CN208764919U - 复合燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于低NO_X燃烧技术领域，涉及复合燃烧器，所述复合燃烧器包括从内到外依次套合的一次燃料管、一次空气管、二次空气管以及三次空气管，一次燃料管和一次空气管出气端相平齐，本实用新型提供的复合燃烧器将一次燃料与一次空气旋流预混、再与二次空气以及三次空气进行空气分级燃烧，能适应大范围燃烧条件、燃烧效率高，NO_X排放低。

Description

复合燃烧器

技术领域

本实用新型属于低NO_X燃烧技术领域，涉及燃烧器，特别是涉及复合燃烧器。

背景技术

空气分级燃烧技术是目前燃烧器中应用最广泛的低NO_X燃烧技术，基本原理是将空气分段送入燃烧器中：在第一阶段，送入燃烧器的风量控制为总风量的70％～80％，燃料在缺氧的条件下燃烧，第一级燃烧区内当量比大于1，能够降低燃烧区内的燃烧速度和温度，同时还原气氛还会抑制这一燃烧区内NO_X的生成量，第二阶段将剩余的空气通入第一级燃烧区上方与未完全燃烧的燃气混合后完全燃烧，这一阶段为富氧燃烧，燃烧温度较低，能够减少热力型NO_X的生成。

预混燃烧是相对于扩散燃烧的另一种典型燃烧方式，在燃烧前燃料与氧气已经在燃烧器内充分混合，通过控制掺混比使得燃烧温度低于理论燃烧温度，可以降低氮氧化物的生成量，但是预混燃烧可燃气体稀薄，燃烧温度低，低负荷时容易熄火，可能会造成一氧化碳排放量增大，且存在回火的可能性，调节比有限。

烟气再循环燃烧器通过将燃烧烟气引入燃烧区域，稀释氧浓度，降低燃烧速度，减少局部高温区面积，从而降低火焰温度，减少热力型NO_X的生成。根据原理不同，烟气再循环可以分为烟气内循环和烟气外循环。烟气内循环通过高速喷射火焰的卷吸作用或者通过采用特定结构使气流产生旋转实现烟气的回流，烟气外循环通过采用风机等机械装置实现烟气的再循环，烟气内循环燃烧器靠自身结构实现烟气循环，不需要引入其它设备，因此成本较低，但是烟气循环率有一定限制。

由于采用单一低NO_X燃烧技术的燃烧器很难满足日益严格的排放要求，很多燃烧器生产厂家开始寻求将多种低NO_X燃烧技术结合起来应用到燃烧器中，以进一步降低氮氧化物的排放值。

实用新型内容

为了解决现有的技术问题，本实用新型提供了适应大范围燃烧条件、燃烧均匀稳定、燃烧效率高、NO_X排放量低的复合燃烧器。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

复合燃烧器，其特征在于：所述复合燃烧器包括一次燃料管、一次空气管以及二次空气管，一次燃料管、一次空气管和二次空气管从内到外依次套合，所述一次燃料管出气端和一次空气管出气端相平齐；所述二次空气管出气端位于一次空气管出气端外的延伸段。

上述复合燃烧器还包括三次空气管；所述三次空气管套在二次空气管外部；所述三次空气管出气端位于二次空气管出气端外的延伸段；实现空气分级燃烧，满足不同条件的燃烧需求，改善燃烧效率，降低NO_X排放。

进一步的，为了保证一次燃料管流出的燃料能产生旋流，在一次燃料管出气端倾斜设置一次燃料管旋流叶片。

进一步的，为了保证一次空气管流出的空气也能产生旋流，在一次空气管出气端倾斜设置一次空气管旋流叶片。

进一步的，二次空气管与三次空气管之间的腔体内设置均流板以及三次空气管旋流叶片；所述均流板和三次空气管旋流叶片套在二次空气管外部，三次空气管旋流叶片倾斜设置，三次空气均匀旋流的进行燃烧，提高燃烧效率。

进一步的，在二次空气管出气端口设置扩散口，为了使未燃烧的烟气快速扩散出去。

进一步的，上述扩散口为锥形，这是为了保证扩散效果更好。

进一步的，为了补充燃烧气体进入预混燃烧器，能够稳定火焰；复合燃烧器还包括二次燃料管，一次空气管、二次燃料管以及二次空气管从内到外依次套合；所述二次燃料管出气端和一次空气管出气端相平齐。

