CN210153805U - 一种分层燃烧低氮燃烧器 - Google Patents

Abstract

一种分层燃烧低氮燃烧器，包括燃气进气管、布气管、点火杆、燃烧筒、中心空气管，所述燃烧筒包括外燃烧筒和内燃烧筒；所述布气管包括第一布气管和第二布气管，第一布气管和第二布气管的根部与燃气进气管内部连通，第一布气管的头部开口，第二布气管的头部封闭，在第二布气管的侧面开有侧出气口；在燃气进气管的末端管外固定连接套有旋风盘，第一布气管的头部穿出旋风盘，第二布气管的头部未穿过旋风盘，第一布气管的头部和第二布气管的头部分居在旋风盘的两侧。本燃烧器结构简单，可实现分层燃烧，降低中心火焰温度，可明显降低氮氧化物排放。

Description

一种分层燃烧低氮燃烧器

技术领域

本实用新型涉及一种分层燃烧低氮燃烧器，属于锅炉燃烧机械技术领域。

背景技术

随着我国经济的高速持续稳定发展，氮氧化物NOx的排放量也在迅速增加， NOx是酸雨和灰霾的重要元凶，其造成的后果极其严重，使人类的生命健康受到严重威胁。锅炉燃烧过程中存在高温，而高温是导致NOx生成必要条件之一，因此锅炉燃烧产生的NOx是造成环境污染的主要因素之一，NOx生成量的高低成为衡量燃烧器燃烧性能的重要指标之一。随着国家对环保要求越来越严格，燃气锅炉NOx排放量逐渐要求≤30mg/Nm³。现有的燃烧器NOx排放量较大，不能满足人们的要求；而低氮燃烧作为一种环保燃烧技术，排放的氮氧化物较常规的燃烧能够降低50%以上，低氮燃烧通过多种手段进行，例如控制燃料与助燃空气的比例、燃烧温度、分阶段燃烧技术，这些技术的载体均是在通过燃烧机上的燃烧器来实现的。目前的燃烧机为了实现低氮燃烧，在燃烧机及燃烧器设计上呈现的普遍较为复杂，这导致了制造、安装、维护成本的增加，而且这种复杂性也使在燃烧机使用过程中发生故障的概率增加，一旦燃烧机某个部位发生故障不能够按照设计的工艺运行，则其低氮燃烧的目的将会无法实现，因此开发一款结构简单、排放量低的低氮燃烧器已迫在眉睫。

发明内容

本实用新型的目的在于克服目前的低氮燃烧机中存在的上述问题，提供一种分层燃烧低氮燃烧器。

本实用新型的技术方案如下：一种分层燃烧低氮燃烧器，包括燃气进气管、布气管、点火杆、燃烧筒，所述燃烧筒包括外燃烧筒和内燃烧筒；所述布气管设置在燃气进气管的尾部，所述布气管包括第一布气管和第二布气管，第一布气管和第二布气管的根部与燃气进气管内部连通，第一布气管的头部开口，第二布气管的头部封闭，在第二布气管的侧面开有侧出气口；在燃气进气管的末端管外固定连接套有旋风盘，第一布气管的头部穿出旋风盘，第二布气管的头部未穿过旋风盘，第一布气管的头部和第二布气管的头部分居在旋风盘的两侧；燃气进气管的末端管内固定连接套有燃气帽，燃气帽穿过旋风盘；在所述旋风盘的外围套有所述内燃烧筒，内燃烧筒的外部套有外燃烧筒；所述外燃烧筒、内燃烧筒、旋风盘、燃气帽、燃气进气管的水平部分同轴设置。

进一步的，所述第一布气管和第二布气管沿燃气进气管的尾部径向间隔均匀分布，且第一布气管和/或第二布气管的轴线与燃气进气管尾部轴线之间的夹角为锐角。

进一步的，所述第二布气管的侧出气口的中心到第二布气管轴线的垂线与燃气进气管尾部轴线相垂直。

进一步的，所述旋风盘上设置有斜切的旋风口，旋风口的出风方向与旋风盘平面的夹角为锐角。

进一步的，所述燃气帽的顶端封闭，燃气帽的末端沿径向均匀设置有燃气孔。

进一步的，在所述燃气进气管的水平部分内部还设置有中心空气管，所述中心空气管的头部密封穿过所述燃气帽的顶部，所述中心空气管的尾部密封穿过所述燃气进气管的竖直部分，中心空气管与燃气进气管的水平部分同轴设置。

