CN208431751U - 一种喷枪配置合理型低氮燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种喷枪配置合理型低氮燃烧装置，主体包括有圆筒状喉口、主体设置在喉口腔内/筒壁外围、枪头伸置在喉口近前端口外侧炉膛内的燃气喷枪和由喉口筒腔充任的助燃风通道。利用伸置在炉膛内枪头附近进行燃烧时生成的低含氧量高温高压烟气与喉口前端口附近的助燃空气之间的压差实现烟气内循环，使混合构成的含氧量和温度均相对较低的混合气，参与尔后的低NOx燃烧，且由于燃气喷枪分布设置在喉口腔内/筒壁外围，使从燃气枪头喷出的燃气有很大的覆盖范围，使低NOx燃烧所产生的火焰能充实到整个炉膛，有利于确保炉膛内火焰分布均匀度和充满度，从而减少局部高温生成点，从总体上降低NOx的生成机率，结构简单且合理，有很强的实用性。

Description

一种喷枪配置合理型低氮燃烧装置

技术领域

本实用新型涉及工业锅炉燃烧构件技术领域，特别是一种燃气喷枪配置合理、有利于提高炉膛内火焰分布均匀度和充满度的低氮燃烧装置。

背景技术

工业锅炉在燃料燃烧过程中外排的废气中所含的NOx是目前公认的大气污染物之一，为此，近几年来环保部门对锅炉NOx的排放量限值要求越来越严，有些地方早已提出了NOx排放值从100降至30mg/Nm³的目标要求，这无疑对业界带来了较大压力。目前常用的低氮燃烧器的结构如图1所示，主要包括有上带前端口11的圆筒状喉口1、若干设置在喉口1腔内的燃气喷枪2和由喉口筒腔充任的助燃风通道3，其中燃气喷枪2的燃气枪头21均位于喉口1前端口11的内侧、呈里缩状。工作时，燃气从燃气枪头21喷出，与燃气枪头21周围的助燃空气混合并燃烧。由于燃气在喷出喉口前就与助燃空气均匀混合、在含氧量充足的空气环境中自然燃烧，故在此区域内产生的烟气温度相对较高，极易生成大量NOx，此外，由于燃气喷枪2集中设置在喉口腔内，燃气枪头21呈内缩状，故从燃气喷枪2喷出的燃气相对比较集中，进入炉膛的火焰覆盖范围也相对比较集中，致使炉膛内火焰分布不均，充满度也差，容易形成大量会生成NOx的局部高温点；近几年来出现了在现有低氮燃烧器上增加设置烟气外循环设施、便于将锅炉尾端20%-30%的含氧量较低、且温度也相对较低的烟气导引返回到燃气枪头21附近混合燃烧区的烟气外循环技术，由于能有效降低该区域内助燃空气中的含氧量和燃烧烟气的温度，故能产生降低NOx的生成率的实用效果。其不足在于：必须在现有低氮燃烧器上额外增加烟循设施，除设置麻烦且成本也高外，还由于烟气混合时的温差较大，容易产生冷凝水，影响能量的利用率，故从经济性和实用性角度考虑，仍欠理想。

发明内容

本实用新型的目的是要克服现有低氮燃烧器所存在的不足，提供一种燃气喷射范围大、具有烟气自动内循环功能，能确保降低NOx的生成率的喷枪配置合理型低氮燃烧装置。

本实用新型的喷枪配置合理型低氮燃烧装置，主体包括有上带前端口的圆筒状喉口、若干以等径层设、每层数支的形式固定设置在喉口腔内的燃气喷枪和由喉口筒腔充任的助燃风通道，特征在于：所述的燃气喷枪以等径层设、每层数支的形式固定设置在喉口腔内和筒壁外围，且燃气喷枪的燃气枪头均限位伸置在靠近喉口前端口外侧的炉膛内。

工作时，来自助燃风通道的助燃空气经喉口前端口进入炉膛，先与燃气枪头喷出的燃气混合、进行耗氧性燃烧，在燃气枪头附近区域生成含氧量相对较低、温度和气压均相对较高、便于向周围扩散的燃烧烟气，使燃烧烟气之外的空间处相对负压状态，故能使燃烧烟气中的大部分会在燃气枪头与喉口的前端口之间温度和气压相对较低区域内助燃空气压差的吸卷作用下会自动返回、与正常含氧量的助燃空气相混形成含氧量和温度均相对较低混合气、并流向炉膛下游，参与尔后与由燃气枪头喷出的燃气相混的耗氧性低NOx燃烧，生成含氧量相对较低、温度和气压均相对较高的燃烧烟气，而其中的部分燃烧烟气再在温度和气压相对较低区域内助燃空气压差的吸卷作用下自动返回、与正常含氧量的助燃空气相混、形成含氧量和温度均相对较低、并与原始助燃空气流向相同的低氧量助燃空气，再与由内燃气枪头喷出的燃气相混的耗氧性低NOx燃烧，由此循环，实现具有降低NOx生成量功能的烟气自动内循环；此外，所述的燃气喷枪以等径层设、每层数支的形式合理地固定设置在圆筒状喉口腔内/筒壁外围，使燃气枪头喷出的燃气有很大的覆盖范围，使低NOx燃烧产生的火焰也有很大的扩散范围，充实到整个炉膛，从而确保炉膛内火焰分布均匀和提高充满度，减少局部高温点的生成，从总体上降低NOx的生成机率。

