CN204786417U - 燃气燃烧器的外筒及低NOx燃气燃烧器 - Google Patents
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Abstract
一种燃气燃烧器的外筒及低NOx燃气燃烧器，涉及低污染燃烧技术领域，其中燃气燃烧器的外筒上沿圆周设有抽取燃烧室内烟气用的至少一圈引射孔，引射孔的内侧又设有引导烟气流向用的由下向上向燃气燃烧器的外筒轴心倾斜的引射片。本实用新型可使火焰温度降低并且减少助燃空气中的氧与氮气以及含氮基团结合，从而有效抑制了NOx的生成，降低NOx的排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及低污染燃烧技术领域，尤其涉及一种燃气燃烧器的外筒及一种燃气燃烧器。
背景技术
近年来，雾霾已成为公共健康的巨大威胁，氮氧化物是雾霾的主要组成，控制氮氧化物的排放已成为治理雾霾天气的重要举措。随着能源结构调整,天然气能源比重显著增加，燃气燃烧排放氮氧化物造成污染的情况越来越受到关注，国家已颁布《锅炉大气污染物排放》新标准，对氮氧化物排放制定了严格的指标，一些重点地区将制定更加严格的指标，如北京对燃气锅炉氮氧化物排放限值为80mg/m3（基准含氧量3.5%）。
燃气燃烧产生NOx属于热力型，产生NOx的多少取决于火焰温度，火焰温度与炉膛容积热强度有关，对于炉膛容积热强度较大的燃气锅炉，如热功率小于14MW的燃气锅炉，炉膛容积相对较小，换热面积少，不利于降低火焰温度。所以，要使氮氧化物排放限值低于80mg/m3（基准含氧量3.5%），燃烧器只采用降低火焰温度的技术措施不足以深度抑制氮氧化物的形成，为此，如何更加有效抑制氮氧化物的形成，还需要进一步研究。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种燃气燃烧器的外筒及一种低NOx燃气燃烧器，要解决传统的燃气燃烧器抑制氮氧化物形成的效果不佳的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种燃气燃烧器的外筒，其特征在于：该燃气燃烧器的外筒上沿圆周设有抽取燃烧室内烟气用的至少一圈引射孔，引射孔的内侧又设有引导烟气流向用的由下向上向燃气燃烧器的外筒轴心倾斜的引射片。
优选的，所述引射片与燃气燃烧器的外筒的夹角为30°～60°。
优选的，所述引射孔为拱形孔、半圆孔或方孔。
一种低NOx燃气燃烧器，包括有燃气燃烧器的外筒，其特征在于：所述燃气燃烧器的外筒上沿圆周设有抽取燃烧室内烟气用的至少一圈引射孔，引射孔的内侧又设有引导烟气流向用的由下向上向燃气燃烧器的外筒轴心倾斜的引射片。
优选的，所述燃气燃烧器的外筒的内侧同轴设置有内筒，在内筒与燃气燃烧器的外筒之间设置有与燃气管道相通的外圈燃气喷头，内筒的中心处还设有输送空气与燃气混合气体用的中心管；所述中心管上套有内圈燃气套筒，并且内圈燃气套筒与中心管之间围成有与燃气管道相通的内圈燃气通道，内圈燃气套筒的上端部四周侧壁上还开有与内圈燃气通道相通的径向的内圈燃气喷孔；所述内筒内侧的空间为内圈燃烧区，所述燃气燃烧器的外筒与内筒之间、外圈燃气喷头上方的空间为外圈燃烧区。
优选的，所述内圈燃气喷孔下方的内圈燃气套筒上套有空气分配器，该空气分配器包括一圆形的空气分配板，所述内筒设置在该空气分配板上；所述内筒内侧的空气分配板上均布有通孔，所述内圈燃烧区通过通孔与空气分配板下方的空间相通；所述空气分配板与燃气燃烧器的外筒之间留有环缝，所述外圈燃烧区通过环缝与空气分配板下方的空间相通。
