CN113007706A - 一种管冷式燃气预混超低氮燃烧器与预混方法 - Google Patents

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CN113007706A CN202110163501.1A CN202110163501A CN113007706A CN 113007706 A CN113007706 A CN 113007706A CN 202110163501 A CN202110163501 A CN 202110163501A CN 113007706 A CN113007706 A CN 113007706A
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周劲松
张维国
王勤辉
方梦祥
余春江
郑成航
肖刚
高翔
骆仲泱
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Abstract

一种管冷式燃气预混超低氮燃烧器，包括燃烧器本体，燃烧器本体上设有燃气入口和助燃气入口，燃烧器本体的内部有内腔，内腔沿气流方向依次分为预混腔、管冷混合室和燃烧室；燃气入口和助燃气入口分别与预混腔连通，助燃气入口内设有均流板；管冷混合室内设有冷却管束，冷却管束包括多个冷却管，相邻冷却管之间具有间隙，间隙形成预混气体通道，预混气体通道连通预混腔与燃烧室。本发明还提供一种管冷式燃气预混超低氮燃烧器的预混方法。本发明集控制燃气回燃、燃气与助燃气完全混合2个低氮预混燃烧器关键要素，燃气和助燃气体二级混合、管内介质冷却，混合特性好，环境温度较低，气流流速较高，安全无回火，燃烧充分超低氮排放。

Description

一种管冷式燃气预混超低氮燃烧器与预混方法
技术领域
本发明涉及燃气超低氮排放燃烧器，尤其涉及一种管冷式燃气预混超低氮燃烧器与预混方法。
背景技术
燃烧产生的氮氧化物溶于水后会生成为酸雨，酸雨会对环境带来广泛的危害，造成巨大的经济损失。2015年，北京市环境保护局颁布了《锅炉大气污染物排放标准》，其中规定：2017年4月1日起，新建锅炉氮氧化物排放量不得高于30mg/m3，在用锅炉氮氧化物排放量不得高于80mg/m3。目前低氮燃烧器主要有燃料分级燃烧器、空气分级燃烧器、烟气再循环燃烧器、高温空气燃烧器、多孔介质燃烧器与复合型燃烧器。对于燃用燃气的锅炉，实现低氮燃烧的技术主要有三种，分别为烟气再循环技术、全预混表面燃烧技术和水冷预混燃烧技术。其中烟气再循环与全预混表面燃烧技术对于燃烧效率均有影响。而水冷预混燃烧技术能实现低氮燃烧而不降低燃烧效率。
在现有技术中，相似专利有公告日为2015年4月29日，公布号为CN104566472A的中国发明专利《水冷式完全预混燃烧器》，另外还有2019年12月13日，公告号为CN110566947A的中国发明专利《一种超低氮预混燃气燃烧器及其燃烧方法》，两者都为水冷低氮燃烧技术，且都是一种低氮排放燃烧技术。但前者体积较大，结构相对较复杂。后者在喷嘴中加入了实心的钝体，结构亦相对较复杂，且小型化相对困难。两者的结构特点都是预混气在管道内流动，冷却介质在管外的壳体内流动，预混气体在离开管道后燃烧，是典型的火管锅炉形式。燃烧区与冷却区为独立的两个区域，管内不具备燃气助燃气混合的增强功能。
与火管(管内流动高温烟气)不同，本发明类似水管锅炉(管内流动低温介质)，冷却介质在冷却管束的管内流动，管外为预混气体通道，燃气和助燃气在预混腔中进行一次混合后，通过冷却管束时进行二次混合，不仅温度受到控制，而且其混合程度亦得到大力增强。对于预混低氮燃烧器，控制燃气的回燃、燃气与助燃气的完全混合是实现低氮预混燃烧的2个关键要素。
发明内容
为克服上述问题，本发明提供一种运行安全、燃烧效率高、氮氧化物超低排放的管冷式燃气预混超低氮燃烧器与预混方法。
