CN201193825Y - 油气双燃型低NOx燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的油气双燃型低NOx燃烧器主要由长明灯(2)、燃油/气喷嘴(3)、火道砖(4)、扩张形通道(5)、直立形火道(9)、及一次风进风通道(13)和二次风进风通道(14)构成，扩张形通道和直立形火道均为多个，分布在火道砖的内圆周上，在每相邻的两个扩张形通道之间均设有直立形火道，每个直立形火道均为凸出的柱状结构，其上部的外缘是向上倾斜的收缩坡道；燃油/气喷嘴位于火道砖下部的中心其上端面的燃料喷孔(7)分区域布置。本实用新型成功有效地在油气双燃型燃烧器上实施了分段(级)送风和烟气内部再循环技术，大大降低了燃烧火焰温度，进而降低了NOx污染物的生成与排放。并保持较好的火焰形状、稳定性和装置热效率。

Description

油气双燃型低NOx燃烧器

技术领域

本实用新型属于燃烧器技术领域，主要涉及的是一种油气双燃型低NOx燃烧器。

现有技术

在石油化工管式加热炉、电力锅炉、工业窑炉、各种焚烧炉及其它各种利用燃料油和(或)燃料气燃烧提供热量的设备，在燃烧时会产生大量NOx的排放。NOx是一种对人体健康、大气环境十分有害的污染物，世界各国已经或正在制定越来越严格的标准控制NOx的排放。

目前减少NOx排放的方法归结有以下四类：其一，燃料预处理；其二，改变加热工艺；其三，燃烧设备改进；其四，烟气处理。比较而言，燃烧设备改进在这四类方法中简单、经济、快捷，因此，无论新建装置还是旧装置改造大多采用燃烧设备改进一类方法。

一般来说，燃烧设备改进所采取的最主要的措施就是降低燃烧火焰的峰值温度，因为NOx的生成与火焰温度成指数变化关系，火焰温度越高，生成的NOx量成指数倍增加。为达到降低火焰峰值温度的目的，目前的技术手段包括：

(1)降低助燃空气温度，这样可能会增加排烟温度，牺牲部分热效率。

(2)降低燃烧过剩空气量，减少N₂与O₂反应生成NOx的机会，但也有可能会造成不完全燃烧，增加燃料消耗。

(3)分段(级)燃烧技术：包括燃料分段燃烧和空气分段燃烧，使燃料与空气的燃烧反应处于远离其化学当量比的状态，降低火焰温度，是目前大多数低NOx燃烧器采用的技术。

(4)烟气再循环，通过外部机构(外部再循环)或利用流体内部机制(内部再循环)将相对低温的炉内烟气引入火焰，降低火焰温度，已被许多低NOx燃烧设备采用。

(5)喷水(蒸汽)降温，即直接向火焰内部喷射液态水或水蒸气，其较低的温度可以降低火焰温度，减少NOx生成，但显然，这一手段将增加额外的能耗并降低装置效率。

分段(级)燃烧技术、烟气内部再循环技术是降低NOx排放的成熟技术，并且变种为诸如烟气再燃烧技术与稀相预混燃烧技术、但其更多地用于燃用气体燃料的场合，而对于大量存在的燃油燃烧器，由于难以对燃料采取预混、分级的手段，使得这项技术的应用大大受到限制。一般燃油燃烧器只能采用分段(级)送风的形式，但对NOx降低的幅度有限。分段(级)送风就是沿火焰的轴向分阶段向火焰送入助燃空气，使燃料与空气的燃烧反应处于远离其化学当量比的状态，降低反应温度，达到降低NOx生成的目的。但这种配风形式由于混合减弱，因此火焰较长，也很容易造成不完全燃烧，降低整个装置的热效率。

发明内容

本实用新型的目的提供一种油气双燃型低NOx燃烧器。通过采用分段(级)燃烧技术和烟气内部再循环技术，达到有效减少NOx的生成与排放，并保持较好的火焰形状、稳定性和较高装置热效率。并使其可单独用于燃用各种燃料油或燃料气，也可同时用于燃用燃料油和燃料气。

本实用新型实现上述目的采取的技术方案是：其由设置在其上的长明灯、燃油/气喷嘴、火道砖、及一次风进风通道和二次风进风通道，在火道砖上设有扩张形通道、直立形火道和二次风出口，在一次风进风通道和二次风进风通道上均设置有进风调节蝶阀，扩张形通道和直立形火道为多个，分布在所述的火道砖的内圆周上，每个扩张形通道的半径由下向上逐渐加大，在每相邻的两个扩张形通道之间均设有直立形火道，每个直立形火道均为凸出的柱状结构，其下端与扩张形通道为一次风进口，顶部低于扩张形通道的顶部，上部的外缘是向上倾斜的收缩坡道；燃油/气喷嘴位于火道砖下部的中心，其上端面的燃料喷孔分区域布置。