优选的，所述通孔的上方设有引导空气流向用的与空气分配板呈一夹角的旋流叶片，所述内圈燃烧区通过由通孔和旋流叶片形成的旋流缝与空气分配板下方的空间相通。
优选的，所述旋流叶片与空气分配板的夹角为30°～45°。
优选的，所述引射片与燃气燃烧器的外筒的夹角为30°～60°。
优选的，所述引射孔为拱形孔、半圆孔或方孔。
与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果：本实用新型提供了一种燃气燃烧器的外筒，可减少助燃空气中的氧与氮气以及含氮基团结合，有效抑制了燃气燃烧器的NOx的生成，降低了NOx的排放。
本实用新型通过设置引射孔和引射片，使空气和燃气的混合气体从燃气燃烧器的外筒喷出时，在引射孔处形成负压区，燃烧室内烟气沿引射片，通过进引射孔被吸入燃烧区，利用引射孔和引射片将燃烧室内烟气引入燃烧区，可以使燃烧区氧的浓度降低，减少了助燃空气中的氧与氮气以及含氮基团结合，从而有效抑制了NOx的生成，进而达到只产生极少量的NOx的效果。
本实用新型还提供了一种氮氧化物排放限值较低的燃气燃烧器，该燃气燃烧器采用了内、外圈燃烧的方式，降低了火焰温度，可进一步抑制NOx的生成。
本实用新型中所述的燃气燃烧器，其外圈助燃空气通过外圈助燃空气通道与多个外圈燃气喷头轴向喷出的燃气流混合，外圈燃烧区由多个火焰组成，增加了火焰散热面积，有利于降低火焰温度。
本实用新型中所述的燃气燃烧器还设有空气分配器，该空气分配器与传统的旋流器相比，不但结构简单、易于加工，而且既具有旋流器的功能，可使空气旋流起来，又具有分配空气的功能，可将空气精准的按需分配至燃气燃气器的内圈燃烧区和外圈燃烧区中去，形成两种不同流向的气流，解决了现有的燃气燃烧器中没有空气分配器，不能精准的将空气送入各燃烧区域的问题。本实用新型通过空气分配器精准的将空气送入各燃烧区域，可进一步降低燃气燃烧器的氮氧化物的排放量。
本实用新型中所述的燃气燃烧器，其内筒的内侧空间构成内圈燃烧区，内圈助燃空气通过旋流缝后形成旋转气流，旋转气流与内圈燃气喷孔径向喷出的多股燃气细流混合，强化了空气和燃气混合，缩短了烟气在高温区的停留时间，有利于降低火焰温度。
本实用新型中所述的燃气燃烧器，其中心管输送空气与燃气混合气体（部分燃气和空气预混气）进入内圈燃烧区，燃气与空气预混强化了燃烧，可保证火焰不脱火。
本实用新型中所述的燃气燃烧器，其内圈燃烧区中的燃气流量占总燃气流量的25%～30%，内圈燃烧区中的空气流量占总空气流量的10%,外圈燃烧区中的燃气流量占总燃气流量的70%～75%，外圈燃烧区中的空气流量占总空气流量的80%～90%。内圈燃烧区过剩空气系数小于1.0，为浓燃烧，外圈燃烧区过剩空气系数大于1.2，为淡燃烧，内、外圈浓淡燃烧的结合以及外圈燃烧区多个火焰，降低了火焰温度，从而有效抑制了NOx的生成，降低了NOx的排放。
本实用新型中所述的燃气燃烧器，还在外筒上设置有引射孔和引射片，空气和燃气的混合气体从外筒喷出时，在引射孔处形成负压区，燃烧室内烟气沿引射片，通过进引射孔被吸入燃烧区。
本实用新型中所述的燃气燃烧器，其通过设置引射孔和引射片，使空气和燃气的混合气体从燃气燃烧器的外筒喷出时，在引射孔处形成负压区，燃烧室内烟气沿引射片，通过进引射孔被吸入燃烧区，利用引射孔和引射片将燃烧室内烟气引入燃烧区，可以使燃烧区氧的浓度降低，减少了助燃空气中的氧与氮气以及含氮基团结合，从而有效抑制了NOx的生成，进而达到只产生极少量的NOx的效果。
本实用新型中所述的燃气燃烧器，采用内、外圈燃烧，并且内圈浓燃烧、外圈淡燃烧，同时还利用了空气分配盘、以及引射孔和引射片，将燃烧室内烟气引入燃烧区，使燃烧区氧的浓度降低，减少助燃空气中的氧与氮气以及含氮基团结合，从而有效抑制了NOx的生成，进而达到了只产生极少量的NOx，氮氧化物排放低于60mg/m3（基准含氧量3.5%）的效果。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