本发明的第一个方面提供一种管冷式燃气预混超低氮燃烧器，包括燃烧器本体，燃烧器本体上设有燃气入口(1)和助燃气入口(2)，燃烧器本体的内部有内腔，内腔沿气流方向依次分为预混腔(4)、管冷混合室(5)和燃烧室(6)；所述燃气入口(1)和助燃气入口(2)分别与预混腔(4)连通，助燃气入口(2)内设有均流板(3)，均流板(3)封闭助燃气入口(2)，均流板(3)上设有若干均流孔，均流孔贯通助燃气入口(2)和预混腔(4)；所述管冷混合室(5)内设有冷却管束(14)，冷却管束(14)包括多个相互平行的冷却管(15)，相邻冷却管(15)之间具有间隙，间隙形成预混气体通道，预混腔(4)通过所述预混气体通道与燃烧室(6)连通，燃烧室(6)内设有点火电极(7)；冷却管(15)内设有冷却介质，冷却管(15)的两端分别与冷却介质进口集箱(9)、冷却介质出口集箱(10)连通，冷却介质进口集箱(9)、冷却介质出口集箱(10)分别连接有冷却介质进口管(8)和冷却介质出口管(11)。
进一步，所述冷却管束(14)包括多个与气流方向垂直的冷却管(15)，多个冷却管(15)沿气流方向间隔分层布置，不同层的冷却管(15)错列排布或顺列排布，相邻两层冷却管(15)之间的间距相等或沿气流方向逐渐减小。
进一步，相邻两个冷却管(15)外表面之间的最小水平间距为0.20mm-15mm；相邻冷却管(15)外表面之间的最小垂直间距为0.5mm-50mm。
进一步，所述冷却介质进口集箱(9)、冷却介质出口集箱(10)对称设置在管冷混合室(5)的外壁上，冷却管(15)的两端连接于管冷混合室(5)的壁面并分别与管冷混合室(5)外侧的冷却介质进口集箱(9)、冷却介质出口集箱(10)连通。
进一步，所述冷却管束(14)包括多个与气流方向平行的冷却管(15)，多个冷却管(15)呈顺列或错列排列；冷却管(15)的上端连接有冷却介质进口集箱(9)，冷却管(15)的下端连接有冷却介质出口集箱(10)；冷却介质进口集箱(9)的顶面设有燃烧喷嘴(16)，燃烧喷嘴(16)和冷却介质进口集箱(9)上设有与预混气体通道一一对应的气体出口通道，气体出口通道与预混气体通道贯通；冷却介质进口集箱(9)、冷却介质出口集箱(10)分别连接有冷却介质进口管(8)和冷却介质出口管(11)，冷却介质进口管(8)和冷却介质出口管(11)延伸至燃烧器本体外侧。
进一步，相邻两个冷却管(15)外表面之间的最小水平间距为0.10mm-15mm；冷却管束(14)长度一致，其长度不超过450mm。
进一步，所述冷却介质进口集箱(9)、冷却介质出口集箱(10)位于燃烧器本体两侧，冷却介质进口集箱(9)的内壁与管冷混合室(5)和预混腔(4)的外壁形成第一夹套结构，冷却介质出口集箱(10)的内壁与管冷混合室(5)和预混腔(4)的外壁形成第二夹套结构；冷却管(15)的两端连接于管冷混合室(5)的壁面并分别与第一夹套结构、第二夹套结构连通；第一夹套结构上设有冷却介质进口管(8)，第二夹套结构上设有冷却介质出口管(11)。
进一步，所述预混腔(4)的壁面上通过安全阀接口(12)连接有安全阀(13)。
进一步，所述冷却管(15)中的冷却介质为气体或液体，液体是水或导热油，气体为空气。
进一步，所述冷却管(15)的横截面为圆形或矩形。
进一步，所述预混腔(4)、管冷混合室(5)、燃烧室(6)的截面为圆形或方形。
本发明的第二个方面提供一种管冷式燃气预混超低氮燃烧器的预混方法，燃气与助燃气的混合方式包含二级，一级混合在预混腔中进行，燃气从燃气入口进入预混腔，助燃气从助燃气入口通过均流板进入预混腔，在预混腔中进行一级预混合；二级混合在管冷混合室中进行，从预混腔中出来的一级混合气通过管冷混合室并在其中进行二级混合；燃气与助燃气的二级混合气充分预混后进入燃烧室燃烧。
本发明的有益效果是：考虑预混低氮燃烧器控制燃气回燃、燃气与助燃气的混合完全性这2个关键要素，燃气和助燃气体通过预混腔和管冷混合室二级混合，混合均匀性好；燃烧火焰分离，降低局部火焰高温，热力型NOX生成少；混合气流在管冷混合室内的冷却管束缝隙中流动，冷却管束具有冷却与混合双重功能，混合好，环境温度较低，气流流速较高，安全无回火。
