CN112443837A - 一种节能燃气燃烧系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节能燃气燃烧系统，包括炉体和安装在炉体上的至少一个燃烧器，燃烧器连接燃气管道和空气管道，燃气管道和空气管道分别连接燃气供应系统和鼓风机，燃烧器安装在炉体的炉壁上，包括燃气喷嘴、烟气喷嘴和空气喷嘴，燃气喷嘴、烟气喷嘴和空气喷嘴均为中空的管道，且三者的内径依次增大，燃气喷嘴、烟气喷嘴和空气喷嘴从内到外依次同轴套接。本发明三级回收排烟通道中的烟气余热；回收部分烟气，利用其形成稀氧燃烧，提高了炉内温度场的均匀性，减少局部高温点；减少了空气的带入从而降低了冷量的进入和氮气的进入，燃烧器的混合腔和支撑旋流片使烟气和燃气充分混合后在进入炉体内部；提高了燃料的利用效率、降低了污染物的生成。

Description

一种节能燃气燃烧系统
技术领域
本发明属于燃烧系统领域，具体为一种节能燃气燃烧系统。
背景技术
当今世界能源危机问题持续存在，随着社会的发展，人类对能源的需求与日俱增。煤、石油、天然气等化石能源属于不可再生能源，且储量有限，目前全球储量可供使用年限已不长，而太阳能、风能等可再生能源目前又不具备大规模应用条件，人类日常生活和生产仍然主要依靠化石能源。因此，在没有可再生能源能替代传统化石能源的现实条件下，高效利用化石能源技术是非常重要的。传统化石能源利用形式主要包括固体燃料、液体燃料和气体燃料，气体燃料热值较高、可通过管道运输，是目前广泛使用的一种燃料形式，燃烧较充分，其浪费的热量主要集中在尾部烟气。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种节能燃气燃烧系统，三级回收排烟通道中的烟气余热；回收部分烟气，利用其形成稀氧燃烧，提高了炉内温度场的均匀性，减少局部高温点；减少了空气的带入从而降低了冷量的进入和氮气的进入，减少热量损耗的同时减少了氮氧化物的生成，燃烧器的混合腔和支撑旋流片使烟气和燃气充分混合后在进入炉体内部；提高了燃料的利用效率、降低了污染物的生成。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种节能燃气燃烧系统，包括炉体和安装在炉体上的至少一个燃烧器，燃烧器连接燃气管道和空气管道，燃气管道和空气管道分别连接燃气供应系统和鼓风机，燃烧器安装在炉体的炉壁上，包括燃气喷嘴、烟气喷嘴和空气喷嘴，燃气喷嘴、烟气喷嘴和空气喷嘴均为中空的管道，且三者的内径依次增大，燃气喷嘴、烟气喷嘴和空气喷嘴从内到外依次同轴套接。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述燃烧系统还包括排烟通道，排烟通道设置在炉体的侧面近顶部，燃烧器设置在炉体的下部。
燃气喷嘴中空的管道形成燃气通道，燃气喷嘴的壁面和烟气喷嘴的壁面之间的通道为烟气通道，烟气喷嘴的壁面和空气喷嘴的壁面之间的通道为空气通道。
燃气喷嘴的入口和烟气喷嘴的入口平齐，且凸出空气喷嘴的入口；烟气喷嘴的出口和空气喷嘴的出口平齐，且凸出燃气喷嘴的出口。
燃气喷嘴出口的后端和烟气通道的后部分连通形成混合腔。
燃气管道和燃气通道连通，烟气回流管道和烟气通道连通，空气管道和空气通道连通。
燃气管道可拆卸的连接在燃气喷嘴的端面，烟气回流管道可拆卸的连接在烟气喷嘴的侧面，空气管道可拆卸的连接在空气通道的侧面。
烟气回流管道、燃气管道和空气管道靠近燃烧器的一端均设有阀门、压力表和温度计。
烟气通道内还设有多个间隔排列的支撑旋流片，支撑旋流片两端分别连接燃气喷嘴的外壁面和烟气管道的内壁面，多个支撑旋流片间隔排列形成旋流形的烟气流通通道。
烟气回流管道的一端连通烟气通道，另一端连通排烟通道，且为靠近排烟通道和炉体的连接处。
排烟通道中沿着烟气流通方向间隔设有第一换热片和第二换热片，第一换热片两侧分别连通排烟通道和燃气管道，第二换热片两侧分别连通排烟通道和空气管道。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：三级回收排烟通道中的烟气余热，充分利用了烟气中的热量；回收部分烟气，回收期热量的同时利用其形成稀氧燃烧，提高了炉内温度场的均匀性，减少局部高温点；减少了空气的带入从而降低了冷量的进入和氮气的进入，减少热量损耗的同时减少了氮氧化物的生成，燃烧器的混合腔和支撑旋流片使烟气和燃气充分混合后在进入炉体内部；提高了燃料的利用效率、降低了污染物的生成。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图；
图2为本发明一个实施例的燃烧器结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明提供的一种节能燃气燃烧系统进一步详细、完整地说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