本实用新型提供的复合燃烧器，包括从内到外依次套合的一次燃料管、一次空气管、二次空气管和三次空气管，所述一次燃料管和一次空气管出气端相平齐，二次空气管出气端设置在一次空气管出气端外的延伸处；三次空气管出气端设置在二次空气管出气端外的延伸处；所述一次燃料管出气端设置一次燃料管旋流叶片，一次空气管出气端设置一次空气管旋流叶片，一次燃料与一次空气形成旋流预混；所述二次空气管的出气端口设置扩散口，扩散口为锥形，使未燃烧的高温烟气更好的扩散出去；所述二次空气管与三次空气管之间的腔体内设置均流板以及三次空气管旋流叶片，三次空气经过匀流板和三次空气管旋流叶片后产生均匀旋流使燃烧更充分；所述复合燃烧器还包括二次燃料管，一次空气管出气端和二次燃料管出气端相平齐。

本实用新型提供的复合燃烧器，具有以下有益效果：

(1)复合燃烧器在一次燃料与一次空气燃烧前，利用不同旋流方向与旋流强度进行部分预混，有益于气体的均匀燃烧。

(2)复合燃烧器采用空气分级燃烧，形成低温大流量工作环境，在高温段大流量工作条件下通过改变燃料气流量实现，完成全方位烘炉燃烧要求；空气分级燃烧也适用于不同气体燃料，避开热力型生产的温度区间，减少常规气体燃烧过程中生成大量等污染物的现状排放。

(3)复合燃烧器通过一次燃烧的外侧设置多级空气进风管，利用传出的热量对多级空气进风进行预热，有益于提高燃烧效率，促进燃烧。

(4)复合燃烧器通过供入高热值的二次燃料气形成稳定的长明火，有稳定火焰的作用。

附图说明

图1为本实用新型所提供的燃烧器结构示意图。

图2为本实用新型所提供的燃烧器侧视示意图。

图3为本实用新型所提供的燃烧器一次燃烧室侧视示意图。

其中：

1-一次燃烧室，2-二次燃烧室，31-一次空气管，32-一次空气管入口，33-一次空气管旋流叶片，41-二次空气管，42-二次空气管入口，51-一次燃料管，52-一次燃料管入口，53-一次燃料旋流叶片，61-三次空气管，62-三次空气管入口，63-匀流板，64-三次空气管旋流叶片， 71-二次燃料管，72-二次燃料管入口。

具体实施方式

参见图1，本实用新型提供的复合燃烧器，包括一次燃料管51、一次空气管31以及二次空气管41，一次燃料管51、一次空气管31以及二次空气管41从内到外依次套在一起，一次燃料管51和一次空气管31出气端相平齐，二次空气管41出气端设置在一次空气管31出气端外的延伸处；复合燃烧器还包括三次空气管61，三次空气管61套在二次空气管41外部；一次燃料管51出气端倾斜设置一次燃料管旋流叶片53，一次空气管31出气端倾斜设置一次空气管旋流叶片33；二次空气管41的出气端口设置扩散口，扩散口为锥形，使未燃烧的高温烟气更好的扩散出去；二次空气管41与三次空气管61之间的腔体内设置匀流板63以及倾斜设置的三次空气管旋流叶片64，三次空气经过匀流板63以及三次空气管旋流叶片64后产生旋流使燃烧更充分；复合燃烧器还包括二次燃料管71，一次空气管、二次燃料管以及二次空气管从内到外依次套合；一次燃料管51出气端、一次空气管31出气端和二次燃料管71出气端相平齐。

现结合附图对本实用新型的具体实施做进一步的阐明。

参见图1、图2、图3，一次燃料管51、一次空气管31以及二次燃料管71由内至外依次套合，且一次燃料管51、一次空气管31以及二次燃料管71出气端口相平齐，一次燃料管 51出气端设置倾斜45°角的一次燃料管旋流叶片53；一次空气管31出气端设置倾斜角30°的一次空气管旋流叶片33；具体实施时，燃气由一次燃料管入口52进入一次燃料管51中，经一次燃料管旋流叶片53旋流出来，空气由一次空气管入口32进入一次空气管31中，经一次空气管旋流叶片32旋流出来，一次燃料与一次空气利用不同的旋流方向与旋流强度进行部分预混，二次燃料从二次燃料管入口72进入二次燃料管71中，二次燃料作为补充燃料气体保证燃烧范围的可调性，在旋流的作用下使得燃料能够充分在燃烧器内燃烧，并且在燃烧过程中旋流所产生的回流区能够稳定火焰，使得燃烧器能够保持较为恒定的温度。

