中的助燃空气 汇流构成具有一定流速、降低了一定氧含量的混合烟气流，前行喷射进 入炉膛、参与有助于抑制和降低NOx生成量的低氮燃烧。

Claims (2)

1.一种烟气内循环式低氮燃烧装置，主体包括燃烧器喉口(1)、与燃气喷枪进气端相连的、由燃气管(21)充任的燃气通道(2)、由位于燃气管(21)外围的燃烧器喉口环腔充任的助燃风通道(3)，其特征在于还包括设置在燃烧器喉口1腔壁上的烟气内回流吸入口(4)和设置在燃烧器喉口1腔内的射吸式烟气内循环装置(5)，其中：

所述的燃烧器喉口(1)主体呈圆筒状，其轴心位置上固设有由所述的燃气管(21)充任的燃气通道(2)所述的燃气管，在靠近炉壁(6)一侧的近尾端圆环状腔壁按需设置有若干个所述的烟气内回流吸入口(4)；

所述的所述的射吸式烟气内循环装置(5)固设在燃烧器喉口(1)上与所述的烟气内回流吸入口(4)的对应内侧壁上，包括主体由水平烟气进气管(511)和纵向烟气出气管(512)交接互连构成的L型烟气管(51)，和由渐缩管(521)和穿插固设在所述水平烟气进气管(511)和纵向烟气出气管(512)L型互连交接处腔壁上的直通管(522)同轴互连构成的文丘里式渐缩助燃风管(52)。

2.根据权利要求1所述的射吸式烟气内回流低氮燃烧装置，其特征在于所述的射吸式烟气内循环装置(5)通过所述的水平烟气进气管(511)端部与烟气内回流吸入口(4)边沿固焊相连、固设在燃烧器喉口(1)的所述助燃风通道(3)内。

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