CN209540895U - 旋流两段风油气低氮燃烧机 - Google Patents

Abstract

一种旋流两段风油气低氮燃烧机，是为了解决油气燃烧机超标排放氮氧化物而设置。由燃烧机总成、稳焰盘、一段大、小火油气喷嘴、二段油气喷嘴、一段大、小火油气管、二段油气管、一段风油气道、二段风油气道、外圆筒、内圆筒、降氮气化旋流片、循环烟气装置组成。技术方案是：1.设置降氮器，实现两段风、两段油气贫富氧燃烧；2.设置两段油气管和喷嘴，将油气分两段燃烧；3.设置降氮气化旋流片，使火焰两次旋转气化，同时分散火焰高温区；4.设置消声预混孔，降低一段火焰压强与二段风油气混合燃烧；5.设置循环烟气装置。实施本方案后，降低火焰温度、氧气浓度、燃烧速度，分散高温火焰、还原降氮，有效降低氮氧化物值，达标排放。处于国内领先水平。

Description

旋流两段风油气低氮燃烧机

技术领域

一种旋流两段风油气低氮燃烧机，是为了解决锅炉油气燃烧机超标排放氮氧化物而设置。由燃烧机总成、稳焰盘、一段大、小火油气喷嘴、二段油气喷嘴、一段大、小火油气管、二段油气管、一段风道、二段风道、外圆筒、内圆筒、降氮气化旋流片、循环烟气装置组成。综合功能是降低氮氧化物值和提高燃尽率： 1.两次旋转气化燃烧；2.分散火焰中心高温火焰柱为散状火焰；3.二段给风降低一段火焰温度；4.二段风油气参与一段大、小火风油气燃烧起降温还原作用；5.一段大、小火油气贫氧燃烧降温、降燃烧速度；二段富氧风油气参与贫氧一段大、小火风油气燃烧，综合平衡，提高燃料燃尽率；有多项降氮措施，工艺简单，配置简捷，优于国外同类产品工艺和配置，适用于所有油气燃烧机，属于机械热工领域。

背景技术

新环保法规定：锅炉烟气中氮氧化物排放每立方米要低于80mg，京津沪等城市要低于30mg。传统燃烧机用传统方式燃烧，在火焰中心形成高温火柱，没有降氮措施，燃尽率不高，燃烧状态不良，烟气中氮氧化物很高，排放不环保；欧州、日本等外国燃烧机有这方面的理念和措施，但工艺结构很复杂，成本太高，比方采用烟气循环工艺，需一根相当大的管道，从烟囱到燃烧机进气口，此工艺还使一部分热损失，还有使用催化剂降氮，成本高，工艺复杂，都不是理想的办法，本实用新型根据烟气中氮氧化物形成的原理和降氮理论，使用简单的工艺结构达到理想的降低氮氧化物效果。