基于上述构思的本实用新型喷枪配置合理型低氮燃烧装置，由于燃气喷枪以等径层设、每层数支的形式固定设置在圆筒状喉口腔内和筒壁外围，使从燃气枪头喷出的燃气有较大的覆盖面，且由于将低氮燃烧器的燃气枪头外伸设置在靠近喉口前端口的外侧，便于在燃气枪头附近燃烧时产生的低含氧量的相对高温高压燃烧烟气在燃气枪头内侧助燃空气压差的作用下, 通过燃烧区之外与炉壁之间的负压通道，自动返回、与正常含氧量的助燃空气混合形成低含氧量的低温助燃空气，参与尔后的燃烧，可确保燃气在含氧量和温度相对较低的环境中自动地进行低NOx的连续循环燃烧，不仅能达到辅用烟气外循环技术低氮燃烧器的同等功效，还能确保炉膛内火焰分布更均匀、更高的火焰充满度，使燃烧烟气中未完全燃烧的燃料在炉膛内继续进行充分完全燃烧，并确保减少局部高温点的生成量、降低NOx生成机率、并满足锅炉稳定燃烧及低NOx排放的要求。所以，本实用新型的低氮燃烧装置喷枪配置合理，枪头设置在喉口外的炉膛内，使已生成的烟气在内外压差下，回流到喉口与喉口喷出的空气混合，形成低氧混合气，再与燃气混合，降低了氧气和燃料结合的概率，有效克服了现有采用烟气外循环技术的低氮燃烧器所存在的结构复杂、设置难度大且成本高、燃气喷射面不广等诸多弊端，结构简单且科学合理，低NOx燃烧性能稳定，能确保使用本实用新型的锅炉能满足低NOx排放的环保要求，具有很强的实用性和广阔的市场应用前景。

附图说明

图1是与本实用新型相关的现有低氮燃烧装置的基本结构示意图；

图2是本实用新型实施例的基本结构示意图；

图3是图2的A-A剖视图。

图中：

1.喉口 11.前端口 2.燃气喷枪 21.燃气枪头 3.助燃风通道。

具体实施方式

下面结合附图和典型实施例对本实用新型作进一步说明。

在图2和图3中，本实用新型的喷枪配置合理型低氮燃烧装置，主体包括有上带前端口11的圆筒状喉口1、若干以等径层设、每层数支的形式固定设置在喉口1腔内的燃气喷枪2和由喉口筒腔充任的助燃风通道3，特征在于：所述的燃气喷枪2以等径层设、每层数支的形式固定设置在喉口1腔内和筒壁外围，且燃气喷枪2的燃气枪头21均限位伸置在靠近喉口1前端口11外侧的炉膛内。

工作时，来自助燃风通道3的助燃空气经喉口1前端口11进入炉膛，先与燃气枪头21喷出的燃气混合、进行耗氧性燃烧，在燃气枪头21附近区域生成含氧量相对较低、温度和气压均相对较高、便于向周围扩散的燃烧烟气，使燃烧烟气之外的空间处相对负压状态，故能使燃烧烟气中的大部分会在燃气枪头21与喉口1的前端口11之间温度和气压相对较低区域内助燃空气压差的吸卷作用下会自动返回、与正常含氧量的助燃空气相混形成含氧量和温度均相对较低混合气、并流向炉膛下游，参与尔后与由燃气枪头21喷出的燃气相混的耗氧性低NOx燃烧，生成含氧量相对较低、温度和气压均相对较高的燃烧烟气，而其中的部分燃烧烟气再在温度和气压相对较低区域内助燃空气压差的吸卷作用下自动返回、与正常含氧量的助燃空气相混、形成含氧量和温度均相对较低、并与原始助燃空气流向相同的低氧量助燃空气，再与由内燃气枪头21喷出的燃气相混的耗氧性低NOx燃烧，由此循环，实现具有降低NOx生成量功能的烟气自动内循环；此外，所述的燃气喷枪2以等径层设、每层数支的形式合理地固定设置在喉口1腔内/筒壁外围，使燃气枪头21喷出的燃气有很大的覆盖范围，使低NOx燃烧产生的火焰也有很大的扩散范围，充实到整个炉膛，从而确保炉膛内火焰分布均匀和提高充满度，减少局部高温点的生成，从总体上降低NOx的生成机率。

Claims (1)

1.一种喷枪配置合理型低氮燃烧装置，主体包括有上带前端口（11）的圆筒状喉口（1）、若干以等径层设、每层数支的形式固定设置在喉口（1）腔内的燃气喷枪（2）和由喉口筒腔充任的助燃风通道（3），其特征在于：所述的燃气喷枪（2）以等径层设、每层数支的形式固定设置在喉口（1）腔内和筒壁外围，且燃气喷枪（2）的燃气枪头（21）均限位伸置在靠近喉口（1）前端口（11）外侧的炉膛内。