CN208606168U - 一种燃烧头结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种燃烧头结构，其结构合理，不仅可使得可燃气体和助燃风混合均匀，还可解决火焰过于集中的问题，从而可大大降低燃烧产物中N0x含量，符合国家环保要求，促进企业发展；其包括燃烧头本体，所述燃烧头本体包括进风总管以及与其连通的火焰筒，所述火焰筒内装有配风筒、燃气管，所述燃烧头本体上设有可燃气体进口、燃烧口，所述燃烧头本体内设有可燃气体分配器，所述可燃气体分配器包括连接于所述配风筒进风端的分配筒，所述分配筒筒壁开有与所述可燃气体进口连通的环形内腔，位于所述配风筒侧的所述分配筒端面上环形分布插装所述燃气管，所述燃气管与所述环形内腔相连通。

Description

一种燃烧头结构

技术领域

本实用新型涉及燃烧设备技术领域，具体为一种燃烧头结构。

背景技术

氮氧化物（包括NO、NO₂、N₂O、N₂O₃、N₂O₅统称为N0_x）是主要的大气污染物之一，氮氧化物是酸雨形成的主要因子，是生成臭氧和光化学烟雾的主要前体物之一，也是形成区域超细颗粒（PM2.5）污染和灰霾的重要原因；而可燃气体燃烧产物排放是氮氧化物主要的排放源之一，虽然其排放的N0_x中有90%左右是毒害性较小的NO，10%左右是毒害性比NO大4～5倍的NO₂，但NO排入大气后易和大气中的氧结合又生成NO₂，而NO₂是影响大气环境质量的主要因素之一，则面对日益严峻的环境问题，国家拟定了“节能、减排、降耗和保护环境”的发展战略，并以立法的形式对控制氮氧化物的排放提出了更严格的要求，氮氧化物已列入污染物排放的约束性指标，对于可燃气体燃烧来讲，把燃烧产物中N0x排放量降到更低已成为工业燃烧器技术领域优先发展方向，并界定为该燃烧器性能优劣的重要指标。

燃烧头作为燃烧器的关键部件，其对于燃烧器是否能达到最大限度的降低燃烧产物中N0x排放的要求，起到了至关重要的作用，但现有的燃烧头内部结构设计、制造不甚合理，即燃烧头内的可燃气体和助燃风分别对应通过单个配风筒和燃气管喷出，这样会使得可燃气体和助燃风混合不均匀，也就会使得与其连接的锅炉炉膛，即燃烧室内温度不太均匀，有局部高温的现象，燃烧产物在此高温区域燃烧，那么N0x的产生率就会比较大，燃烧产物中含的N0x就越高，排放到大气中的N0x也就越多，以及还存在燃烧头喷出的火焰过于集中，易造成火焰内部此处温度过高，彼处温度偏低的燃烧状况，而其同样会使得N0x的产生率增加，也就无法达到国家环保要求，从而阻碍了企业的发展。

发明内容

针对现有燃烧器中燃烧头内部结构不合理，使得可燃气体和助燃风混合不均匀，以及燃烧头喷出的火焰过于集中，从而增加N0x的产生率，提高了燃烧产物中N0x含量，无法达到国家环保要求的问题，本实用新型提供了一种燃烧头结构，其结构合理，不仅可使得可燃气体和助燃风混合均匀，还可解决火焰过于集中的问题，从而可大大降低燃烧产物中N0x含量，符合国家环保要求，促进企业发展。

其技术方案是这样的,其包括燃烧头本体，所述燃烧头本体包括进风总管以及与其连通的火焰筒，所述火焰筒内装有配风筒、燃气管，所述燃烧头本体上设有可燃气体进口、燃烧口，其特征在于：所述燃烧头本体内设有可燃气体分配器，所述可燃气体分配器包括连接于所述配风筒进风端的分配筒，所述分配筒筒壁开有与所述可燃气体进口连通的环形内腔，位于所述配风筒侧的所述分配筒端面上环形分布插装所述燃气管，所述燃气管与所述环形内腔相连通。

其进一步特征在于：

所述可燃气体分配器还包括与所述分配筒相匹配的连接环，所述连接环的外环面上开有连接孔，对应所述连接孔的所述连接环上设有中空的凸起，对应所述凸起的所述分配筒端面上设有凹槽，所述分配筒与所述连接环通过所述凸起、凹槽配合连接，所述燃气管插装于所述连接孔中；