实用新型内容

1、设有旋流两段风油气低氮燃烧机总成；

2、设置降氮器：降氮器由内、外两圆筒套合组成，固定在燃烧机喷火筒外圆；内圆筒为一段风油气道；内外圆筒之间有间隙，为二段风油气道；

3、设置降氮气化旋流片，在内圆筒前端设有数片偏25度导流片，使火焰二次旋转气化燃烧，同时分散火焰柱高温区为均匀火焰；

4、设置二段油气管和喷嘴，有还原降氮作用；

5、设置降压预混孔，在内圆筒出火端，圆周开等距15mm-40mm孔。

6、设置循环烟气装置，降低燃烧速度、温度和氮氧化物值。

技术方案

锅炉烟气中氮氧化物(NOX)的形成，主要是与氧浓度，烟气高温及在高温区滞留时间长短有重大关系。本实用新型的技术方案是：1.设降氮器，降氮器由内外两个圆筒组成，内圆筒走一段大、小火风油气，约占总量的80％；内、外圆筒之间是二段风油气圆形通道，走二段风油气，约点总量的20％。由此形成两段风油气格局；一段大、小火风油气贫氧燃烧，降低燃烧速度和温度，以降低氮氧化物值，二段风油气富氧与一段大、小火烟气混合并参与燃烧，有降温和还原作用，再次降低氮氧化物值；2.设置两段油气管和喷嘴，燃油气分两段送入燃烧；一段大、小火燃料约占总量的80％，与一段风混合贫氧燃烧；二段燃料与二段风混合形成富氧油气参与贫氧一段大、小火风油气燃烧，二段风油气参与一段大、小火风油气燃烧有降温还原作用，对降低氮氧化物值有明显效果，贫、富氧火焰综合平衡对提高燃尽率有重要作用，这就避免了热损失；3.设降氮气化旋流片，在内圆筒一端，设有偏25度旋流片2至6片，旋流片中间焊为一体，外缘焊在内圆内壁，火焰烟气流撞击降氮气化导流片，二次气化旋转燃烧的同时，分解火焰柱的高温区为均匀热气流，以此降低氮氧化物值；4.设置消声预混孔，降低一段大、小火压强与二段风油气预混燃烧；5.设置循环烟气装置，减少供氧量，降低燃烧速度、温度和氮氧化物值。本技术方案通过降氮器，有多项措施降低氮氧化物值，且无副作用，比起国外同类燃烧机有明显的工艺优势和成本优势。

附图说明

图1.是旋流两段风油气低氮燃烧机结构图

图2.是图1中A-A剖面图

图3.是图1中B-B剖面图

具体实施方式：

1、一种旋流两段风油气低氮燃烧机，其特征是：由燃烧机总成(1)、稳焰盘(5)、一段大火油气喷嘴(4)、一段小火油气喷嘴(13)、二段油气喷嘴(8、8A)、一段大火油气管(14)、一段小火油气管(15)、二段油气管(17、17A)、一段风油气道(11)、二段风油气道(6)、降氮器(16)、外圆筒(7)、内圆筒(12)、降氮气化旋流片(10)、循环烟气装置组成；所述降氮器(16)由外圆筒(7)和内圆筒(12)组成；在内圆筒(12)一端内设有降氮气化旋流片(10)；其中：在燃烧机总成(1)喷火筒端加装了二段油气管(17、17A)、油气喷嘴(8、8A)和降氮器(16)及循环烟气装置；连接关系是：在燃烧机总成(1)原大火油气管 (14)上加装1个四通接头(18)，一直2通口接一段大火油气管(14)和大火油气喷嘴(4)；另一直2通口接二段油气管(17、17A)延长到内圆筒(12)口，管端接二段油气喷嘴(8、8A)；降氮器(16)空腔端套在燃烧机总成(1)喷火筒(3)外圆，用螺丝固定，与原燃烧机总成(1)成为一体；在燃烧机总成(1) 外壳上安装循环烟气管法兰，依次联接循环烟气管、循环烟气抽送机、锅炉烟囱。

2、其特征是：还包括燃烧机外壳、电动机、风扇叶、小火油气控制阀、大火油气控制阀、脉冲点火系统、控制器、控制电器、稳焰盘、循环烟气管法兰；燃烧机外壳用铝浇铸或用铁板焊制，电动机横装在燃烧机外壳设计好的孔里，并用螺丝固定，电动机轴上固定风扇叶；大、小火油气控制阀横向固定在燃烧机壳上，并分别联接一段小火油气管(15)和小火油气喷嘴(13)、一段大火油气管(14) 和大火油气喷嘴(4)；一段大火油气管(14)端联接二段油气四通接头(18)，四通接头(18)一直2通口接一段大火油气管(14)和大火油气喷嘴(4)；另一直2通口接二段油气管(17、17A)和二段油气喷嘴(8、8A)；一段小火油气管(15) 和小火油气喷嘴(13)、一段大火油气管(14)和大火油气喷嘴(4)、稳焰盘、点火器组装成一体，安装在燃烧机圆筒内；脉冲点火器固定在燃烧机外壳上，控制器、控制电器固定在控制箱内，用电线联接各执行件。

燃烧机总成(1)的作用是：根据运行指令，通过电路联接执行件，使燃烧机内的电动机、风扇叶、油气控制阀、点火器、控制器有序动作。完成燃烧机的燃烧功能。

3、其特征是：内圆筒(12)和外圆筒(7)两个圆筒用耐高温材料或不锈钢板焊制，内外圆筒间用圆钢条点状分布焊接联为一体，内圆筒(12)喷火端比外圆筒(7)短150--200mm，内圆筒空间为一段风油气道(11)，约占总进风量的80％，内、外圆筒之间有20--40mm空间，为二段风油气道(6)；降氮器(16) 空腔端套装在燃烧机喷火筒(3)外圆，用螺丝固定与燃烧机成为一整体。

