CN205002113U - 尾缘回流双分级低氮氧燃气燃烧器 - Google Patents

尾缘回流双分级低氮氧燃气燃烧器 Download PDF

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俞维根
李易峰
杨阳
闫玉平
于槟恺
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Abstract

本实用新型提供一种尾缘回流双分级低氮氧燃气燃烧器，它包括风箱组件，在风箱组件上端装有烟气回流翅片圈；在风箱组件内的中心风通道内设有中心燃气烧嘴，在中心燃气烧嘴安装了旋流稳焰器；在风箱组件上部安装了同轴的调风筒，在中心燃气喷嘴下端有同轴的冷风筒；风箱组件下部设有助燃风分配筒；在风箱组件底部中心处设有燃气进口，在燃气进口两侧设有常温助燃风进口，在一侧设有高温助燃风进口。在相同的工况下，采用本实用新型结构在CO排放达标时，NOx可比常规燃烧器降低65％以上。在助燃风温度270℃时，NOx排放可由400mg/Nm3降到平均为138mg/Nm3。

Description

尾缘回流双分级低氮氧燃气燃烧器
技术领域
本实用新型属于燃烧器技术领域，尤其涉及助燃风为高温的一种尾缘回流双分级低氮氧燃气燃烧器。
背景技术
低氮氧燃气燃烧器是为了降低燃烧产物中氮氧化物排放而出现的一类燃烧器，常规的燃烧器在加热炉提高热效率改造后往往随着助燃风温度提高而氮氧化物排放超过国家环保排放要求。
常规的燃气燃烧器在设计中为了保证充分燃尽大多采用助燃风与燃料气均匀分布快速燃烧的设计方式，而低氮氧燃气燃烧器则是在设计中在要降低火焰温度的同时避免出现局部高温区，是在保证燃尽的同时将燃烧过程尽量延时燃烧，低氮氧燃烧器出现了分级燃烧、烟气回流、浓淡燃烧等多个低氮氧燃烧技术。
目前通常的低氮氧燃烧器在较低助燃风温度(≤180℃)工况下和炉膛温度较低(≤800℃)的工况下比较容易实现低氮氧化物排放，但是在高温助燃风(≥250℃)和高炉膛温度(≥800℃)情况下，即使氮氧化物排放显著提高，难以达到国家环保排放要求。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种在高温助燃风下，实现氮氧化物低排放的尾缘回流双分级低氮氧燃气燃烧器。
实现本实用新型目的的技术方案：一种尾缘回流双分级低氮氧燃气燃烧器，它包括风箱组件，在风箱组件上端装有烟气回流翅片圈；在风箱组件内的中心风通道内设有中心燃气烧嘴，在中心燃气烧嘴安装了旋流稳焰器；在风箱组件上部安装了同轴的调风筒，在中心燃气喷嘴下端有同轴的冷风筒；风箱组件下部设有助燃风分配筒；在风箱组件底部中心处设有燃气进口，在燃气进口两侧设有常温助燃风进口，在一侧设有高温助燃风进口。
如上所述的一种尾缘回流双分级低氮氧燃气燃烧器，其所述的烟气回流翅片圈在其钢筒上一圈均匀开多个烟气回流圈翅片；所述的烟气回流圈翅片形状为三角形、方形、半圆形、抛物线或半椭圆形；烟气回流圈翅片与助燃风夹角为20-50°，并形成了回流孔。
如上所述的一种尾缘回流双分级低氮氧燃气燃烧器，其所述的烟气回流圈翅片和回流孔高于炉底上端面。
如上所述的一种尾缘回流双分级低氮氧燃气燃烧器，其一部分助燃风以常温形式从常温助燃风进口进入冷风筒；其余助燃风以150-350℃高温形式从高温助燃风进口进入；全部燃料气从燃气进口进入。
如上所述的一种尾缘回流双分级低氮氧燃气燃烧器，其在助燃风分配筒设计有栅板多孔保证中心风的均匀。
本实用新型的效果在于：
本实用新型所述的尾缘回流双分级低氮氧燃气燃烧器，燃烧器将助燃风分为高温和常温两级送入，并在调风筒内，部分高温助燃风和常温助燃风混合经过旋流稳焰器形成旋流后，与中心燃气喷嘴的燃气相互掺混燃烧。由于混合助燃风温度较低，同时风量不足，使得中心火焰温度明显降低。从而温度分级降低热力NOx的生成。
其余助燃风经过调风筒高速流过烟气回流翅片圈后，在烟气回流圈翅片后形成钝体负压区，将炉膛烟气从回流孔吸入，和外围风相互掺混，降低助燃风的氧量。这样经过一次风燃烧后剩余的燃料，与掺混了烟气的助燃风继续混合燃烧，火焰温度明显低于理论火焰温度。同时燃烧速度明显减慢，火焰燃烧过程适当拖长，在炉膛辐射换热的作用下可以进一步降低火焰温度，通过降低火焰峰值温度达到降低NOx生产的目的。由于炉膛烟气回流量与风速度成正比，因此炉膛烟气回流量通过调节调风筒下端的锥形筒角度来调整。
为了保证助燃风转向90度后的均匀，在助燃风分配筒设计有助燃风分配筒栅板多孔保证中心风的均匀，然后进入炉膛进行燃烧，确保助燃风的均匀，从而避免了燃烧中常见的火焰发飘不稳定状况。
在相同的工况下，采用此结构的燃烧器在CO排放达标时，NOx可比常规燃烧器降低65％以上。根据上海环保监测中心监测，在助燃风温度270℃时，NOx排放可由400mg/Nm3降到平均为138mg/Nm3。
附图说明
图1为本实用新型所述的一种尾缘回流双分级低氮氧燃气燃烧器结构图；
图2为烟气回流翅片圈结构示意图；
图3为助燃风分配筒结构示意图；
图中：1.烟气回流翅片圈；2.调风筒；3.中心燃气喷嘴；4.旋流稳焰器；5.炉底上端面；6.冷风筒；7.风箱组件；8.助燃风分配筒；9.常温助燃风进口；10.堵盖；11.燃气进口；12.高温助燃风进口；13.烟气回流圈翅片；14.回流孔；15.栅板多孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型所述的一种尾缘回流双分级低氮氧燃气燃烧器作进一步描述。
如图1所示，本实用新型所述的一种尾缘回流双分级低氮氧燃气燃烧器，其包括风箱组件7，在风箱组件7上端装有烟气回流翅片圈1；在风箱组件7内的中心风通道内设有中心燃气烧嘴3，在中心燃气烧嘴3安装了旋流稳焰器4；在风箱组件7上部安装了同轴的调风筒2，在中心燃气喷嘴3下端有同轴的冷风筒6；风箱组件7下部设有助燃风分配筒8；在风箱组件7底部中心处设有燃气进口11，在燃气进口11两侧设有常温助燃风进口9，在一侧设有高温助燃风进口12。一部分助燃风以常温形式从常温助燃风进口9进入冷风筒6；其余助燃风以150-350℃高温形式从高温助燃风进口12进入；全部燃料气从燃气进口11进入。
如图2所示，烟气回流翅片圈1在其钢筒上一圈均匀开多个烟气回流圈翅片13；所述的烟气回流圈翅片13形状为三角形、方形、半圆形、抛物线或半椭圆形；烟气回流圈翅片13与助燃风夹角为20-50°，并形成了回流孔14。其中，烟气回流圈翅片13和回流孔14高于炉底上端面5。
如图3所示，在助燃风分配筒8设计有栅板多孔15保证中心风的均匀。
本实用新型中少量常温助燃风从常温助燃风进口9进入；全部燃料气从燃气进口10进入。在调风筒2内，少量高温助燃风和常温助燃风混合经过旋流稳焰器4形成旋流后，与中心燃气喷嘴3喷出的燃气相互掺混燃烧。由于助燃风不足燃料气过剩，此时燃烧火焰为不完全燃烧，火焰温度会明显低于理论火焰温度。同时混合助燃风温度较低，使得中心火焰温度进一步降低。从而温度分级降低热力NOx的生成。其余助燃风经过调风筒高速流过烟气回流翅片圈1后，在烟气回流圈翅片13后形成钝体负压区，将炉膛烟气从回流孔吸入，和外围风相互掺混，降低助燃风的氧量。这样经过一次风燃烧后剩余的燃料，与掺混了烟气的助燃风继续混合燃烧，火焰温度明显低于理论火焰温度。同时燃烧速度明显减慢，火焰燃烧过程适当拖长，在炉膛辐射换热的作用下可以进一步降低火焰温度，通过降低火焰峰值温度达到降低NOx生产的目的。由于炉膛烟气回流量与风速度成正比，因此炉膛烟气回流量通过调节调风筒6下端的锥形筒角度来调整。
燃烧器为了保证助燃风转向90度后的均匀，在助燃风分配筒8设计有助燃风分配筒栅板多孔15保证中心风的均匀，确保助燃风的均匀。