图1是低NOx燃气燃烧器的结构示意图。
图2是低NOx燃气燃烧器的俯视示意图。
图3是燃气燃烧器的外筒的结构示意图。
图4是燃气燃烧器的外筒应用在第二种燃气燃烧器中的结构示意图。
图5是燃气燃烧器的外筒应用在第三种燃气燃烧器中的结构示意图。
图6是燃气燃烧器的外筒应用在第四种燃气燃烧器中的结构示意图。
附图标记：1－中心管、2－内圈燃气喷孔、3－空气分配板、4－旋流叶片、5－内筒、6－外圈燃气喷头、7－燃气燃烧器的外筒、8－引射片、9－内圈燃烧区、10－外圈助燃空气通道、11－环缝、12－通孔、13－引射孔、14－缺口、15－外圈燃烧区、16－内圈燃气套筒、17－内圈燃气通道。
具体实施方式
参见图1-3所示，本实施例中，燃气燃烧器的外筒7上沿圆周设有抽取燃烧室内烟气用的至少一圈引射孔13，引射孔13的内侧又设有引导烟气流向用的由下向上向燃气燃烧器的外筒轴心倾斜的引射片8，引射片8与燃气燃烧器的外筒7的夹角一般为30°～60°，引射孔13可以为拱形孔、半圆孔或方孔等形状。此外，在其他实施实例中，也可以在燃气燃烧器的外筒上设计两圈、三圈或更多圈引射孔。
采用了上述燃气燃烧器的外筒7的低NOx燃气燃烧器，包括有同轴设置的内筒5和燃气燃烧器的外筒7、以及设置在内筒5与燃气燃烧器的外筒7之间的与燃气管道相通的外圈燃气喷头6，外圈燃气喷头6的喷头顶端置有1个燃气喷孔。所述内筒5的中心处设有输送空气与燃气混合气体用的中心管1。所述中心管1上套有内圈燃气套筒16，并且内圈燃气套筒16与中心管1之间围成有与燃气管道相通的内圈燃气通道17，内圈燃气套筒16的上端部四周侧壁上还开有与内圈燃气通道17相通的径向的内圈燃气喷孔2。
本实施例中，所述内圈燃气喷孔2下方的内圈燃气套筒16上又套有空气分配器，该空气分配器包括一个由耐热钢板制成的圆形的空气分配板3，所述内筒5设置在空气分配板3上，内筒5、空气分配板3与内圈燃气套筒16围成有内圈圈燃烧区9。所述空气分配板3上对应外圈燃气喷头6的位置设有缺口14，使得空气分配板呈花边圆盘状。
本实施例中，所述内筒5内侧的空气分配板3上均布有条状的通孔12，通孔12的上方又设有引导空气流向用的与空气分配板3呈30°～45°夹角的旋流叶片4，所述内圈燃烧区9通过由通孔12和旋流叶片4形成的旋流缝与空气分配板下方的空间相通。所述内圈燃烧区9所需的旋流的助燃空气是空气分配板下方的空气通过由通孔12和旋流叶片4形成的旋流缝进入内圈燃烧区9。
本实施例中，所述燃气燃烧器的外筒7内侧、外圈燃气喷头6上方的空间为外圈燃烧区15，所述空气分配板3与燃气燃烧器的外筒7之间留有环缝11，本实施例中，外圈燃气喷头6高于内圈燃气喷孔2，燃气燃烧器的外筒7与内筒5之间、外圈燃气喷头6的下方设有外圈助燃空气通道10，所述外圈燃烧区15通过外圈助燃空气通道10和环缝11与空气分配板下方的空间相通。所述外圈燃烧区15所需的助燃空气是空气分配板下方的空气通过环缝11进入外圈燃烧区15。
参见图3，本实施例中，引射孔13为拱形孔。在其他实施实例中，也可以设计成半圆孔或方孔等。
本实施例中，燃气燃烧器的外筒7的顶部高于外圈燃气喷头6，外圈燃气喷头6高于内筒5的顶部，内筒5的顶部高于内圈燃气喷孔2。
申请人通过研究发现，所述低NOx燃气燃烧器采用以下燃气配置方式，使用效果最佳，可以使燃气燃烧器的氮氧化物排放低于60mg/m3（基准含氧量3.5%）：所述内圈燃烧区9中的燃气流量占总燃气流量的25%～30%，所述内圈燃烧区9中的空气流量占总空气流量的10%～20%，所述外圈燃烧区15中的燃气流量占总燃气流量的70%～75%，所述外圈燃烧区15中的空气流量占总空气流量的80%～90%。
