CN114353064A

CN114353064A - 低氮焦炉煤气天然气两用燃烧器

Info

Publication number: CN114353064A
Application number: CN202111551343.3A
Authority: CN
Inventors: 殷鸿斌; 王洪中; 周榕; 王建军
Original assignee: Wuxi Swt Burner Manufacture Co ltd
Current assignee: Wuxi Swt Burner Manufacture Co ltd
Priority date: 2021-12-17
Filing date: 2021-12-17
Publication date: 2022-04-15

Abstract

本发明公开了一种低氮焦炉煤气天然气两用燃烧器，包括点火枪以及火焰管，点火枪的外侧为一次风通道，一次风通道的外侧设有二次风通道，二次风通道内设有若干一次燃气喷管，二次风通道的外围设有三次风通道，三次风通道内设有若干二次燃气喷管以及三次燃气喷管，火焰管的外侧设有若干焦炉煤气喷管，焦炉煤气喷管上的焦炉煤气气包上设有焦炉煤气入口，二次燃气喷管设于火焰管内侧，三次燃气喷管延伸至火焰管的外侧，火焰管上连接有空气入口，一次燃气喷管以及二次燃气喷管连接天然气焦炉煤气气包，本发明在风道上设置调节机构，用于调节风量，调节方便，且本设计火焰管口径更小，空气喷射速度更快，烟气内循环效果更好。

Description

低氮焦炉煤气天然气两用燃烧器

技术领域

本发明属于燃烧器技术领域，具体涉及一种低氮焦炉煤气天然气两用燃烧器。

背景技术

以往的燃煤锅炉会产生严重的环境污染并且低效，随着节能环保要求日益严格，应用新型高效节能环保焦炉煤气将被大力推广。因此采用洁净燃烧技术的高效、节能、低污染工业锅炉将是产品发展的趋势。而使用天然气作为燃料时，同样存在两方面的问题：一是天然气价格昂贵，大大增加运行成本；二是天然气匮乏，同样存在供应不足的情况。但是作为能源的发生器，无论是供暖使用还是工业生产上使用，都要求运转的连续性、稳定性和可靠性，截止目前尚没有既能做到热效率高、节能环保，又能做到连续、稳定、可靠运行的煤粉燃烧装置的产品问世。

所以，现有技术中，为了解决上述问题，公告号为“CN207999824U”的一种天然气、焦炉煤气两用型燃烧器，包括焦炉煤气入口和天然气入口，焦炉煤气入口的顶部固定连接有焦炉煤气燃烧器，焦炉煤气燃烧器的顶部通过第一法兰盘连接有焦炉煤气出气管，通过焦炉煤气出气管和天然气出气管之间连接有支撑板，支撑板的顶部连接有气动蝶阀，气动蝶阀贯穿于外层通道和内层通道之间的设置，当打开气动蝶阀，焦炉煤气出气管从外层通道和内层通道通过，再通过外层通道喷口和内层通道喷口与助燃空气混合燃烧，通过关闭气动蝶阀，天然气出气管通过内层通道，再内层通道喷口与助燃空气混合燃烧，大大提升了该一种天然气、焦炉煤气两用型燃烧器的使用功能性，保证其使用效果和使用效益，适合广泛推广。

对于上述该天然气、焦炉煤气两用型燃烧器，其在使用过程中仍然存在以下较为明显的缺陷：燃气通道调节风量不方便，空气的喷射速度受限，不能够大幅降低热力型NOx的排放，对于烟气的循环效果一般。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低氮焦炉煤气天然气两用燃烧器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低氮焦炉煤气天然气两用燃烧器，包括位于燃烧器中心位置处的点火枪以及设于点火枪外围的火焰管，所述点火枪的外侧为一次风通道，且一次风通道的入口处设有一次风调节环，且一次风通道的出口设有一次风旋流器，所述一次风通道的外侧设有二次风通道，所述二次风通道的入口处设有二次风调节挡板，且二次风通道的出口设有二次风旋流器，所述二次风通道内设有若干一次燃气喷管，所述二次风通道的外围设有三次风通道，所述三次风通道的入口处设有三次风可调旋流器，所述三次风通道内设有若干二次燃气喷管以及三次燃气喷管；

所述火焰管的外侧设有若干焦炉煤气喷管，所述焦炉煤气喷管上的焦炉煤气气包上设有焦炉煤气入口，所述二次燃气喷管设于火焰管内侧，所述三次燃气喷管延伸至火焰管的外侧，所述火焰管上连接有空气入口，所述一次燃气喷管以及二次燃气喷管连接的天然气焦炉煤气气包上设有天然气焦炉煤气入口。