二次空气管41套在二次燃料管71外部，二次空气管41出气端设置在二次燃料管71出气端外的延伸处；二次空气管41与一次燃料管51、一次空气管31以及二次燃料管71构成一次燃烧室1，二次进气管41出气端设置向外15°锥角的扩散口，具体实施时，利用一次旋流预混燃烧传出的热量对进入二次空气管41的二次空气进行预热，促进燃料与空气的燃烧；同时二次空气管41中与出气端相对的另一端是密封的，这是为了防止回火，能够将二次空气卷入预混旋流所形成的回流区，达到较高的速度比，增强燃烧保证燃烧效率，而一次燃烧室 1产生较高的火焰温度以及未燃尽的烟气快速从锥形扩散口扩散出去。

三次空气管61套在一次燃烧室1外部，三次空气管61出气端位于一次燃烧室1出气端外的延伸处，三次空气管61套在一次燃烧室1构成二次燃烧室2，在三次空气管61与二次空气管41之间的腔体内，沿三次空气的气流方向依次设置匀流板63以及三次空气管旋流叶片64，匀流板63和三次空气管旋流叶片64套在二次空气管41外部，三次空气管旋流叶片 64倾斜30°设置；具体实施时，三次空气由三次空气管入口62进入三次空气管61中，利用一次燃烧室1传出的热量对进入三次空气管61的三次空气进行预热，提高了燃烧效率；同时三次空气经过匀流板63以及三次空气管旋流叶片64，使三次空气均匀地形成旋流空气，与从一次燃烧室1扩散的高温未燃尽烟气进行充分混合燃烧，旋流空气不仅提供燃烧耗氧，而且使高温未燃尽烟气在低温空气中燃烧，有效避免NO_X的高温形成的条件，同时较高的空气含量将一次高温未燃尽烟气中的NO_X进行还原，进一步降低NO_X的形成，从而实现低NO_X排放。

Claims (8)

1.复合燃烧器，其特征在于：所述复合燃烧器包括一次燃料管(51)、一次空气管(31)以及二次空气管(41)；所述一次燃料管(51)、一次空气管(31)和二次空气管(41)从内到外依次套合；所述一次燃料管(51)出气端和一次空气管(31)出气端相平齐；所述二次空气管(41)出气端位于一次空气管(31)出气端外的延伸段。

2.根据权利要求1所述复合燃烧器，其特征在于：所述复合燃烧器还包括三次空气管(61)；所述三次空气管(61)套在二次空气管(41)外部；所述和三次空气管(61)出气端位于二次空气管(41)出气端外的延伸段。

3.根据权利要求1或2所述复合燃烧器，其特征在于：所述一次燃料管(51)出气端口处倾斜设置一次燃料管旋流叶片(53)。

4.根据权利要求3所述复合燃烧器，其特征在于：所述一次空气管(31)出气端口处倾斜设置一次空气管旋流叶片(33)。

5.根据权利要求4所述复合燃烧器，其特征在于：所述二次空气管(41)与三次空气管(61)之间的腔体内设置匀流板(63)以及三次空气管旋流叶片(64)；所述匀流板(63)和三次空气管旋流叶片(64)套在二次空气管(41)外部；所述三次空气管旋流叶片(64)倾斜设置。

6.根据权利要求5所述复合燃烧器，其特征在于：所述二次空气管(41)出气端口设置扩散口。

7.根据权利要求6所述复合燃烧器，其特征在于：所述扩散口为锥形。

8.根据权利要求7所述复合燃烧器，其特征在于：所述复合燃烧器还包括二次燃料管(71)；所述一次空气管(31)、二次燃料管(71)以及二次空气管(41)从内到外依次套合；所述二次燃料管(71)出气端和一次空气管(31)出气端相平齐。