靠近所述燃烧口处的所述配风筒内装有稳焰盘筒，所述稳焰盘筒内装有旋流风口，所述旋流风口包括旋流筒，所述旋流筒通过支板装配于所述稳焰盘筒内，所述旋流筒内沿其内壁环形布置有旋流片，所述旋流片均倾斜安装，且其倾斜角度为30°~50°；

所述配风筒的燃烧口端部设有配风稳焰盘，且所述配风稳焰盘上开有通风孔，所述配风稳焰盘与所述稳焰盘筒相连接，所述燃气管分为第一燃气管、第二燃气管，所述第二燃气管设有至少6根，且沿所述配风筒外壁环形布置，所述第一燃气管、第二燃气管一端均插装于所述连接环上的连接孔中，所述第一燃气管另一端依次自所述配风筒、稳焰盘筒、旋流风口、配风稳焰盘中心穿过，所述第二燃气管另一端穿过所述配风稳焰盘并通过配风稳焰盘支承；

靠近所述燃烧口处的所述第二燃气管端部设有与其连通的分级燃气管，所述分级燃气管倾斜设置，且其倾斜角度为30°~60°，所述分级燃气管设置于所述火焰筒内；

所述第一燃气管、第二燃气管、分级燃气管的出口端均装有喷头，所述第一燃气管、第二燃气管、分级燃气管的所述喷头上均开有端面孔，在所述第一燃气管、第二燃气管的所述喷头侧壁还开有径向孔；

所述进风总管的内径大于所述火焰筒的内径，所述火焰筒的内径大于所述分配筒的内径，所述分配筒的内径大于所述配风筒的内径；

所述进风总管与鼓风机相连，在所述可燃气体进口处安装有进燃气调节阀；所述火焰筒内插装有燃气点火枪，所述燃气点火枪通过支架支承于所述分配筒内，所述火焰筒内的所述燃气点火枪上装有点火电极。

本实用新型的有益效果是，通过在燃烧头本体内设有可燃气体分配器，燃气管环形分布插装于分配筒上，并与分配筒的环形内腔相连通，且靠近燃烧口处的配风筒内设有旋流风口，则助燃风在通过进风总管进入燃烧头本体后分为两级，一级进入配风筒内，二级进入火焰筒与配风筒之间的流道，可燃气体通过可燃气体进口进入燃烧头本体后，通过分配筒分配到多个燃气管中，被分割成多股燃气流而进行燃烧，从而实现了助燃风分级燃烧、可燃气体分级燃烧的技术，且通过该分级燃烧可使得可燃气体和助燃风混合均匀，以及实际燃烧时，形成了火焰分割燃烧，增大了散热面积，避免了火焰过于集中的情况，从而大大降低了燃烧产物中N0x含量，并可符合国家环保要求，促进企业的发展。

附图说明

图1是本实用新型的局部剖视结构示意图；

图2是本实用新型的侧视结构示意图；

图3是可燃气体分配器的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本实用新型包括燃烧头本体1，燃烧头本体1包括进风总管2以及与其连通的火焰筒3，火焰筒3内装有配风筒4、燃气管，燃烧头本体1上设有可燃气体进口5、燃烧口6，燃烧头本体1内设有可燃气体分配器，可燃气体分配器包括连接于配风筒4进风端的分配筒7，分配筒7筒壁开有与可燃气体进口5连通的环形内腔8，位于配风筒4侧的分配筒7端面上环形分布插装燃气管，燃气管与环形内腔8相连通。

进风总管2与鼓风机相连，在可燃气体进口5处安装有进燃气调节阀9；火焰筒3内插装有燃气点火枪10，燃气点火枪10通过支架11支承于分配筒7内，火焰筒3内的燃气点火枪10上装有点火电极12，在工作时，先通过点火电极12将燃气点火枪10点燃，然后燃气点火枪10的火把一次及二次可燃气体点燃，从而实现二级点火方式，该方式比较安全、可靠并平稳，可极大地降低燃烧头本体启炉点火时发生的事故率。

可燃气体分配器还包括与分配筒7相匹配的连接环13，连接环13的外环面上开有连接孔14，对应连接孔14的连接环13上设有中空的凸起15，对应凸起15的分配筒7端面上设有凹槽16，分配筒7与连接环14通过凸起15、凹槽16配合连接，燃气管插装于连接孔14中，则可根据情况很方便的拆卸、更换燃气管，且可方便调整燃气管上喷头的喷出的方向和角度，也就很容易改变喷出燃气流的方向和角度，使整体燃烧工况更符合锅炉炉膛结构及形式，使燃烧在富燃料和富氧各燃烧区都能平稳进行，并使锅炉炉膛的火焰充满度更加完美。

