CN205592955U - 一种三级空气分布的烟气再循环低氮燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三级空气分布的烟气再循环低氮燃烧器。该低氮燃烧器包括燃烧器本体和燃烧头外壳体，在燃烧器本体的腔体内部由内至外依次设有点火燃气通道、主燃气腔、一次风通道、三次风通道和二次风通道；所述燃烧器本体的下部设有一次风进口、二次风进口和三次风进口，主燃气腔的出气端设有燃气喷头，在燃气喷头的外侧设置锥形的一次风分配盘，二次风通道的出风口设有二次风喷射管，三次风通道的出风口设有三次风旋流器；主燃气腔的前端上方设有主燃气进口。本实用新型中，利用空气的多次分级燃烧，合理分布风量通入，降低火焰中心区域的温度，降低NOx生成，避免环境污染。

Description

一种三级空气分布的烟气再循环低氮燃烧器

技术领域

本实用新型涉及低氮燃烧技术领域，尤其涉及一种三级空气分布的烟气再循环低氮燃烧器。

背景技术

燃烧器是工业炉窑燃烧设备的主要组成部件，燃烧过程中生成的NOx是造成环境污染的主要因素之一，NOx生成量的高低成为衡量燃烧器燃烧性能的重要指标之一。

现有的工业技术中，NOx的生成主要有三种：燃料型NOx、热力型NOx以及快速型NOx。气体燃料燃烧过程中生成的NOx主要是燃料型NOx和热力型NOx，因此，对于燃烧气体燃料控制NOx生成主要是控制热力型NOx和燃料型NOx的生成或将已生成的NOx还原。温度对热力型NOx的生成具有决定性作用，不同的燃烧器在燃烧室内产生不同的热强度分布，不同的热强度分布产生不同的温度分布，因此设计一款新型燃烧器使其既能满足燃料着火和燃烧的需要又能减少NOx的生成成为实现低NOx排放的关键。

现有的工业燃气炉窑均是采用单级燃烧器，由于这种燃烧器结构简单，燃气与空气的混合程度低，不仅存在着能源利用不充分的问题，而且在燃烧时会产生很高水平的NOx排放，无法满足相关环保标准的要求。

目前使用的低NOx燃烧技术主要有三种：第一种是空气分级燃烧技术，它使助燃空气分流以建立贫氧的第一燃烧区，从而减少NOx的生成，在第二燃烧区将剩余的部分空气引入，从而完成整个燃烧过程；第二种是燃料分级燃烧技术，助燃空气一次全部引入第一燃烧区，但在第一燃烧区只供应部分燃料，剩余燃料被引入第二燃烧区，利用第一燃烧区过剩的氧进行燃烧；第三种是烟气再循环燃烧技术，利用助燃空气或燃料气流产生的低压区促使接近于惰性的烟气回流到燃烧气流中，降低局部燃烧温度及形成局部还原性气氛，从而减少NOx的生成。现有的三种低NOx燃烧技术都存在燃气与空气混合程度低，浪费能源，容易产生局部高温和/或燃烧不稳定的问题，因而设计一种燃烧器能够利用空气的多次分级燃烧，降低火焰中心区域的温度，从而达到降低NOx生成的燃烧器，具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型提供了一种三级空气分布的烟气再循环低氮燃烧器，克服了现有燃烧器NOx排放量大，不能实现空气和燃气的多次分级燃烧，容易产生局部高温和/或燃烧不稳定的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种三级空气分布的烟气再循环低氮燃烧器，包括燃烧器本体和燃烧头外壳体，其特征在于：在所述燃烧器本体的腔体内部由内至外依次设有点火燃气通道、主燃气腔、一次风通道、三次风通道和二次风通道，其中所述点火燃气通道的进气端设有点火燃气进口；所述燃烧器本体的下部设有一次风进口、二次风进口和三次风进口，所述一次风通道、二次风通道和三次风通道分别与一次风进口、二次风进口和三次风进口连通，所述主燃气腔的出气端设有燃气喷头，在所述燃气喷头的外侧设置锥形的一次风分配盘，所述一次风分配盘表面设有孔径从小至大依次排列的一次风出风口，一次风在一次风分配盘处形成多级风喷出，并与燃气喷头喷出的燃气混合，所述二次风通道的出风口设有二次风喷射管，所述三次风通道的出风口设有三次风旋流器，三次风通过三次风旋流器形成旋流风；所述主燃气腔的前端上方设有主燃气进口。