附图说明
图1是本发明冷却管与气流流向垂直布置时的结构示意图。
图2a是冷却管横截面为圆形的示意图。
图2b是冷却管横截面为长方形的示意图。
图2c是冷却管横截面为正方形的示意图。
图3a是图1中A-A向的剖视图，其中冷却管为多层顺列排布，且d2'＜d2”＜d2”'。
图3b是图1中A-A向的剖视图，其中冷却管为多层错列排布，且d2'＜d2”＜d2”'。
图3c是图1中A-A向的剖视图，其中冷却管为多层顺列排布，且d2'＝d2”＝d2”'。
图3d是图1中A-A向的剖视图，其中冷却管为多层错列排布，且d2'＝d2”＝d2”'。
图4a是冷却管与气流流向平行布置方式示意图。
图4b是图4a中C处的局部剖视图。
图4c是图4a中D处的局部剖视图。
图5a是图4a中B-B向的剖视图，其中冷却管顺列排列。
图5b是图4a中B-B向的剖视图，其中冷却管错列排列。
图6是本发明冷却管与气流流向垂直布置，且燃烧器本体的外壁为夹套结构时的结构示意图。
图7a是冷却管束与气流流向垂直布置，且管冷混合室的截面为圆形时的示意图。
图7b是冷却管束与气流流向垂直布置，且管冷混合室的截面为矩形时的示意图。
图8a是冷却管束与气流流向平行布置，且管冷混合室的截面为圆形时的示意图。
图8b是冷却管束与气流流向平行布置，且管冷混合室的截面为矩形时的示意图。
附图标记说明：1、燃气入口；2助燃气入口；3、均流板；4、预混腔；5、管冷混合室；6、燃烧室；7、点火电极；8、冷却介质进口连接管；9、冷却介质进口集箱；10、冷却介质出口集箱；11、冷却介质出口连接管；12、安全阀接口；13、安全阀；14、冷却管束；15、冷却管；16、燃烧喷嘴。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明专利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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，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，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
如图1所示，本实施例为本发明所述的一种管冷式燃气预混超低氮燃烧器，包括燃烧器本体，燃烧器本体上设有燃气入口1和助燃气入口2，燃烧器本体的内部有内腔，内腔沿气流方向依次分为预混腔4、管冷混合室5和燃烧室6；所述燃气入口1和助燃气入口2分别与预混腔4连通，助燃气入口2内设有均流板3，均流板3封闭助燃气入口2，均流板3上设有若干均流孔，均流孔贯通助燃气入口2和预混腔4；预混腔4设有一个安全阀接口12，安全阀接口12与安全阀13连接。
预混腔4、管冷混合室5和燃烧室6的横截面均为圆形。
管冷混合室5内设有冷却管束14，冷却管束14由3层冷却管15顺列布置而成，其布置方向与气流方向相互垂直。相邻冷却管15之间具有间隙，间隙形成预混气体通道，预混腔4通过所述预混气体通道与燃烧室6连通，燃烧室6内设有点火电极7；本实施例中冷却管15为圆形金属管，如图2a所示。每层中两两冷却管15外表面之间的水平间距为d1＝0.2mm，每两层冷却管15外表面之间的垂直间距为d2＝50mm。冷却管15内的冷却介质为冷却水，燃气和助燃气在冷却管15外流动并混合。
冷却介质进口集箱9、冷却介质出口集箱10对称设置在管冷混合室5的外壁上，冷却管15的两端连接于管冷混合室5的壁面并分别与管冷混合室5外侧的冷却介质进口集箱9、冷却介质出口集箱10连通。冷却介质进口集箱9与冷却介质进口管8相连，冷却介质出口集箱10与冷却介质出口管11相连。冷却水的流通方向为：冷却介质进口管8——冷却介质进口集箱9——冷却介质出口集箱10——冷却介质出口管11。