4、其特征是：所述二段油气管(17、17A)和二段油气喷嘴(8、8A)。由四通接头(18)、二段油气管(17、17A)和二段油气喷嘴(8、8A)组成；在燃烧机总成 (1)原一段大火油气管(14)上加装四通接头(18)，一直2通口接一段大火油气管(14)和大火油气喷嘴(4)，另一直2通口接二段油气管(17、17A)，延长到内圆筒(12)口，管端拧接二段油气喷嘴(8、8A)，二段油气喷嘴(8、8A)置于内圆筒(12)出火端外圆。

5、其特征是：设有降氮气化旋流片(10)，在内圆筒(12)一端内设有25 度倾斜旋流片(10)，数量是2至6片，旋流片(10)一边焊在内圆筒(12)内壁，另一边居中焊为一体，降氮气化旋流片(10)为耐高温材料或不锈钢板制成。

6、其技术特征是：设有消声预混孔(9)，此孔设于内圆筒(12)出火端，在端口等距开圆形孔，孔直径15mm--40mm。

此孔作用有二：一是为一段火焰降压消声，扩散热气流；二是二段风油气通过此孔与一段风油气混合，利于一、二段风油气氧平衡和燃烧。

7、其技术特征是：循环烟气装置由循环烟气管法兰、循环烟气管、循环烟气抽送机、锅炉烟囱组成；循环烟气管法兰是圆形筒状，筒两边焊圆形法兰盘，筒中间有活动调整板，用不锈钢制作；循环烟气管用圆形钢管制作，管端带法兰盘；循环烟气管法兰用螺丝固定在燃烧机外壳风道上，另一面法兰联接循环烟气管，联接循环烟气抽送机，联接锅炉烟囱。

循环烟气装置的作用是：向炉膛输送部份烟气可减少助燃空气含氧量，降低火焰温度和燃烧速度，减少氮氧化物的形成。

降氮器(16)的作用是：1、建立两段风油气格局，一段风油气是经一段风道(11)混合贫氧燃烧，烟气撞击降氮气化旋流片(10)，分散火焰柱高温区为均匀热气流，同时使烟气完全气化，为下一步完全燃烧创造有利条件；这样综合降低燃烧速度和火焰温度，也大大降低氮氧化物值；二段风油气从二段风道(6) 通过，在一段火焰出口与一段火焰混合燃烧，二段风油气是富氧混合，与一段贫氧烟气混合降低温度，富氧贫氧烟气综合平衡，使一段火焰中氮氧化物还原，又一次降低氮氧化物值，这样通过一段风油气、二段风油气和分化火焰柱高温区多项措施，使烟气氮氧化物排放达标，同时保证提高燃尽率，无热损失；

旋流两段风油气低氮燃烧机的工作过程是：燃烧机继电器收到运行指令后，控制电器通电，控制电器联接的执行件-电动机带动风扇叶转动吹扫炉膛20秒，点火器、小火油气控制阀同时启动，小火点着10秒后，大火油气控制阀打开并参与燃烧，小火大火为一段风油气，贫氧低温燃烧，火焰经旋流导流片二次旋转气化同时分散中心高温火焰柱，在内圆筒出口降压与二段富氧风油气混合燃烧，二段富氧风油气与一段贫氧风油气混合达到贫富氧综合，同时降温、还原、降速，再加上循环烟气参与助燃空气，降低了氧含量，多项措施降低氮氧化物形成值，达到达标排放。

本工艺结构简单，制造成本低廉，安装施工快捷，没有日本、欧州类似低氮燃烧机的繁琐和昂贵，也没有烟气循环使用的热损失，在国内具有独到领先水平。

Claims (7)