所述主燃气进口和点火燃气进口分别连接燃气管道。

所述一次风通道、二次风通道和三次风通道内设有风板调节装置。

所述燃烧头外壳体的前端伸入炉膛内部。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

通过上述本实用新型的技术方案，该低氮燃烧器主要由燃气腔体、空气分级旋流系统、配风体等组成。主燃气通过燃气腔，通过燃气喷头旋流喷出，中心气枪燃料来源独立于主燃气进口，流量占到总功率流量的5-10％左右。助燃风通过进风调节挡板进入，被分成了三级风：一次风风量占到总风量的15％-20％左右，目的在于：a、能够保证中心点火气枪燃烧完全，b、当主燃气通入时，由于空气量不足，形成了贫氧燃烧，降低了燃烧速度和局部的火焰温度，可以降低NOx的产生；二次风风量占到总风量的10％-15％左右，由于二次风的喷射管的喷头呈一定角度向中心喷射，并且喷射速度很快，就会在喷射管后部区域行成负压区，卷吸部分烟气参与燃烧，形成了烟气再循环，能够降低NOx的产生；三次风风量占到总风量的65％-75％，为燃烧器提供大部分的助燃空气。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种三级空气分布的烟气再循环低氮燃烧器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，为本实用新型实施例提出的一种三级空气分布的烟气再循环低氮燃烧器，包括燃烧器本体1和燃烧头外壳体2，在燃烧器本体1的腔体内部由内至外依次设有点火燃气通道3、主燃气腔4、一次风通道5、三次风通道6和二次风通道7，其中点火燃气通道3的进气端设有点火燃气进口8；燃烧器本体1的下部设有一次风进口9、二次风进口10和三次风进口11，一次风通道5、二次风通道7和三次风通道6分别与一次风进口9、二次风进口10和三次风进口11连通，主燃气腔4的出气端设有燃气喷头12，在燃气喷头12的外侧设置锥形的一次风分配盘13，一次风分配盘13表面设有孔径从小至大依次排列的一次风出风口，一次风在一次风分配盘13处形成多级风喷出，并与燃气喷头12喷出的燃气混合，二次风通道7的出风口设有二次风喷射管14，三次风通道6的出风口设有三次风旋流器15，三次风通过三次风旋流器15形成旋流风；主燃气腔4的前端上方设有主燃气进口16。

进一步的，主燃气进口16和点火燃气进口8分别连接燃气管道，一次风通道5、二次风通道7和三次风通道6内设有风板调节装置。

优选的，燃烧头外壳体2的前端伸入炉膛内部，点火燃气通道3的出气端还可设有中心点火气枪。

下面结合附图对本发明上述各结构的功能原理说明如下：

中心点火气枪：燃料分级中的中心气枪，用于产生中心火焰，保障燃烧器稳定燃烧，以及起到中心火焰稳定的目的，功能为长明灯。

主燃气腔4：燃料采用分级燃烧，因此需要多组喷枪，此装置是为保证每个燃气枪能够分配均匀，主燃气进口为燃烧器气环分配箱的进口，是管道燃气进入分配箱的通道。

燃烧器本体1(配风体)：为燃烧器的外壳体，是整个燃烧器的配风进口，进口分为一次风、二次风、三次风，并且每个进风口带有风板调节装置。

燃气喷头12：为燃烧器的燃气向外喷射的部件，并带有旋流作用。

一次风分配盘13：为燃烧器头部一次风的通道，此部件能够将一次风分成多级,分层次的喷入，与燃气混合，此部件的结构能够保证中心火焰区域的稳定，而且该部件带有旋流作用，部件结构能够提供一个稳焰区，起到了与燃气充分混合并稳定燃烧火焰的作用；另外由于此处的燃气量多、空气量少，也就在此区域形成了贫氧燃烧，降低了此区域的温度。