燃气从燃气入口1进入预混腔4，助燃气从助燃气入口2通过均流板3进入预混腔4，他们在预混腔4中进行一级预混合，之后通过管冷混合室5并在其中进行二级混合。混合气经过管冷混合室5的冷却管束14后进入燃烧室6，被点火电极7引燃并燃烧，点火电极7位于燃烧室6中，并设置在预混气体通道在最后一层冷却管15的出口附近。冷却管15内为冷却水，冷却管15外为预混气体，冷却管束14具有冷却与混合双重功能。
实施例二
如图1所示，本实施例为本发明所述的一种管冷式燃气预混超低氮燃烧器，包括燃烧器本体，燃烧器本体上设有燃气入口1和助燃气入口2，燃烧器本体的内部有内腔，内腔沿气流方向依次分为预混腔4、管冷混合室5和燃烧室6；所述燃气入口1和助燃气入口2分别与预混腔4连通，助燃气入口2内设有均流板3，均流板3封闭助燃气入口2，均流板3上设有若干均流孔，均流孔贯通助燃气入口2和预混腔4；预混腔4设有一个安全阀接口12，安全阀接口12与安全阀13连接。
预混腔4、管冷混合室5和燃烧室6的横截面均为圆形。
管冷预混室5中布置有由冷却管15组成的冷却管束14，冷却管束14由8层冷却管15错列布置而成，其布置方向与混合气流方向相互垂直。冷却管15为矩形金属管，如图2b所示。每层中两两冷却管15外表面之间的水平间距为d1＝15mm，每两层冷却管15外表面之间的垂直间距d2为变间距，沿气流流向分别为6mm、5mm、4mm、3mm、2mm、1mm、0.5mm。冷却管15内的冷却介质为导热油，燃气和助燃气在冷却管15外流动并混合。
冷却介质进口集箱9、冷却介质出口集箱10对称设置在管冷混合室5的外壁上，冷却管15的两端连接于管冷混合室5的壁面并分别与管冷混合室5外侧的冷却介质进口集箱9、冷却介质出口集箱10连通。冷却介质进口集箱9与冷却介质进口管8相连，冷却介质出口集箱10与冷却介质出口管11相连。导热油的流通方向为：冷却介质进口管8——冷却介质进口集箱9——冷却介质出口集箱10——冷却介质出口管11。
燃气从燃气入口1进入预混腔4，助燃气从助燃气入口2通过均流板3进入预混腔4，他们在预混腔4中进行一级预混合，之后通过管冷混合室5并在其中进行二级混合。混合气经过管冷混合室5的冷却管束14后进入燃烧室6，被点火电极7引燃并燃烧，点火电极7位于燃烧室6中，并设置在预混气体通道在最后一层冷却管15的出口附近。冷却管15内为导热油，冷却管15外为预混气体，冷却管束14具有冷却与混合双重功能。
实施例三
如图1所示，本实施例为本发明所述的一种管冷式燃气预混超低氮燃烧器，包括燃烧器本体，燃烧器本体上设有燃气入口1和助燃气入口2，燃烧器本体的内部有内腔，内腔沿气流方向依次分为预混腔4、管冷混合室5和燃烧室6；所述燃气入口1和助燃气入口2分别与预混腔4连通，助燃气入口2内设有均流板3，均流板3封闭助燃气入口2，均流板3上设有若干均流孔，均流孔贯通贯通助燃气入口2和预混腔4；预混腔4设有一个安全阀接口12，安全阀接口12与安全阀13连接。
预混腔4、管冷混合室5和燃烧室6的横截面均为矩形。
管冷预混室5中布置有由冷却管15组成的冷却管束14，冷却管束14由8层冷却管15错列布置而成，其布置方向与混合气流方向相互垂直。冷却管15为矩形金属管，如图2c所示。每层中两两冷却管15外表面之间的水平间距为d1＝15mm，每两层冷却管15外表之间之间的垂直间距为d2＝0.5mm。冷却管15内的冷却介质为冷却空气，燃气和助燃气在冷却管15外流动并混合。
如图6所示，冷却介质进口集箱9的内壁与混合室5和燃烧室6的外壁形成第一夹套结构，冷却介质出口集箱10的内壁与混合室5和燃烧室6的外壁形成第二夹套结构；冷却管束14中的冷却空气入口端与第一夹套结构相连，冷却空气出口端与第二夹套结构相连。第一夹套结构上设有冷却介质进口管8，第二夹套结构上设有冷却介质出口管11。冷却空气的流通方向为：冷却介质进口管8——第一夹套结构——第二夹套结构——冷却介质出口管11。