1.一种旋流两段风油气低氮燃烧机，其特征是：由燃烧机总成(1)、稳焰盘(5)、一段大火油气喷嘴(4)、一段小火油气喷嘴(13)、二段油气喷嘴(8、8A)、一段大火油气管(14)、一段小火油气管(15)、二段油气管(17、17A)、一段风油气道(11)、二段风油气道(6)、降氮器(16)、外圆筒(7)、内圆筒(12)、降氮气化旋流片(10)、循环烟气装置组成；所述降氮器(16)由外圆筒(7)和内圆筒(12)组成；在内圆筒(12)一端内设有降氮气化旋流片(10)；其中：在燃烧机总成(1)喷火筒端加装了二段油气管(17、17A)、二段油气喷嘴(8、8A)和降氮器(16)及循环烟气装置；连接关系是：在燃烧机总成(1)原大火油气管(14)上加装1个四通接头(18)，一直2通口接一段大火油气管(14)和大火油气喷嘴(4)；另一直2通口接二段油气管(17、17A)延长到内圆筒(12)口，管端接二段油气喷嘴(8、8A)；降氮器(16)空腔端套在燃烧机总成(1)喷火筒(3)外圆，用螺丝固定，与原燃烧机总成(1)成为一体；在燃烧机总成(1)外壳上安装循环烟气管法兰，依次联接循环烟气管、循环烟气抽送机、锅炉烟囱。

2.根据权利要求1所述的旋流两段风油气低氮燃烧机，其特征是：还包括燃烧机外壳、电动机、风扇叶、小火油气控制阀、大火油气控制阀、脉冲点火系统、控制器、控制电器、稳焰盘、循环烟气管法兰；燃烧机外壳用铝浇铸或用铁板焊制，电动机横装在燃烧机外壳设计好的孔里，并用螺丝固定，电动机轴上固定风扇叶；大、小火油气控制阀横向固定在燃烧机壳上，并分别联接一段小火油气管(15)和小火油气喷嘴(13)、一段大火油气管(14)和大火油气喷嘴(4)；一段大火油气管(14)端联接二段油气四通接头(18)，四通接头(18)一直2通接口接一段大火油气管(14)和大火油气喷嘴(4)，另一直2通接口接二段油气管(17、17A)和二段油气喷嘴(8、8A)；一段小火油气管(15)和小火油气喷嘴(13)、一段大火油气管(14)和大火油气喷嘴(4)、稳焰盘、点火器组装成一体，安装在燃烧机圆筒内；脉冲点火器固定在燃烧机外壳上，控制器、控制电器固定在控制箱内，用电线联接各执行件。

3.根据权利要求1所述的旋流两段风油气低氮燃烧机，其特征是：所述内圆筒(12)和外圆筒(7)两个圆筒用耐高温材料或不锈钢板焊制，内外圆筒间用圆钢条点状分布焊接联为一体，内圆筒(12)喷火端比外圆筒(7)短150--200mm，内圆筒空间为一段风油气道(11)，约占总进风量的80％，内、外圆筒之间有20--40mm空间，为二段风油气道(6)；降氮器(16)空腔端套装在燃烧机喷火筒(3)外圆，用螺丝固定与燃烧机成为一整体。

4.根据权利要求1所述的旋流两段风油气低氮燃烧机，其特征是：所述二段油气管(17、17A)和二段油气喷嘴(8、8A)；由四通接头(18)、二段油气管(17、17A)和二段油气喷嘴(8、8A)组成；在燃烧机总成(1)原一段大火油气管(14)上加装四通接头(18)，一直2通口接一段大火油气管(14)和大火油气喷嘴(4)，另一直2通口接二段油气管(17、17A)，延长到内圆筒(12)口，管端拧接二段油气喷嘴(8、8A)，二段油气喷嘴(8、8A)置于内圆筒(12)出火端外圆。

5.根据权利要求1所述的旋流两段风油气低氮燃烧机，其特征是：所述降氮气化旋流片(10)；在内圆筒(12)一端内设有25度倾斜旋流片(10)，数量是2至6片，旋流片(10)一边焊在内圆筒(12)内壁，另一边居中焊为一体，降氮气化旋流片(10)为耐高温材料或不锈钢板制成。

6.根据权利要求1所述的旋流两段风油气低氮燃烧机，其特征是：还有消声预混孔(9)；此孔设于内圆筒(12)出火端，在端口等距开圆形孔，孔直径15mm--40mm。

7.根据权利要求1所述的旋流两段风油气低氮燃烧机，其特征是：所述循环烟气装置由循环烟气管法兰、循环烟气管、循环烟气抽送机、锅炉烟囱组成，循环烟气管法兰是圆形筒状，筒两边焊圆形法兰盘，筒中间有活动调整板，用不锈钢制作；循环烟气管用圆形钢管制作，管端带法兰盘；循环烟气管法兰用螺丝固定在燃烧机外壳风道上，另一面法兰联接循环烟气管，联接循环烟气抽送机，联接锅炉烟囱。