三次风旋流器15：为燃烧器头部二次风旋流叶片，二次风经过旋流器后形成旋流，与中心区域的火焰掺混燃烧，为其提供大部分的氧气。

二次风喷射管14：为燃烧器二次风的喷射通道，喷头呈一定角度向中心喷射，其作用不仅提供了部分的助燃风，而且由于喷射管喷出的空气带有一定的速度，就会在喷射管后部区域行成负压区，卷吸部分烟气参与燃烧，形成了烟气再循环，能够降低NOx的产生，喷射管的数量根据实际功率来确定。

燃烧头外壳体2：为整个燃烧头的射流约束壳体，该壳体在伸入炉内部，保护枪头和旋流器，提高整个火焰的强度。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

通过上述本实用新型的技术方案，该低氮燃烧器主要由燃料分级喷枪系统、空气分级旋流系统、配风体等组成。主燃气进入分配箱，经过分配箱均匀的分配给各个燃气喷枪，燃气喷枪的喷头成两种角度分布，一种角度水平喷射，另外一种角度成45°朝向中心区域喷射，此角度主要是保证主火焰区的燃烧稳定性，具体每种角度喷头的数量根据功率来确定；中心气枪燃料来源独立于主燃气进口，流量占到总功率流量的10％左右。助燃风通过进风调节挡板进入，被分成了两级风，分别进入中心风腔体和旋流器等，从燃烧头喷射出去与燃气扩散混合。一次风风量占到总风量的20％左右，这种好处：a、由于风量配比大，因此能够保证中心枪燃气的燃烧完全，形成了一个富氧区域，并且由于一次风分配盘的结构形式，还能够保证中心火焰区域的稳定燃烧；b、由于空气多，能够降低中心火焰区域的温度，降低了NOx的产生；c、结合二次风和外环燃气喷枪，实现浓淡燃烧，降低NOx的产生。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种三级空气分布的烟气再循环低氮燃烧器，包括燃烧器本体和燃烧头外壳体，其特征在于：在所述燃烧器本体的腔体内部由内至外依次设有点火燃气通道、主燃气腔、一次风通道、三次风通道和二次风通道，其中所述点火燃气通道的进气端设有点火燃气进口；所述燃烧器本体的下部设有一次风进口、二次风进口和三次风进口，所述一次风通道、二次风通道和三次风通道分别与一次风进口、二次风进口和三次风进口连通，所述主燃气腔的出气端设有燃气喷头，在所述燃气喷头的外侧设置锥形的一次风分配盘，所述一次风分配盘表面设有孔径从小至大依次排列的一次风出风口，一次风在一次风分配盘处形成多级风喷出，并与燃气喷头喷出的燃气混合，所述二次风通道的出风口设有二次风喷射管，所述三次风通道的出风口设有三次风旋流器，三次风通过三次风旋流器形成旋流风；所述主燃气腔的前端上方设有主燃气进口。

2.如权利要求1所述的三级空气分布的烟气再循环低氮燃烧器，其特征在于：所述主燃气进口和点火燃气进口分别连接燃气管道。

3.如权利要求1所述的三级空气分布的烟气再循环低氮燃烧器，其特征在于：所述一次风通道、二次风通道和三次风通道内设有风板调节装置。

4.如权利要求1所述的三级空气分布的烟气再循环低氮燃烧器，其特征在于：所述燃烧头外壳体的前端伸入炉膛内部。