优选的，所述一次风调节环上连接有与其相配合的一次风调节杆，一次风调节环与一次风调节杆的配合可调节二次风的风量。

优选的，所述二次风调节挡板上接有与其相配合的二次风调节杆，二次风调节挡板与二次风调节杆的可调节三次风的风量。

优选的，所述焦炉煤气喷管上设有可拆卸式燃气喷嘴，所述可拆卸式燃气喷嘴的喷口为前端带导向且侧向U型开孔设计。

本发明的技术效果和优点：该低氮焦炉煤气天然气两用燃烧器，燃气经过两个通道喷入炉膛，一个通道位于火焰管外侧，另一个通道位于火焰管内侧；燃天然气时，使用内侧燃气通道，外侧通道通入少量的空气冷却喷管；燃焦炉煤气时，同时使用两个燃气通道；天然气焦炉煤气混烧时，内侧通道走天然气，外侧通道走焦炉煤气；每个燃气通道均分为若干个喷管，内侧喷管前端设有多个喷孔，外侧喷管前端设有带导向板单喷孔喷头；每个喷管可根据火焰情况调整喷射方向；两个燃气通道各自设有流量调节阀，燃控系统设有三条工况曲线：燃天然气，由内侧燃气调节阀调节燃气量、风门调节空气，运行天然气空燃比曲线；燃焦炉煤气，内外侧通道燃气调节阀均参与调节燃气量，风门调节空气，运行焦炉煤气空燃比曲线；焦炉煤气天然气混烧，外侧通道燃气调节阀调节焦炉煤气量，内侧通道燃气调节阀调节天然气量，风门调节空气，本设计火焰管口径更小，空气喷射速度更快，烟气内循环效果更好，大幅降低热力型NOx的排放。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明图1中A向的剖面图。

图中：1、点火枪；2、一次风通道；21、一次风调节环；22、一次风旋流器；23、一次燃气喷管；24、一次风调节杆；3、二次风通道；31、二次风调节挡板；32、二次风旋流器；33、二次燃气喷管；34、二次风调节杆；4、三次风通道；41、三次风可调旋流器；42、三次燃气喷管；5、火焰管；6、焦炉煤气喷管；61、焦炉煤气气包；62、焦炉煤气入口；7、空气入口；8、天然气焦炉煤气气包；81、天然气焦炉煤气入口。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

本发明提供了如图1-2所示的一种低氮焦炉煤气天然气两用燃烧器，包括位于燃烧器中心位置处的点火枪1以及设于点火枪1外围的火焰管5，所述点火枪1的外侧为一次风通道2，且一次风通道2的入口处设有一次风调节环21，可调节一次风的风量，且一次风通道2的出口设有一次风旋流器22，所述一次风调节环21上连接有与其相配合的一次风调节杆24，所述一次风通道2的外侧设有二次风通道3，所述二次风通道3的入口处设有二次风调节挡板31，可调节二次风的风量，且二次风通道3的出口设有二次风旋流器32，所述二次风调节挡板31上接有与其相配合的二次风调节杆34，所述二次风通道内设有若干一次燃气喷管23，所述二次风通道3的外围设有三次风通道4，所述三次风通道4的入口处设有三次风可调旋流器41，可调节三次风的风量和旋流强度，可根据炉膛尺寸进行调节，所述三次风通道4内设有若干二次燃气喷管33以及三次燃气喷管42；

所述火焰管5的外侧设有若干焦炉煤气喷管6，所述焦炉煤气喷管6上设有可拆卸式燃气喷嘴，所述可拆卸式燃气喷嘴的喷口为前端带导向且侧向U型开孔设计，所述焦炉煤气喷管6上的焦炉煤气气包61上设有焦炉煤气入口62，所述二次燃气喷管33设于火焰管5内侧，所述三次燃气喷管42延伸至火焰管5的外侧，二次燃气缩在火焰管5内，三次燃气伸出火焰管5，在轴向上进行了分级，所述火焰管5上连接有空气入口7，所述一次燃气喷管23以及二次燃气喷管33连接的天然气焦炉煤气气包8上设有天然气焦炉煤气入口81；

燃用天然气时，焦炉煤气喷管6内仅通有少量空气对喷管进行冷却；燃用焦炉煤气时，所有喷管内均为焦炉煤气，采用燃料和空气分级燃烧技术，空气分为三级；天然气工况下，燃气分为三级，焦炉煤气工况下，燃气分为四级，相比普通型天然气焦炉煤气两用型燃烧器，本设计火焰管口径更小，空气喷射速度更快，烟气内循环效果更好，大幅降低热力型NOx的排放。

该低氮焦炉煤气天然气两用燃烧器，燃烧器最中心为点火枪1，点火枪1外侧为一次风通道，一次风通道2入口处有调节机构，可调节一次风的风量，一次风出口设有一次风旋流器22，一次风外侧为二次风通道3，二次风入口设有调节机构，可调节二次风的风量，二次风出口设有二次风旋流器32，二次风通道内设有若干一次燃气喷管23，二次风外侧为三次风，三次风入口设有可调旋流机构，可调节三次风的风量和旋流强度，可根据炉膛尺寸进行调节。三次风通道内设有若干二次燃气喷管33和三次燃气喷管42；