靠近燃烧口6处的配风筒4内装有稳焰盘筒17，稳焰盘筒17内装有旋流风口18，旋流风口18包括旋流筒19，旋流筒19通过支板26装配于稳焰盘筒17内，旋流筒19内沿其内壁环形布置有旋流片20，旋流片20均倾斜安装，且其倾斜角度为35°，通过旋流风口18可使得进入的配风筒4内的助燃风形成旋流，保证稳定点火，提高可燃气体着火稳定性。

配风筒4的燃烧口6端部设有配风稳焰盘21，且配风稳焰盘21上开有通风孔，配风稳焰盘21与稳焰盘筒17相连接，燃气管分为第一燃气管22、第二燃气管23，第二燃气管23设有6根，且沿配风筒4外壁环形布置，第一燃气管22、第二燃气管23一端均插装于连接环13上的连接孔14中，第一燃气管22另一端依次自配风筒4、稳焰盘筒17、旋流风口18、配风稳焰盘21中心穿过，第二燃气管23另一端穿过配风稳焰盘21并通过配风稳焰盘21支承；靠近燃烧口6处的第二燃气管23端部设有与其连通的分级燃气管24，分级燃气管24倾斜设置，且其倾斜角度为30°，分级燃气管24设置于火焰筒3内；第一燃气管22、第二燃气管23、分级燃气管24的出口端均装有喷头，第一燃气管22、第二燃气管23、分级燃气管24的喷头上均开有端面孔，在第一燃气管22、第二燃气管23的喷头侧壁还开有径向孔25；进风总管2的内径大于火焰筒3的内径，火焰筒3的内径大于分配筒7的内径，分配筒7的内径大于配风筒4的内径。

本实用新型的工作原理是，可燃气体27从进燃气调节阀9进入燃烧头本体1，通过分配筒7分配到多根燃气管中，其中，进入燃烧头本体1内中心的第一燃气管22中的可燃气体作为一次可燃气体，其燃气流量仅为燃气总量的7.6%，且喷出速度也较低；进入第二燃气管23中的可燃气体作为二次可燃气体，而二次可燃气体是分别通过第二燃气管23和分级燃气管24喷出的，其中，通过6根第二燃气管23喷出的燃气流量为燃气总量的46.2%，喷出速度比较高，通过6个分级燃气管24喷出的燃气流量为燃气总量的46.2%，喷出速度也最高，由此，可燃气体是被分割成13个小股燃气流而进行燃烧的，即实现了燃气分级燃烧；另外，可燃气体被分割成13个小股燃气进行燃烧，实际上就形成了13个小火炬火焰分割燃烧，使得散热面积也变大，避免了火焰过于集中的情况，从而整个燃烧火焰温度就降低，N0x生成量就少；其次火焰分割后整体火焰会变短小，就会缩短氧、氮等气体在火焰中的停留时间，这样对N0x的生成也有明显的氧抑制作用；

燃烧头本体1燃烧所需要的助燃风是氧，其由鼓风机提供，但是一般助燃风中混合有18%左右的低温烟气31，而利用烟气中惰性气体的吸热和稀释氧浓度，可使火焰温度降低，并形成低氧燃烧，有效抑制了燃烧速度，可减少热力型N0x的生成；则混入一定比例低温烟气的助燃风从进风总管2进入燃烧头本体1后，被分为一次助燃风和二次助燃风，一次助燃风29通过配风筒4助燃第一燃气管22中喷出的可燃气体，而一次助燃风的过量空气系数α＜0.9，并作为富燃料燃烧，该助燃形成的燃烧区缺氧且温度比较低，可减少N0x生成率，且通过采用配风筒4，可减缓中心风速，并通过旋流风口18形成旋流，可保证配风筒4内的回流区稳定连续点火，从而提高可燃气体着火稳定性；二次助燃风又被分为两部分，一部分助燃风通过配风筒4内壁形成二次可燃气体助燃直流风28来助燃6个第二燃气管23喷出的可燃气体，二次可燃气体助燃直流风的过量空气系数α＜0.8，仍然是作为富燃料燃烧，在此条件下，该助燃形成的燃烧区不仅温度偏低，而且还能形成还原性气氛很强的氛围，不但可以抑制N0x的生成，还可将可燃气体燃烧区中生成的N0x还原，极大的降低N0x的生成量；另一部分助燃风作为二次可燃气体助燃风30，通过由进风总管2、火焰筒3、分配筒7和配风筒4组成的环形流道从左向右的流动，由于其进风截面积由大逐渐变小，就使得其风速亦由低变高，并和分级燃气管24喷出的斜向、高速二次可燃气体交叉后强烈混合，此处的二次可燃气体助燃风的过量系数α＞1.08，燃烧工况仍为富氧燃烧，可使分级燃气管24喷出的可燃气体进入空气过剩区域燃烧并燃尽，从而使二次燃烧火焰的最高温度下降，抑制了N0x的生成量，其中，燃烧时火焰是分层的，将最中心的火焰区域分为一级燃烧区域，一级燃烧区域以外的燃烧区域作为二级燃烧区域，而在二级燃烧区域，α＞1.08的二次可燃气体助燃风及卷吸进来的烟气与一次助燃风助燃形成的燃烧区内生成的富可燃气体燃烧产物相遇、混合直至燃尽；则在本实用新型的燃烧头结构中，实现了可燃气体分级燃烧、助燃风分级燃烧，且在分级燃烧中都避免了最高火焰温度的形成，不仅可降低氮、氧浓度，还可有效抑制N0x的生成，因而，在整个燃烧过程中总的N0x生成量是较低的，符合国家环保要求，可促进企业的发展，且通过该可燃气体分级燃烧、助燃风分级燃烧可使得可燃气体和助燃风混合均匀。