燃气从燃气入口1进入预混腔4，助燃气从助燃气入口2通过均流板3进入预混腔4，他们在预混腔4中进行一级预混合，之后通过管冷混合室5并在其中进行二级混合。混合气经过管冷混合室5的冷却管束14后进入燃烧室6，被点火电极7引燃并燃烧，点火电极7位于燃烧室6中，并设置在预混气体通道在最后一层冷却管15的出口附近。冷却管15内为冷却空气，冷却管15外为预混气体，冷却管束14具有冷却与混合双重功能。
实施例四
参照附图1和附图4a，本实施例为本发明所述的一种管冷式燃气预混超低氮燃烧器，包括燃烧器本体，燃烧器本体上设有燃气入口1和助燃气入口2，燃烧器本体的内部有内腔，内腔沿气流方向依次分为预混腔4、管冷混合室5和燃烧室6；所述燃气入口1和助燃气入口2分别与预混腔4连通，助燃气入口2内设有均流板3，均流板3封闭助燃气入口2，均流板3上设有若干均流孔，均流孔贯通助燃气入口2和预混腔4；预混腔4设有一个安全阀接口12，安全阀接口12与安全阀13连接。
预混腔4、管冷混合室5和燃烧室6的横截面均为矩形。
管冷预混室5矩形截面尺寸为140x140mm。管冷预混室5中布置有由冷却管15组成的冷却管束14，冷却管束14中的冷却管15顺列布置而成，其布置方向与混合气流方向相互平行，如图4a所示。冷却管15为圆形金属管，如图2a所示。两两冷却管15外表面之间的水平间距为d1＝0.10mm，d2＝0.10mm；冷却管束14中各冷却管15的管长一致，其长度为50mm。冷却管15内的冷却介质为冷却水，燃气和助燃气在冷却管15外流动并混合。
冷却管束14中的上端的冷却水入口端与冷却介质进口集箱9相连，冷却管15下端的出口端与冷却介质出口集箱10相连。冷却介质进口集箱9的顶面设有燃烧喷嘴16，燃烧喷嘴16和冷却介质进口集箱9上设有与预混气体通道一一对应的气体出口通道，气体出口通道与预混气体通道贯通。冷却介质进口集箱9与冷却介质进口管8相连，冷却介质出口集箱10与冷却介质出口管11相连。冷却水的流通方向为：冷却介质进口管8——冷却介质进口集箱9——冷却介质出口集箱10——冷却介质出口管11。
燃气从燃气入口1进入预混腔4，助燃气从助燃气入口2通过均流板3进入预混腔4，他们在预混腔4中进行一级预混合，之后在管冷混合室5中进行二级混合。混合气经过管冷混合室5的冷却管束14后由燃烧喷嘴16进入燃烧室6，被点火电极7引燃并燃烧，点火电极7位于燃烧室6，燃烧喷嘴16的出口端附近。冷却管15内为冷却水，冷却管15外为预混气体，冷却管束14具有冷却与混合双重功能。
实施例五
参照附图，本实施例为本发明所述的一种管冷式燃气预混超低氮燃烧器，包括燃烧器本体，燃烧器本体上设有燃气入口1和助燃气入口2，燃烧器本体的内部有内腔，内腔沿气流方向依次分为预混腔4、管冷混合室5和燃烧室6；所述燃气入口1和助燃气入口2分别与预混腔4连通，助燃气入口2内设有均流板3，均流板3封闭助燃气入口2，均流板3上设有若干均流孔，均流孔贯通助燃气入口2和预混腔4；预混腔4设有一个安全阀接口12，安全阀接口12与安全阀13连接。
预混腔4、管冷混合室5和燃烧室6的横截面均为矩形。
管冷预混室5矩形截面尺寸为140x140mm。管冷预混室5中布置有由冷却管15组成的冷却管束14，冷却管束14冷却管15顺列布置而成，其布置方向与混合气流方向相互平行，如图4a所示。冷却管15为圆形金属管，如图2a所示。两两冷却管15外表面之间的水平间距为d1＝2mm，d2＝2mm；管束14中各管子15的管长一致，其长度为50mm。冷却管15内为导热油，燃气和助燃气在冷却管15外流动并混合。