一种节能燃气燃烧系统，如图1和2所示，包括炉体1和安装在炉体上的至少一个燃烧器2。燃烧器2的个数依据炉体1的大小和具体工况需要，燃烧器2连接燃气管道7和空气管道8，燃气管道7和空气管道8分别连接燃气供应系统和鼓风机，燃气供应系统和鼓风机分别通过燃气管道7和空气管道8给燃烧器2供应燃气和空气，使燃气和空气通过燃烧器进入炉体1内部，在炉体1内部燃烧放热。燃烧后的烟气通过排烟通道3排出。为了适应炉体1内反应物的流动方向、延长反应时间，燃烧器2设置在炉体1的下部，炉体1连接排烟通道3的入口设置在炉体1的近顶部。
燃烧器2安装在炉体1的炉壁上。包括燃气喷嘴、烟气喷嘴和空气喷嘴，燃气喷嘴、烟气喷嘴和空气喷嘴均为中空的管道，且三者的内径依次增大，燃气喷嘴、烟气喷嘴和空气喷嘴从内到外依次同轴套接。燃气喷嘴中空的管道形成燃气通道9，燃气喷嘴的壁面和烟气喷嘴的壁面之间的通道为烟气通道10，烟气喷嘴的壁面和空气喷嘴的壁面之间的通道为空气通道13。燃气喷嘴的入口和烟气喷嘴的入口平齐，且凸出空气喷嘴的入口；烟气喷嘴的出口和空气喷嘴的出口平齐，且凸出燃气喷嘴的出口。燃气喷嘴出口的后端和烟气通道的后部分连通形成混合腔12。
燃气管道7和燃气通道9连通，烟气回流管道6和烟气通道10连通，空气管道8和空气通道13连通。具体的，燃气管道7可拆卸的连接在燃气喷嘴的端面，烟气回流管道6可拆卸的连接在烟气喷嘴的侧面，空气管道8可拆卸的连接在空气通道13的侧面。烟气喷嘴的出口和空气喷嘴的出口平齐且凸出燃气喷嘴出口的设置便是为了烟气喷嘴的侧面连接烟气回流管道6。较佳的，烟气回流管道6、燃气管道7和空气管道8靠近燃烧器2的一端均设有阀门、压力表和温度计，以监测和调节相应管道内气体的流量、温度、压力等参数。
烟气通道10内还设有多个间隔排列的支撑旋流片11，支撑旋流片11两端分别连接燃气喷嘴的外壁面和烟气管道的内壁面，多个支撑旋流片11间隔排列形成旋流形的烟气流通通道，同时支撑旋流片11起到相对固定燃气喷嘴和烟气喷嘴的作用。
烟气回流管道6的一端连通烟气通道10，另一端连通排烟通道3，且为靠近排烟通道3和炉体1的连接处，此处为排烟通道3中温度较高的点。排烟通道3中沿着烟气流通方向间隔设有第一换热片5和第二换热片4。第一换热片5两侧分别连通排烟通道3和燃气管道7，第二换热片4两侧分别连通排烟通道3和空气管道8。第一换热片5和第二换热片4用于回收燃烧产生的烟气中的热量。而烟气回流管道6用于回收部分烟气，利用回收的烟气的热量的同时利用烟气形成稀氧燃烧，使炉体1内的温度场分布均匀、减少局部高温点，使烟气中未反应完全的气体进一步反应，且减少了空气的含量则减少了冷量的带入，减少了氮的含量，减少了氮氧化物的生成。
为了进一步提高对烟气的利用，设计了混合腔12，燃气和烟气在进入炉体1内部时先进行混合，混合后再进入炉体1内部和空气弥散燃烧。支撑旋流片11使烟气形成旋流流动模式，加强了烟气和燃气的混合效果。
最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种节能燃气燃烧系统，包括炉体和安装在炉体上的至少一个燃烧器，燃烧器连接燃气管道和空气管道，燃气管道和空气管道分别连接燃气供应系统和鼓风机，其特征在于，燃烧器安装在炉体的炉壁上，包括燃气喷嘴、烟气喷嘴和空气喷嘴，燃气喷嘴、烟气喷嘴和空气喷嘴均为中空的管道，且三者的内径依次增大，燃气喷嘴、烟气喷嘴和空气喷嘴从内到外依次同轴套接。
2.根据权利要求1所述的节能燃气燃烧系统，其特征在于：所述燃烧系统还包括排烟通道，排烟通道设置在炉体的侧面近顶部，燃烧器设置在炉体的下部。
3.根据权利要求1所述的节能燃气燃烧系统，其特征在于：燃气喷嘴中空的管道形成燃气通道，燃气喷嘴的壁面和烟气喷嘴的壁面之间的通道为烟气通道，烟气喷嘴的壁面和空气喷嘴的壁面之间的通道为空气通道。
4.根据权利要求3所述的节能燃气燃烧系统，其特征在于：燃气喷嘴的入口和烟气喷嘴的入口平齐，且凸出空气喷嘴的入口；烟气喷嘴的出口和空气喷嘴的出口平齐，且凸出燃气喷嘴的出口。
5.根据权利要求4所述的节能燃气燃烧系统，其特征在于：燃气喷嘴出口的后端和烟气通道的后部分连通形成混合腔。
6.根据权利要求3所述的节能燃气燃烧系统，其特征在于：燃气管道和燃气通道连通，烟气回流管道和烟气通道连通，空气管道和空气通道连通。
7.根据权利要求6所述的节能燃气燃烧系统，其特征在于：燃气管道可拆卸的连接在燃气喷嘴的端面，烟气回流管道可拆卸的连接在烟气喷嘴的侧面，空气管道可拆卸的连接在空气通道的侧面。
8.根据权利要求3所述的节能燃气燃烧系统，其特征在于：烟气通道内还设有多个间隔排列的支撑旋流片，支撑旋流片两端分别连接燃气喷嘴的外壁面和烟气管道的内壁面，多个支撑旋流片间隔排列形成旋流形的烟气流通通道。
9.根据权利要求3所述的节能燃气燃烧系统，其特征在于：烟气回流管道的一端连通烟气通道，另一端连通排烟通道，且为靠近排烟通道和炉体的连接处。
10.根据权利要求3所述的节能燃气燃烧系统，其特征在于：排烟通道中沿着烟气流通方向间隔设有第一换热片和第二换热片，第一换热片两侧分别连通排烟通道和燃气管道，第二换热片两侧分别连通排烟通道和空气管道。
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