Claims (8)

1.一种燃烧头结构，其包括燃烧头本体，所述燃烧头本体包括进风总管以及与其连通的火焰筒，所述火焰筒内装有配风筒、燃气管，所述燃烧头本体上设有可燃气体进口、燃烧口，其特征在于：所述燃烧头本体内设有可燃气体分配器，所述可燃气体分配器包括连接于所述配风筒进风端的分配筒，所述分配筒筒壁开有与所述可燃气体进口连通的环形内腔，位于所述配风筒侧的所述分配筒端面上环形分布插装所述燃气管，所述燃气管与所述环形内腔相连通。

2.根据权利要求1所述的一种燃烧头结构，其特征在于：所述可燃气体分配器还包括与所述分配筒相匹配的连接环，所述连接环的外环面上开有连接孔，对应所述连接孔的所述连接环上设有中空的凸起，对应所述凸起的所述分配筒端面上设有凹槽，所述分配筒与所述连接环通过所述凸起、凹槽配合连接，所述燃气管插装于所述连接孔中。

3.根据权利要求2所述的一种燃烧头结构，其特征在于：靠近所述燃烧口处的所述配风筒内装有稳焰盘筒，所述稳焰盘筒内装有旋流风口，所述旋流风口包括旋流筒，所述旋流筒通过支板装配于所述稳焰盘筒内，所述旋流筒内沿其内壁环形布置有旋流片，所述旋流片均倾斜安装，且其倾斜角度为30°~50°。

4.根据权利要求3所述的一种燃烧头结构，其特征在于：所述配风筒的燃烧口端部设有配风稳焰盘，且所述配风稳焰盘上开有通风孔，所述配风稳焰盘与所述稳焰盘筒相连接，所述燃气管分为第一燃气管、第二燃气管，所述第二燃气管设有至少6根，且沿所述配风筒外壁环形布置，所述第一燃气管、第二燃气管一端均插装于所述连接环上的连接孔中，所述第一燃气管另一端依次自所述配风筒、稳焰盘筒、旋流风口、配风稳焰盘中心穿过，所述第二燃气管另一端穿过所述配风稳焰盘并通过配风稳焰盘支承。

5.根据权利要求4所述的一种燃烧头结构，其特征在于：靠近所述燃烧口处的所述第二燃气管端部设有与其连通的分级燃气管，所述分级燃气管倾斜设置，且其倾斜角度为30°~60°，所述分级燃气管设置于所述火焰筒内。

6.根据权利要求5所述的一种燃烧头结构，其特征在于：所述第一燃气管、第二燃气管、分级燃气管的出口端均装有喷头，所述第一燃气管、第二燃气管、分级燃气管的所述喷头上均开有端面孔，在所述第一燃气管、第二燃气管的所述喷头侧壁还开有径向孔。

7.根据权利要求1所述的一种燃烧头结构，其特征在于：所述进风总管的内径大于所述火焰筒的内径，所述火焰筒的内径大于所述分配筒的内径，所述分配筒的内径大于所述配风筒的内径。

8.根据权利要求1所述的一种燃烧头结构，其特征在于：所述进风总管与鼓风机相连，在所述可燃气体进口处安装有进燃气调节阀；所述火焰筒内插装有燃气点火枪，所述燃气点火枪通过支架支承于所述分配筒内，所述火焰筒内的所述燃气点火枪上装有点火电极。