火焰管5外侧设有若干焦炉煤气喷管6，燃气喷嘴为可拆卸式，喷口设计为前端带导向，侧向U型开孔设计，二次燃气缩在火焰管5内，三次燃气伸出火焰管5，在轴向上进行了分级，燃用天然气时，焦炉煤气喷管6内仅通有少量空气对喷管进行冷却；燃用焦炉煤气时，所有喷管内均为焦炉煤气，采用燃料和空气分级燃烧技术：空气分为三级；天然气工况下，燃气分为三级，焦炉煤气工况下，燃气分为四级，相比普通型天然气/焦炉煤气两用型燃烧器，本设计火焰管口径更小，空气喷射速度更快，烟气内循环效果更好，大幅降低热力型NOx的排放，热力型NOx排放小于80mg/m³；

燃气经过两个通道喷入炉膛，一个通道位于火焰管5外侧，另一个通道位于火焰管5内侧；燃天然气时，使用内侧燃气通道，外侧通道通入少量的空气冷却喷管；燃焦炉煤气时，同时使用两个燃气通道；天然气焦炉煤气混烧时，内侧通道走天然气，外侧通道走焦炉煤气；每个燃气通道均分为若干个喷管，内侧喷管前端设有多个喷孔，外侧喷管前端设有带导向板单喷孔喷头；每个喷管可根据火焰情况调整喷射方向；两个燃气通道各自设有流量调节阀，燃控系统设有三条工况曲线：燃天然气，由内侧燃气调节阀调节燃气量、风门调节空气，运行天然气空燃比曲线；燃焦炉煤气，内外侧通道燃气调节阀均参与调节燃气量，风门调节空气，运行焦炉煤气空燃比曲线；焦炉煤气天然气混烧，外侧通道燃气调节阀调节焦炉煤气量，内侧通道燃气调节阀调节天然气量，风门调节空气，运行混烧空燃比曲线；使用空气分级及燃料分级燃烧技术，可搭配FGR技术；

该低氮焦炉煤气天然气两用燃烧器的技术指标如下：

1、机型功率覆盖0.35-70MW；

2、搭配FGR使用，燃天然气NOx排放小于30mg/m³，燃焦炉煤气NOx排放从常规的280mg/m³降至150mg/m³；

3、三种工况均达到100％额定负荷出力，尾气CO小于5mg/m³；

4、单燃料工况调节比1:5，混烧工况调节比1:3；

在实际使用后，使用天然气和焦炉煤气均达到锅炉出力要求；使用天然气时全负荷段达到NOx排放小于30mg/m³，使用焦炉煤气时，全负荷段达到NOx排放小于150mg/m³；三种工况，根据实际情况自由切换，用户生产更灵活，启动初期无焦炉煤气时使用天然气，中期使用焦炉煤气天然气混烧，后期使用纯焦炉煤气。满足用户供热需求的前提下，节省了大量天然气费用；燃烧控制系统采用西门子LFL/LGK燃烧控制器+PLC的复合控制模式，能够有效杜绝由于干扰或人为因素造成的隐患，安全性得到保证。

最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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

1.一种低氮焦炉煤气天然气两用燃烧器，包括位于燃烧器中心位置处的点火枪（1）以及设于点火枪（1）外围的火焰管（5），其特征在于：所述点火枪（1）的外侧为一次风通道（2），且一次风通道（2）的入口处设有一次风调节环（21），且一次风通道（2）的出口设有一次风旋流器（22），所述一次风通道（2）的外侧设有二次风通道（3），所述二次风通道（3）的入口处设有二次风调节挡板（31），且二次风通道（3）的出口设有二次风旋流器（32），所述二次风通道内设有若干一次燃气喷管（23），所述二次风通道（3）的外围设有三次风通道（4），所述三次风通道（4）的入口处设有三次风可调旋流器（41），所述三次风通道（4）内设有若干二次燃气喷管（33）以及三次燃气喷管（42）；

所述火焰管（5）的外侧设有若干焦炉煤气喷管（6），所述焦炉煤气喷管（6）上的焦炉煤气气包（61）上设有焦炉煤气入口（62），所述二次燃气喷管（33）设于火焰管（5）内侧，所述三次燃气喷管（42）延伸至火焰管（5）的外侧，所述火焰管（5）上连接有空气入口（7），所述一次燃气喷管（23）以及二次燃气喷管（33）连接的天然气焦炉煤气气包（8）上设有天然气焦炉煤气入口（9）。

2.根据权利要求1所述的一种低氮焦炉煤气天然气两用燃烧器，其特征在于：所述一次风调节环（21）上连接有与其相配合的一次风调节杆（24）。

3.根据权利要求1所述的一种低氮焦炉煤气天然气两用燃烧器，其特征在于：所述二次风调节挡板（31）上接有与其相配合的二次风调节杆（34）。

4.根据权利要求1所述的一种低氮焦炉煤气天然气两用燃烧器，其特征在于：所述焦炉煤气喷管（6）上设有可拆卸式燃气喷嘴，所述可拆卸式燃气喷嘴的喷口为前端带导向且侧向U型开孔设计。