冷却管束14中的上端的导热油入口端与冷却介质进口集箱9相连，冷却管15下端的出口端与冷却介质出口集箱10相连。冷却介质进口集箱9的顶面设有燃烧喷嘴16，燃烧喷嘴16和冷却介质进口集箱9上设有与预混气体通道一一对应的气体出口通道，气体出口通道与预混气体通道贯通。冷却介质进口集箱9与冷却介质进口管8相连，冷却介质出口集箱10与冷却介质出口管11相连。导热油的流通方向为：冷却介质进口管8——冷却介质进口集箱9——冷却介质出口集箱10——冷却介质出口管11。
燃气从燃气入口1进入预混腔4，助燃气从助燃气入口2通过均流板3进入预混腔4，他们在预混腔4中进行一级预混合，之后在管冷混合室5中进行二级混合。混合气经过管冷混合室5的冷却管束14后由燃烧喷嘴16进入燃烧室6，被点火电极7引燃并燃烧，点火电极7位于燃烧室6，燃烧喷嘴16的出口端附近。冷却管15内为导热油，冷却管15外为预混气体，冷却管束14具有冷却与混合双重功能。
实施例六
参照附图，本实施例为本发明所述的一种管冷式燃气预混超低氮燃烧器，包括燃烧器本体，燃烧器本体上设有燃气入口1和助燃气入口2，燃烧器本体的内部有内腔，内腔沿气流方向依次分为预混腔4、管冷混合室5和燃烧室6；所述燃气入口1和助燃气入口2分别与预混腔4连通，助燃气入口2内设有均流板3，均流板3封闭助燃气入口2，均流板3上设有若干均流孔，均流孔贯通助燃气入口2和预混腔4；预混腔4设有一个安全阀接口12，安全阀接口12与安全阀13连接。
预混腔4、管冷混合室5和燃烧室6的横截面均为圆形。
管冷预混室5圆形截面尺寸为
Figure BDA0002936519620000161
管冷预混室5中布置有由冷却管15组成的冷却管束14，冷却管束14冷却管15错列布置而成，其布置方向与混合气流方向相互平行，如图4a所示。冷却管15为矩形金属管，如图2b所示。两两冷却管15外表面之间的水平间距为d1＝15mm，d2＝15mm；管束14中各管子15的冷却管15的管长一致，其长度为450mm。冷却管15内为冷却空气，燃气和助燃气在冷却管15外流动并混合。
如图6所示，冷却管束14中的上端的冷却空气入口端与冷却介质进口集箱9相连，冷却管15下端的出口端与冷却介质出口集箱10相连。冷却介质进口集箱9的顶面设有燃烧喷嘴16，燃烧喷嘴16和冷却介质进口集箱9上设有与预混气体通道一一对应的气体出口通道，气体出口通道与预混气体通道贯通。冷却介质进口集箱9与冷却介质进口管8相连，冷却介质出口集箱10与冷却介质出口管11相连。冷却空气的流通方向为：冷却介质进口管8——冷却介质进口集箱9——冷却介质出口集箱10——冷却介质出口管11。
燃气从燃气入口1进入预混腔4，助燃气从助燃气入口2通过均流板3进入预混腔4，他们在预混腔4中进行一级预混合，之后在管冷混合室5中进行二级混合。混合气经过管冷混合室5的冷却管束14后由燃烧喷嘴16进入燃烧室6，被点火电极7引燃并燃烧，点火电极7位于燃烧室6，燃烧喷嘴16的出口端附近。冷却管15内为冷却空气，冷却管15外为预混气体，冷却管束14具有冷却与混合双重功能。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (12)

1.一种管冷式燃气预混超低氮燃烧器，其特征在于：包括燃烧器本体，燃烧器本体上设有燃气入口(1)和助燃气入口(2)，燃烧器本体的内部有内腔，内腔沿气流方向依次分为预混腔(4)、管冷混合室(5)和燃烧室(6)；所述燃气入口(1)和助燃气入口(2)分别与预混腔(4)连通，助燃气入口(2)内设有均流板(3)，均流板(3)封闭助燃气入口(2)，均流板(3)上设有若干均流孔，均流孔贯通助燃气入口(2)和预混腔(4)；所述管冷混合室(5)内设有冷却管束(14)，冷却管束(14)包括多个相互平行的冷却管(15)，相邻冷却管(15)之间具有间隙，间隙形成预混气体通道，预混腔(4)通过所述预混气体通道与燃烧室(6)连通，燃烧室(6)内设有点火电极(7)；冷却管(15)内设有冷却介质，冷却管(15)的两端分别与冷却介质进口集箱(9)、冷却介质出口集箱(10)连通，冷却介质进口集箱(9)、冷却介质出口集箱(10)分别连接有冷却介质进口管(8)和冷却介质出口管(11)。
