CN205939137U - 一种民用锅炉超低氮氧化物燃烧器结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种民用锅炉超低氮氧化物燃烧器结构，包括内部天然气通道、空气通道、内层旋流空气通道、外层轴向空气通道、多孔板、旋流装置、直流孔、天然气支管、径向射流孔、轴向射流孔、天然气气室和轴向天然气喷射孔。本实用新型的有益效果是：通过内部天然气支管的结构将天然气分成内外两级，并通过弯曲支管的结构形式保证了内、外燃料气的分布均匀，并且，该技术方案通过将空气通道分成三级的方式，形成良好的混合效果和分级燃烧，通过旋流装置、直流孔、天然气支管的共同作用，使天然气在燃烧器的径向方向上达到最优的均匀分布效果，保证燃烧器出口处速度分布合理，燃料气和助燃空气配比合理、掺混均匀，合理控制燃烧区域。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种燃烧器结构，具体为一种民用锅炉超低氮氧化物燃烧器结构，属于天然气洁净燃烧技术领域。
背景技术
NOx是一种重要的大气污染物，是引发酸雨、雾霾的重要因素。随着环保要求的日益提高，对于NOx排放量的限制也日趋严格。近些年，以天然气等气体作为燃料的清洁型燃气燃烧器得到了大力发展。燃气燃烧器具有安全高效、操作简便等优点。但燃气燃烧器的NOx污染物排放仍有很大的改善空间，人们仍在努力寻找着降低污染物排放的各种技术手段。因此，一种民用锅炉超低氮氧化物燃烧器结构的设计对于组织燃烧、降低污染物排放尤为重要。
燃气燃烧器通过将天然气和空气进行混合并组织燃烧来达到释放热量的目的。通过合理的设计燃烧器结构，在保证燃烧可靠、高效的基础上，尽可能减少局部高温区的产生，使天然气和空气混合均匀，从而抑制燃烧过程中NOx的生成、减少NOx的排放量。
对比专利：中国专利“CN105135432A”和“CN103842724B”中涉及到的燃气燃烧器已经在设计理念和结构形式上进行改善和提升，但是这些发明生成的污染物尤其是氮氧化物还不能满足日益提高的环保要求，现有燃气燃烧器中天然气和空气的掺混效果差，影响组织燃烧，燃烧不稳定，因此，仍然需要更加合理有效的一种低氮氧化物燃气燃烧器结构形式来组织燃烧和控制污染物排放。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为了解决现有燃气燃烧器中天然气和空气的掺混效果差，影响组织燃烧和降低污染物生成的问题而提供一种民用锅炉超低氮氧化物燃烧器结构。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的，一种民用锅炉超低氮氧化物燃烧器结构，包括内部天然气通道和空气通道，所述空气通道分为内层旋流空气通道、外层轴向空气通道，且内层旋流空气通道中设置有多孔板和旋流装置；所述外层轴向空气通道包含有直流孔；所述内部天然气通道外壁面布置有天然气支管，且天然气支管为前端弯曲的折管；所述天然气支管的直管段开有径向射流孔，且天然气支管的弯管段上开有轴向射流孔；所述内部天然气通道前端布置有天然气气室，且天然气气室顶端开有轴向天然气喷射孔。
优选的，所述多孔板的开孔个数为12～20个。
优选的，所述多孔板的开孔直径为10～20mm。
优选的，所述旋流装置的叶片个数为6～12个。
优选的，所述旋流装置的旋流角度为25°～60°。
优选的，所述天然气支管的个数为6～12个。
优选的，所述径向射流孔和轴向射流孔的直径为1～4.5mm。
优选的，所述每个天然气支管上的径向射流孔和轴向射流孔的个数为16-32个。
优选的，所述轴向天然气喷射孔的直径为4～10mm。
优选的，所述轴向天然气喷射孔的个数为6-10个。
本实用新型的有益效果是：该种民用锅炉超低氮氧化物燃烧器结构通过内部天然气支管的结构将天然气分成内外两级，并通过弯曲支管的结构形式保证了内、外燃料气的分布均匀，并且，该技术方案通过将空气通道分成三级的方式，形成良好的混合效果和分级燃烧，通过旋流装置、直流孔、天然气支管的共同作用，使天然气在燃烧器的径向方向上达到最优的均匀分布效果，保证燃烧器出口处速度分布合理，燃料气和助燃空气配比合理、掺混均匀，合理控制燃烧区域，从而保证燃烧的稳定性和良好的NOx减排效果。
附图说明
图1为本实用新型的一种民用锅炉超低氮氧化物燃烧器结构截面图；
图2为本实用新型的一种民用锅炉超低氮氧化物燃烧器结构右视图；
图3为本实用新型的一种民用锅炉超低氮氧化物燃烧器结构A处剖视图。
图中：1、内部天然气通道；2、空气通道；3、内层旋流空气通道；4、外层轴向空气通道；5、多孔板；6、旋流装置；7、直流孔；8、天然气支管；9、径向射流孔；10、轴向射流孔；11、天然气气室；12、轴向天然气喷射孔。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，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。