此外，本实施例作为最优选的实施例，所述中心管1喷出的燃气流量占内圈燃烧区中的燃气流量的5%～10%，所述中心管1喷出的空气流量占内圈燃烧区中的空气流量的15%～20%。
除此之外，燃气燃烧器的外筒也可以应用在图4所示的第二种燃气燃烧器中，或者图5所示的第三种燃气燃烧器中，或者图6所示的第四种燃气燃烧器中。当然，燃气燃烧器的外筒还可以应用在其它的一些现有的燃气燃烧器中。
图1、图4-6中，空心箭头表示空气与燃气混合气体，实线箭头表示燃气，虚线箭头表示空气。
Claims (10)
1.一种燃气燃烧器的外筒，其特征在于：该燃气燃烧器的外筒（7）上沿圆周设有抽取燃烧室内烟气用的至少一圈引射孔（13），引射孔（13）的内侧又设有引导烟气流向用的由下向上向燃气燃烧器的外筒轴心倾斜的引射片（8）。
2.根据权利要求1所述的燃气燃烧器的外筒，其特征在于：所述引射片（8）与燃气燃烧器的外筒（7）的夹角为30°～60°。
3.根据权利要求1所述的燃气燃烧器的外筒，其特征在于：所述引射孔（13）为拱形孔、半圆孔或方孔。
4.一种低NOx燃气燃烧器，包括有燃气燃烧器的外筒（7），其特征在于：所述燃气燃烧器的外筒（7）上沿圆周设有抽取燃烧室内烟气用的至少一圈引射孔（13），引射孔（13）的内侧又设有引导烟气流向用的由下向上向燃气燃烧器的外筒轴心倾斜的引射片（8）。
5.根据权利要求4所述的低NOx燃气燃烧器，其特征在于：所述燃气燃烧器的外筒（7）的内侧同轴设置有内筒（5），在内筒（5）与燃气燃烧器的外筒（7）之间设置有与燃气管道相通的外圈燃气喷头（6），内筒（5）的中心处还设有输送空气与燃气混合气体用的中心管（1）；
所述中心管（1）上套有内圈燃气套筒（16），并且内圈燃气套筒（16）与中心管（1）之间围成有与燃气管道相通的内圈燃气通道（17），内圈燃气套筒（16）的上端部四周侧壁上还开有与内圈燃气通道（17）相通的径向的内圈燃气喷孔（2）；
所述内筒（5）内侧的空间为内圈燃烧区（9），所述燃气燃烧器的外筒（7）与内筒（5）之间、外圈燃气喷头（6）上方的空间为外圈燃烧区（15）。
6.根据权利要求5所述的低NOx燃气燃烧器，其特征在于：所述内圈燃气喷孔（2）下方的内圈燃气套筒（16）上套有空气分配器，该空气分配器包括一圆形的空气分配板（3），所述内筒（5）设置在该空气分配板（3）上；
所述内筒（5）内侧的空气分配板（3）上均布有通孔（12），所述内圈燃烧区（9）通过通孔（12）与空气分配板下方的空间相通；
所述空气分配板（3）与燃气燃烧器的外筒（7）之间留有环缝（11），所述外圈燃烧区（15）通过环缝（11）与空气分配板下方的空间相通。
7.根据权利要求6所述的低NOx燃气燃烧器，其特征在于：所述通孔（12）的上方设有引导空气流向用的与空气分配板（3）呈一夹角的旋流叶片（4），所述内圈燃烧区（9）通过由通孔（12）和旋流叶片（4）形成的旋流缝与空气分配板下方的空间相通。
8.根据权利要求7所述的低NOx燃气燃烧器，其特征在于：所述旋流叶片（4）与空气分配板（3）的夹角为30°～45°。
9.根据权利要求4所述的低NOx燃气燃烧器，其特征在于：所述引射片（8）与燃气燃烧器的外筒（7）的夹角为30°～60°。
10.根据权利要求4所述的低NOx燃气燃烧器，其特征在于：所述引射孔（13）为拱形孔、半圆孔或方孔。
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