2.如权利要求1所述的一种管冷式燃气预混超低氮燃烧器，其特征在于：所述冷却管束(14)包括多个与气流方向垂直的冷却管(15)，多个冷却管(15)沿气流方向间隔分层布置，不同层的冷却管(15)错列排布或顺列排布，相邻两层冷却管(15)之间的间距相等或沿气流方向逐渐减小。
3.如权利要求2所述的一种管冷式燃气预混超低氮燃烧器，其特征在于：相邻两个冷却管(15)外表面之间的最小水平间距为0.20mm-15mm；相邻冷却管(15)外表面之间的最小垂直间距为0.5mm-50mm。
4.如权利要求2所述的一种管冷式燃气预混超低氮燃烧器，其特征在于：所述冷却介质进口集箱(9)、冷却介质出口集箱(10)对称设置在管冷混合室(5)的外壁上，冷却管(15)的两端连接于管冷混合室(5)的壁面并分别与管冷混合室(5)外侧的冷却介质进口集箱(9)、冷却介质出口集箱(10)连通。
5.如权利要求1所述的一种管冷式燃气预混超低氮燃烧器，其特征在于：所述冷却管束(14)包括多个与气流方向平行的冷却管(15)，多个冷却管(15)呈顺列或错列排列；冷却管(15)的上端连接有冷却介质进口集箱(9)，冷却管(15)的下端连接有冷却介质出口集箱(10)；冷却介质进口集箱(9)的顶面设有燃烧喷嘴(16)，燃烧喷嘴(16)和冷却介质进口集箱(9)上设有与预混气体通道一一对应的气体出口通道，气体出口通道与预混气体通道贯通；冷却介质进口集箱(9)、冷却介质出口集箱(10)分别连接有冷却介质进口管(8)和冷却介质出口管(11)，冷却介质进口管(8)和冷却介质出口管(11)延伸至燃烧器本体外侧。
6.如权利要求5所述的一种管冷式燃气预混超低氮燃烧器，其特征在于：相邻两个冷却管(15)外表面之间的最小水平间距为0.10mm-15mm；冷却管束(14)长度一致，其长度不超过450mm。
7.如权利要求1所述的一种管冷式燃气预混超低氮燃烧器，其特征在于：所述冷却介质进口集箱(9)、冷却介质出口集箱(10)位于燃烧器本体两侧，冷却介质进口集箱(9)的内壁与管冷混合室(5)和预混腔(4)的外壁形成第一夹套结构，冷却介质出口集箱(10)的内壁与管冷混合室(5)和预混腔(4)的外壁形成第二夹套结构；冷却管(15)的两端连接于管冷混合室(5)的壁面并分别与第一夹套结构、第二夹套结构连通；第一夹套结构上设有冷却介质进口管(8)，第二夹套结构上设有冷却介质出口管(11)。
8.如权利要求1所述的一种管冷式燃气预混超低氮燃烧器，其特征在于：所述预混腔(4)的壁面上通过安全阀接口(12)连接有安全阀(13)。
9.如权利要求1所述的一种管冷式燃气预混超低氮燃烧器，其特征在于：所述冷却管(15)中的冷却介质为气体或液体，液体是水或导热油，气体为空气。
10.如权利要求1所述的一种管冷燃气预混超低氮燃烧器，其特征在于：所述冷却管(15)的横截面为圆形或矩形。
11.如权利要求1所述的一种管冷燃气预混超低氮燃烧器，其特征在于：所述预混腔(4)、管冷混合室(5)、燃烧室(6)的截面为圆形或方形。
12.如权利要求1-11任一项所述的一种管冷式燃气预混超低氮燃烧器的预混方法，其特征在于：燃气与助燃气的混合方式包含二级，一级混合在预混腔中进行，燃气从燃气入口进入预混腔，助燃气从助燃气入口通过均流板进入预混腔，在预混腔中进行一级预混合；二级混合在管冷混合室中进行，从预混腔中出来的一级混合气通过管冷混合室并在其中进行二级混合；燃气与助燃气的二级混合气充分预混后进入燃烧室燃烧。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114811945A (zh) * 2022-04-29 2022-07-29 西安交通大学 一种预混低氮燃气锅炉

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7305234A (zh) * 1972-04-17 1973-10-19
