CN209655299U - 一种超低氮气体燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本公开揭示了一种超低氮气体燃烧器，包括一级空气流道、二级空气流道、一级燃料管、二级燃料管、三级燃料管和旋流器。本公开通过将空气和燃料分级实现浓淡燃烧，通过空气高速射流形成烟气内循环实现超低氮排放，以及通过中心钝体稳定火焰。本公开能够有效降低氮氧化物的生成，具有结构简单、燃烧效率高、污染物排放小、火焰稳定、节能等优点。
Description
技术领域
本公开涉及一种燃烧器，特别涉及一种超低氮气体燃烧器。
背景技术
目前，市场上的低氮燃烧器多采用分级技术结合烟气外循环技术达到降低氮氧化物排放的目的。所谓烟气外循环技术，是指在锅炉尾端抽取部分烟气送回燃烧器，与空气混合后进入炉膛进行二次燃烧。烟气的回收能够降低炉膛内氧气的浓度，并降低燃烧温度，从而能够抑制热力型氮氧化物的生成。
烟气循环量对锅炉效率有很大的影响，循环量过大会导致炉温降低过多，易造成燃料燃烧不完全、热损失增大、锅炉燃烧不稳定、引发锅炉振动等问题，严重时还可能发生熄火。采用烟气外循环技术，需要单独调节烟气循环量，对调节过程要求高。
另外，烟气外循环需要加装烟气再循环管道、引风机及其他辅助设备，结构较复杂，成本较高，操作控制点较多，且循环烟气携带的水蒸气与冷空气混合后易产生冷凝水，会对燃烧器、风机等设备造成负面影响。
实用新型内容
基于现有技术中存在的缺陷，本公开的目的在于提供一种超低氮气体燃烧器，通过烟气内循环降低氮氧化物，能够克服烟气外循环对烟气调节要求过高以及因产生冷凝水给设备带来的负面影响。
为实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
一种超低氮燃烧器，包括：一级空气流道、二级空气流道、一级燃料管、二级燃料管、三级燃料管和旋流器；其中，
所述二级空气流道位于所述燃烧器最外侧；
所述一级空气流道位于所述二级空气流道内侧；
所述一级燃料管位于所述燃烧器的中心；
所述二级燃料管位于所述一级空气流道内侧且沿所述一级燃料管均匀分布；
所述三级燃料管位于所述一级空气流道和所述二级空气流道之间且沿所述一级燃料管均匀分布；
所述旋流器位于所述一级燃料管和所述二级燃料管之间且均匀分布。
优选的，所述一级空气流道为渐扩流道。
优选的，所述二级空气流道为渐缩流道。
优选的，所述一级燃料管靠近燃烧器出口的一端为锥体结构。
优选的，所述三级燃料管靠近燃烧器出口的一侧设置有渐扩喷嘴。
优选的，所述一级燃料管、二级燃料管和三级燃料管的燃料比例可调节。
优选的，所述一级燃料管、二级燃料管和三级燃料管的燃料比例通过调整所述二级燃料管和三级燃料管的根数进行调节。
优选的，所述一级燃料管、二级燃料管和三级燃料管的燃料比例通过调整一级燃料管、二级燃料管和三级燃料管的喷嘴个数和\或喷嘴直径进行调节。
优选的，所述二级燃料管设置为6～8根，三级燃料管设置为8～12根。
优选的，通过调整三级燃料管与一级空气流道的渐扩角度或与二级空气流道的渐缩角度可实现对烟气内循环量的控制。
与现有技术相比，本公开带来的有益效果为：
1、空气经二级空气流道疏导后形成高速射流，可以卷吸烟气，形成烟气内循环，降低热力型氮氧化物；
2、通过将空气和燃料分级，能够实现浓淡燃烧以降低氮氧化物，且使空气和燃料混合均匀，能有效防止因局部高温引起的氮氧化物偏高；
3、将一级燃料管设计为锥体结构，可作为中心钝体，起到稳定火焰的作用。
附图说明
图1是本公开示出的一种超低氮气体燃烧器的正视图；
图2是本公开示出的一种超低氮气体燃烧器的侧视图。
附图标记说明如下：1、一级空气流道；2、二级空气流道；3、一级燃料管；4、二级燃料管；5、三级燃料管；6、旋流器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本公开进行详细描述，以下实施例仅是示例性的，并不作为对本公开的限定。
如图1、图2所示，一种超低氮气体燃烧器包括：一级空气流道1、二级空气流道2、一级燃料管3、二级燃料管4、三级燃料管5和旋流器6；其中，所述二级空气流道2位于所述燃烧器最外侧；所述一级空气流道1位于所述二级空气流道2内侧；所述一级燃料管3位于所述燃烧器的圆心位置；所述二级燃料管4位于所述一级空气流道1内侧且沿所述一级燃料管3均匀分布；所述三级燃料管5位于所述一级空气流道1和所述二级空气流道2之间沿所述一级燃料管3均匀分布；所述旋流器6位于所述一级燃料管3和所述二级燃料管4之间且均匀分布。
该实施例中，空气经一级空气流道1疏导后形成一级空气，一级空气中的一部分通过旋流器6与一级燃料管3喷出的一级燃料混合燃烧，另一部分与二级燃料管4喷出的二级燃料混合燃烧。空气经二级空气流道2疏导后形成二级空气并与三级燃料管5喷出的三级燃料混合燃烧。需要理解的是，本实施例将空气和燃料进行分级，能够实现浓淡燃烧，即通过将整个燃烧过程人为区分为燃料和空气不同配比的阶段，使燃料的燃烧分别在燃料过浓、燃料过淡和燃尽三个区域分阶段完成，从而能够在燃烧过程中抑制氮氧化物的生成。同时，通过将空气和燃料分级能够有效防止因局部高温造成氮氧化物偏高的情况。
另一个实施例中，所述一级空气流道1为渐扩流道。
另一个实施例中，所述二级空气流道2为渐缩流道。
该实施例中，当空气经二级空气流道2疏导流出时，空气的流通截面积减小，从而利于空气流动速度的加快，因此导致二级空气流道2的出口局部压力降低形成低压区域。炉膛内的部分烟气流向该低压区域形成内循环，然后与空气进一步混合后进入燃烧区燃烧。