请参阅图1-3所示，一种民用锅炉超低氮氧化物燃烧器结构，包括内部天然气通道1和空气通道2，空气进入空气通道2后分成两部分，分别进入内层旋流空气通道3、外层轴向空气通道4；内层旋流空气通道3的入口布置有多孔板5，用于调节内、外两层空气的分配比例；进入内层旋流空气通道3的空气，经过旋流装置6形成旋流后进入燃烧器下游；进入外层轴向空气通道4的空气，一部分形成高速度轴向空气环，通过较高的气流速度控制燃烧器下游火焰的形状和范围，另一部分通过旋流盘面上的直流孔7，同燃料气进行掺混；进入内部天然气通道1的天然气分为两部分，一部分进入周向均匀分布的天然气支管8，天然气支管8为前端弯曲的折管，在天然气支管8的直管段上开有径向射流孔9，在天然气支管8的弯管段上开有轴向射流孔10，这部分天然气从径向射流孔9和轴向射流孔10喷出后，同来自内层旋流空气通道3、直流孔7、外层轴向空气通道4的空气相互掺混，达到均匀混合的效果；另一部分天然气进入天然气气室11，从气室顶端的轴向天然气喷射孔12喷出，同内层旋流空气通道3内的旋流空气相互混合；通过天然气和空气不同分配方式的共同作用，在燃烧器下游形成高效、可靠的燃烧场；通过将天然气合理均匀的进行分布，有效降低局部高温区的范围，抑制NOx的生成；
作为本实用新型的一种技术优化方案，多孔板5的开孔个数为12～20个。
作为本实用新型的一种技术优化方案，多孔板5的开孔直径为10～20mm。
作为本实用新型的一种技术优化方案，旋流装置6的叶片个数为6～12个。
作为本实用新型的一种技术优化方案，旋流装置6的旋流角度为25°～60°。
作为本实用新型的一种技术优化方案，天然气支管8的个数为6～12个。
作为本实用新型的一种技术优化方案，径向射流孔9和轴向射流孔10的直径为1～4.5mm。
作为本实用新型的一种技术优化方案，每个天然气支管8上的径向射流孔9和轴向射流孔10的个数为16-32个。
作为本实用新型的一种技术优化方案，轴向天然气喷射孔12的直径为4～10mm。
作为本实用新型的一种技术优化方案，轴向天然气喷射孔12的个数为6-10个。
本发明的工作原理如下：空气进入空气通道2后分成两部分，分别进入内层旋流空气通道3、外层轴向空气通道4。进入内层旋流空气通道3的空气，经过旋流装置6形成旋流后进入燃烧器下游；进入外层轴向空气通道4的空气，一部分形成高速度轴向空气环，通过较高的气流速度控制燃烧器下游火焰的形状和范围，另一部分通过旋流盘面上的直流孔7，同燃料气进行掺混。进入内部天然气通道1的天然气分为两部分，一部分进入天然气支管8，天然气支管8为前端弯曲的折管，在天然气支管8的直管段上开有径向射流孔9，在天然气支管8的弯管段上开有轴向射流孔10，这部分天然气从径向射流孔9和轴向射流孔10喷射出后，同来自内层旋流空气通道3、直流孔7、外层轴向空气通道4的空气相互掺混；另一部分天然气进入天然气气室11，从气室顶端的轴向天然气喷射孔12喷出，同内层旋流空气通道3内的旋流空气相互混合。
整个燃烧区分为富燃料中心燃烧区域、贫燃料过渡燃烧区域和贫燃料外围燃烧区域三部分。中心燃烧区通过局部的富燃料抑制NOx的生成；过渡燃烧区和外围燃烧区为贫燃料预混合气体，燃烧温度低，同样起到减少NOx排放的效果。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种民用锅炉超低氮氧化物燃烧器结构，包括内部天然气通道(1)和空气通道(2)，其特征在于：所述空气通道(2)分为内层旋流空气通道(3)、外层轴向空气通道(4)，且内层旋流空气通道(3)中设置有多孔板(5)和旋流装置(6)；所述外层轴向空气通道(4)包含有直流孔(7)；所述内部天然气通道(1)外壁面布置有天然气支管(8)，且天然气支管(8)为前端弯曲的折管；所述天然气支管(8)的直管段开有径向射流孔(9)，且天然气支管(8)的弯管段上开有轴向射流孔(10)；所述内部天然气通道(1)前端布置有天然气气室(11)，且天然气气室(11)顶端开有轴向天然气喷射孔(12)。
2.根据权利要求1所述的一种民用锅炉超低氮氧化物燃烧器结构，其特征在于：所述多孔板(5)的开孔个数为12～20个。
3.根据权利要求1所述的一种民用锅炉超低氮氧化物燃烧器结构，其特征在于：所述多孔板(5)的开孔直径为10～20mm。
4.根据权利要求1所述的一种民用锅炉超低氮氧化物燃烧器结构，其特征在于：所述旋流装置(6)的叶片个数为6～12个。
5.根据权利要求1所述的一种民用锅炉超低氮氧化物燃烧器结构，其特征在于：所述旋流装置(6)的旋流角度为25°～60°。
6.根据权利要求1所述的一种民用锅炉超低氮氧化物燃烧器结构，其特征在于：所述天然气支管(8)的个数为6～12个。
7.根据权利要求1所述的一种民用锅炉超低氮氧化物燃烧器结构，其特征在于：所述径向射流孔(9)和轴向射流孔(10)的直径为1～4.5mm。
8.根据权利要求1所述的一种民用锅炉超低氮氧化物燃烧器结构，其特征在于：所述每个天然气支管上的径向射流孔(9)和轴向射流孔(10)的个数为16-32个。
9.根据权利要求1所述的一种民用锅炉超低氮氧化物燃烧器结构，其特征在于：所述轴向天然气喷射孔(12)的直径为4～10mm。
10.根据权利要求1所述的一种民用锅炉超低氮氧化物燃烧器结构，其特征在于：所述轴向天然气喷射孔(12)的个数为6-10个。
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