本实用新型突破了传统在实现分段(级)送风和烟气内部再循环技术时是在火焰轴线方向实行的方式，改为沿火焰周向实行的方式。通过沿火焰周向将其分成N个分离的燃烧区域，在每个燃烧区域形成一个分段(级)送风的火焰，并在每两个燃烧区域之间形成烟气内部再循环区。通过将火道砖内流道分成与燃烧区域相同的N个扩张形通道，对应每个扩张形通道燃料喷嘴喷射出一束燃料射流，并引入一次空气流，二次空气流在通道出口处送入二次空气，补足燃烧所需的足够空气量。由于每两个扩张形通道之间为直通或收缩(自下而上向内收缩，以进一步分割火焰)形通道，这种通道短于上述的扩张形通道，并且在这个直通或收缩形通道外缘形成朝向火焰中心轴线、倾斜向上的收缩坡道，此坡道跟部不低于炉底(壁)耐火层表面，而顶部低于扩张型长火道的上沿，使炉内烟气沿此坡道进入火焰中心部位，实现烟气再循环。

由此，本发明成功有效地在油气双燃型燃烧器上实施了分段(级)送风和烟气内部再循环的两项降低NOx排放的技术措施，大大降低了燃烧火焰温度，并进而降低了NOx污染物的生成与排放。使NOx排放量大幅度降低，远低于国家排放标准值。相对于其它油气联合型低NOx燃烧器，其火焰形状、燃烧稳定性和装置热效率都有一定程度的改善。其既可单独用于燃用各种燃料油或燃料气，也可同时用于燃用燃料油和燃料气。此外，进风由双轴蝶阀控制，一、二次风分别独立调节，使得配风更直接，更准确，提高燃烧效率，降低了NOx的排放量。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图3B-B的剖面图。

图3是图1A-A的俯视图。

图中：1、进风调节蝶阀，2、长明灯，3、燃油/气喷嘴，4、火道砖，5、扩张形通道，6、二次风出口，7、燃料喷孔，8、燃料射流束，9、直立形火道，10、炉底耐火砖表面，11、收缩坡道，12、循环烟气，13、一次风进风通道，14、二次风进风通道。

具体实施方式

结合附图，给出本实用新型的实施例如下。

本实用新型的燃烧器可用于单独烧油、单独烧气或油气联烧，可用于圆形、方形或扁形火焰。下面以圆形火焰油气联合燃烧器为例加以说明：

如图1所示：本实施例是在现有主要由空气调节蝶阀1、长明灯2、燃油/气喷嘴3及火道砖4构成的油气联合燃烧器的结构基础上，在火道砖4上设有二次风出口6，该二次风出口6的下端与二次风进风通道14连通，由进风调节蝶阀1调节进风量，上端出口对应每一个扩张形通道出口实现分段(级)送风。每一个扩张形通道上部有一个二次风出口。

如图2结合图3所示，在火道砖4的内圆周上分布有多个扩张形通道5和直立形火道9，本实施例为六个。每个扩张形通道5的半径由下向上逐渐加大。在每相邻的两个扩张形通道5之间均设有直立形火道9，所有的直立形火道9均为凸出的柱状结构，其下端与扩张形通道5的下端为一次风进口，顶部低于扩张形通道的顶部，上部的外缘是向上倾斜的收缩坡道11，且收缩坡道的下端部与炉底耐火砖表面10平齐(也可高出炉底耐火砖表面)。一次风进风通道13位于火道砖4的内圆下部，与扩张形通道5和直立形火道9的下端连通。

燃油/气喷嘴3位于火道砖4下部的中心，其下部分别与燃料油、燃料气及雾化蒸汽引入管线连接，其上端面的燃料喷孔7分区域布置，即相对应火道砖上设有的扩张形通道。这样喷嘴头喷出的燃料射流束8即燃料气射流、燃料油雾射流、或同时喷出燃料气射流和燃料油雾射流是六束分离的，其数量为与火道砖燃烧区域的数量相同。燃料射流束8的射流形状为扩散形，每束射流对应一个火道砖的扩张形通道，扩散角与火道砖的扩张形通道匹配。

火焰区域的形状、数量可根据燃烧器的用途与负荷的大小、燃料的品种确定，可以为圆形、方形或扁形火焰；可以分成2、3、4、5、6、……N个区域。

Claims (4)

1.一种油气双燃型低NOx燃烧器，包括设置在其上的长明灯(2)、燃油/气喷嘴(3)、火道砖(4)及一次风进风通道(13)和二次风进风通道(14)，在火道砖(4)上设有二次风出口(6)，在一次风进风通道(13)和二次风进风通道(14)上均设置有进风调节蝶阀(1)，其特征在于：在所述的火道砖(4)的内圆周上分布有多个扩张形通道(5)和直立形火道(9)，每个扩张形通道(5)的半径由下向上逐渐加大，在每相邻的两个扩张形通道(5)之间均设有直立形火道(9)，每个直立形火道(9)均为凸出的柱状结构，其下端与扩张形通道(5)的下端为一次风进口，顶部低于扩张形通道的顶部，上部的外缘是向上倾斜的收缩坡道(11)，所述的燃油/气喷嘴(3)位于火道砖(4)下部的中心，其上端面的燃料喷孔(7)分区域布置。

2.根据权利要求1所述的油气双燃型低NOx燃烧器，其特征在于：所述的直立形火道(9)上部外缘收缩坡道(11)的下端部与炉底耐火砖表面(10)平齐。

3.根据权利要求1所述的油气双燃型低NOx燃烧器，其特征在于：所述的扩张形通道(5)和直立形火道(9)均为两个或两个以上。

4.根据权利要求1所述的油气双燃型低NOx燃烧器，其特征在于：所述的燃油/气喷嘴(3)上的燃料喷孔(7)的分布区域对应火道砖上的扩张形通道。

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