需要说明的是，烟气内循环的形成，能够降低炉膛内的氧气浓度，从而抑制热力型氮氧化物的生成。
另一个实施例中，所述一级燃料管3靠近燃烧器出口的一侧为锥体结构。
该实施例中，锥体结构相当于中心钝体，能够使部分已燃高温燃烧物产生回流运动以作为具有自动补偿能力的持续点火源，不断点燃新鲜未燃的可燃混合物，从而达到稳定火焰的目的。由一级燃料管3喷出的一级燃料向四周扩散，可以与通过旋流器6的一级空气充分混合。
另一个实施例中，所述三级燃料管5靠近燃烧器出口的一侧设置有渐扩喷嘴。
该实施例中，由于三级燃料管5的喷嘴设计为渐扩喷嘴，进一步减小了二级空气流道2出口处空气的流通截面积，加快空气流动速度，降低了二级空气流道2的出口局部压力，使其形成低压区域，卷吸周围的烟气进入该低压区域，与空气进一步混合降低燃烧氧浓度。
另一个实施例中，所述一级燃料管3、二级燃料管4和三级燃料管5的燃料比例通过调整所述一级燃料管3、二级燃料管4和三级燃料管5的根数实现。
该实施例中，二级燃料管4设置为6～8根，三级燃料管5设置为8～12根。
另一个实施例中，所述一级燃料管3、二级燃料管4和三级燃料管5的燃料比例通过调整喷嘴个数或喷嘴直径实现。
该实施例中，优选的，一级燃料管3的喷嘴个数设置为4～6个，直径为2～4mm；二级燃料管4的喷嘴个数设置为6～10个，直径为5～8mm；三级燃料管5的喷嘴个数设置为8～12个，喷嘴出口直径为12～16mm。
另一个实施例中，通过调整三级燃料管5与一级空气流道1的渐扩角度或与二级空气流道2的渐缩角度，能够改变空气的射流速度，进而根据氮氧化物排放增大或减小烟气的内循环量。
综上，与现有技术相比较，本公开通过采用空气分级和燃料分级燃烧实现了浓淡燃烧，能够有效降低氮氧化物排放；通过采用旋流技术不仅加强空气与燃料的充分混合，而且能起到稳定火焰的作用；另外，将一级燃料管设计为锥体结构，作为中心钝体稳定火焰，将三级燃料管设计为渐扩管，将二级空气流道设计为渐缩流道，并将一级空气流道设计为渐扩流道，能够使空气形成高速射流将烟气卷吸回燃烧区，降低氧浓度，实现超低氮排放。同时，通过设置旋流器能够加强燃烧的稳定性。
本公开结合了分级燃烧、烟气内循环、稳焰等技术对燃烧火焰和氮氧化物进行控制，能够在将氮氧化物的生成降低到小于30mg/Nm3的超低排放水平的同时保证火焰的稳定性。
可见，基于上述技术方案，本公开所提供的超低氮气体燃烧器，可广泛适用于各种燃气锅炉，能够有效降低氮氧化物，具有结构简单、燃烧效率高、污染物排放小、燃烧稳定、节能等优点。
以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不能因此而理解为对本公开的限制，应当指出，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本公开的保护范围。
Claims (10)
1.一种超低氮气体燃烧器，包括：一级空气流道、二级空气流道、一级燃料管、二级燃料管、三级燃料管和旋流器；其中，
所述二级空气流道位于所述燃烧器最外侧；
所述一级空气流道位于所述二级空气流道内侧；
所述一级燃料管位于所述燃烧器的圆心位置；
所述二级燃料管位于所述一级空气流道内侧且沿所述一级燃料管均匀分布；
所述三级燃料管位于所述一级空气流道和所述二级空气流道之间且沿所述一级燃料管均匀分布；
所述旋流器位于所述一级燃料管和所述二级燃料管之间且均匀分布。
2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述一级空气流道为渐扩流道。
3.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述二级空气流道为渐缩流道。
4.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述一级燃料管靠近燃烧器出口的一端为锥体结构。
5.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述三级燃料管靠近燃烧器出口的一侧设置有渐扩喷嘴。
6.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述一级燃料管、二级燃料管和三级燃料管的燃料比例可调节。
7.根据权利要求6所述的燃烧器，其特征在于，所述一级燃料管、二级燃料管和三级燃料管的燃料比例通过调整所述二级燃料管和三级燃料管的根数进行调节。
8.根据权利要求6所述的燃烧器，其特征在于，所述一级燃料管、二级燃料管和三级燃料管的燃料比例通过调整一级燃料管、二级燃料管和三级燃料管的喷嘴个数和\或喷嘴直径进行调节。
9.根据权利要求7所述的燃烧器，其特征在于，所述二级燃料管设置为6～8根，三级燃料管设置为8～12根。
10.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，通过调整三级燃料管与一级空气流道的渐扩角度或与二级空气流道的渐缩角度可实现对烟气内循环量的控制。
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| CN111594832A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-08-28 | 江苏焱鑫科技股份有限公司 | 一种负压自吸式烟气内循环的低氮燃烧器及其工作方法 |
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