Claims (5)

1.一种尾缘回流双分级低氮氧燃气燃烧器，其特征在于：它包括风箱组件(7)，在风箱组件(7)上端装有烟气回流翅片圈(1)；在风箱组件(7)内的中心风通道内设有中心燃气烧嘴(3)，在中心燃气烧嘴(3)安装了旋流稳焰器(4)；在风箱组件(7)上部安装了同轴的调风筒(2)，在中心燃气喷嘴(3)下端有同轴的冷风筒(6)；风箱组件(7)下部设有助燃风分配筒(8)；在风箱组件(7)底部中心处设有燃气进口(11)，在燃气进口(11)两侧设有常温助燃风进口(9)，在一侧设有高温助燃风进口(12)。
2.根据权利要求1所述的一种尾缘回流双分级低氮氧燃气燃烧器，其特征在于：所述的烟气回流翅片圈(1)在其钢筒上一圈均匀开多个烟气回流圈翅片(13)；所述的烟气回流圈翅片(13)形状为三角形、方形、半圆形、抛物线或半椭圆形；烟气回流圈翅片(13)与助燃风夹角为20-50°，并形成了回流孔(14)。
3.根据权利要求1所述的一种尾缘回流双分级低氮氧燃气燃烧器，其特征在于：所述的烟气回流圈翅片(13)和回流孔(14)高于炉底上端面(5)。
4.根据权利要求1所述的一种尾缘回流双分级低氮氧燃气燃烧器，其特征在于：一部分助燃风以常温形式从常温助燃风进口(9)进入冷风筒(6)；其余助燃风以150-350℃高温形式从高温助燃风进口(12)进入；全部燃料气从燃气进口(11)进入。
5.根据权利要求1所述的一种尾缘回流双分级低氮氧燃气燃烧器，其特征在于：在助燃风分配筒(8)设计有栅板多孔(15)保证中心风的均匀。
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CN105114951A (zh) * 2015-08-21 2015-12-02 北京航天动力研究所 尾缘回流双分级低氮氧燃气燃烧器

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