CA948546A (en) * 1971-04-26 1974-06-04 Sundberg (C.A.) Ab Device for burner for gaseous fuels
JPS63163706A (ja) * 1986-12-26 1988-07-07 Eiken Kogyo Kk 全一次予混合燃焼方法及びその装置
CN206037040U (zh) * 2016-08-30 2017-03-22 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 燃烧器
CN107255277A (zh) * 2017-07-13 2017-10-17 浙江滨特热能科技股份有限公司 一种水冷翅片管火排全预混低氮燃烧器
CN108443876A (zh) * 2018-02-08 2018-08-24 王研 水冷式表面燃烧低氮燃烧器、具有其的锅炉及其使用方法
CN110360558A (zh) * 2019-08-23 2019-10-22 北京泷涛环境科技有限公司 冷却火焰低氮燃烧装置及其燃烧方法
CN209622792U (zh) * 2019-01-16 2019-11-12 铂瑞能源环境工程有限公司 煤气燃烧器低氮燃烧装置
CN210511667U (zh) * 2019-08-23 2020-05-12 北京泷涛环境科技有限公司 冷却火焰低氮燃烧装置
CN210831977U (zh) * 2019-09-10 2020-06-23 杭州卡瓦顿热能科技有限公司 全预混水冷燃烧低氮冷凝不锈钢热水锅炉

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA948546A (en) * 1971-04-26 1974-06-04 Sundberg (C.A.) Ab Device for burner for gaseous fuels
NL7305234A (zh) * 1972-04-17 1973-10-19
JPS63163706A (ja) * 1986-12-26 1988-07-07 Eiken Kogyo Kk 全一次予混合燃焼方法及びその装置
CN206037040U (zh) * 2016-08-30 2017-03-22 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 燃烧器
CN107255277A (zh) * 2017-07-13 2017-10-17 浙江滨特热能科技股份有限公司 一种水冷翅片管火排全预混低氮燃烧器
CN108443876A (zh) * 2018-02-08 2018-08-24 王研 水冷式表面燃烧低氮燃烧器、具有其的锅炉及其使用方法
CN209622792U (zh) * 2019-01-16 2019-11-12 铂瑞能源环境工程有限公司 煤气燃烧器低氮燃烧装置
CN110360558A (zh) * 2019-08-23 2019-10-22 北京泷涛环境科技有限公司 冷却火焰低氮燃烧装置及其燃烧方法
CN210511667U (zh) * 2019-08-23 2020-05-12 北京泷涛环境科技有限公司 冷却火焰低氮燃烧装置
CN210831977U (zh) * 2019-09-10 2020-06-23 杭州卡瓦顿热能科技有限公司 全预混水冷燃烧低氮冷凝不锈钢热水锅炉

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114811945A (zh) * 2022-04-29 2022-07-29 西安交通大学 一种预混低氮燃气锅炉

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