进一步的，所述第一布气管和/或第二布气管的轴向与燃气进气管尾部轴向之间的夹角为30度。

进一步的，所述旋风口的出风方向与旋风盘平面的夹角为45度。

本实用新型的积极有益效果：本燃烧器结构简单，零件易于加工和装配；通过将燃烧筒设置为外燃烧筒和内燃烧筒，将燃料分隔分层燃烧，降低火焰温度；同时通过将布气管设置为两种布气管，即第一布气管和第二布气管，并通过旋风盘将两种布气管隔开，实现了燃气的分层燃烧；第二布气管位于旋风盘的内侧，采用侧出气口设计，使得燃气采取螺旋形喷出并燃烧；第一布气管穿过旋风盘，位于旋风盘的外侧，采取头部开口，与旋风盘上的斜切的旋风口相配合，使得空气和燃气也呈螺旋形混合喷射并燃烧，同时喷射产生的负压也会吸引第二布气管初步燃烧后的烟气，实现烟气的部分内部循环；通过中心空气管的通入冷空气，还可进一步降低中心火焰的温度。本实用新型使得燃气和空气混合均匀，分层燃烧，燃烧充分，降低中心火焰的温度，可明显降低氮氧化物的生成。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的剖视图。

图3是不含内、外燃烧筒的燃烧器头部示意图。

图4是旋风盘结构示意图。

附图说明：1、燃气进气管；2、点火杆；3、火焰检测器；4、外燃烧筒；5、中心空气管；51、第一布气管；511、直出气孔；52、第二布气管；521、侧出气口；6、燃气帽；61、燃气孔；7、旋风盘；71、旋风口；72、第一布气管穿孔；73、固定孔；74、点火杆穿孔；75、火焰检测器穿孔；76、燃气帽穿孔；8、内燃烧筒。

具体实施方式

为了更充分的解释本实用新型的实施，提供本实用新型的实施例，该实施例仅是对本实用新型的阐述，不限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，一种分层燃烧低氮燃烧器，包括燃气进气管1，点火杆2、火焰检测器3、外燃烧筒4，中心空气管5。为了方便燃气进气管连接，燃气进气管1包括竖直部分和水平部分，竖直部分用于连接外部燃气供气管路，水平部分用于连接布气管喷气燃烧。外燃烧筒4和燃气进气管1的水平部分同轴设置。

本分层燃烧低氮燃烧器的剖视图如图2所示，在所述燃气进气管1的水平部分内部还设置有中心空气管5，中心空气管5的尾部密封穿过所述燃气进气管1的竖直部分，中心空气管5与燃气进气管1的水平部分同轴设置。

燃气进气管1的尾部设置有布气管，布气管包括第一布气管51和第二布气管52，第一布气管51和第二布气管52的根部与燃气进气管内部连通；第一布气管51和第二布气管52沿燃气进气管的尾部径向间隔均匀分布，本例中，第一布气管和第二布气管的数量均为五个，且第一布气管和/或第二布气管的轴向与燃气进气管尾部轴向之间的夹角为锐角，使燃气向侧前方喷射，本例中设置夹角为30度。

如图2-4所示，燃气进气管1的末端管外固定连接套有旋风盘7，在旋风盘7的外围套有内燃烧筒8，内燃烧筒8的外部套有外燃烧筒4；燃气进气管1的末端管内固定连接套有燃气帽6，燃气帽6通过燃气帽穿孔76穿过旋风盘7，中心空气管5的头部密封穿过6燃气帽的顶部；所述外燃烧筒、内燃烧筒、旋风盘、燃气帽、燃气进气管的水平部分同轴设置。

第一布气管51通过第一布气管穿孔72使其头部穿出旋风盘7，第二布气管52的头部设置为未穿过旋风盘7，这样第一布气管的头部和第二布气管的头部分居在旋风盘的两侧；第一布气管51的头部开口设置有直出气孔511，燃气从第一布气管中向侧前方喷出，并受到内燃烧筒的约束；第二布气管52的头部则是封闭的，在第二布气管52的侧面开有侧出气口521，侧出气口521的中心到第二布气管轴向的垂线与燃气进气管尾部轴线相垂直，这样燃气从第二布气管中喷出的方向与由燃气进气管轴线和第二布气管轴向所构成的平面相垂直，本例中从燃烧筒头部方向看五个第二布气管的侧出气口沿顺时针旋转。

在旋风盘7上设置有多个斜切的旋风口71，旋风口71的出风方向与旋风盘平面的夹角为锐角，本例中设置为45度。这样从外燃烧筒头部方向看，从外燃烧筒4后面吹来的助燃空气通过旋风盘后呈现顺时针螺旋喷射；在旋风盘7上还设置有多个第一布气管穿孔72和旋风盘固定孔73，还设置有点火杆穿孔74、火焰检测器穿孔75、燃气帽穿孔76。

燃气帽6的顶端封闭，燃气帽6的末端沿径向均匀设置有多个燃气孔61，用于燃烧器工作开始时喷出燃气，通过点火杆2的打火点火开始燃烧。

点火后通过电子调节阀逐渐调节燃气进气量和空气进气量，随着燃气流量和空气流量的加大，通过第二布气管侧出气口的燃气在空气的推动下开始在旋风盘下面螺旋混合燃烧，产生的火焰通过内、外燃烧筒之间的空隙向前喷射；同时通过旋风盘的空气形成旋风流，带动通过第一布气管的燃气在旋风盘上面螺旋混合并在内燃烧筒内燃烧并向前喷射，实现分层分区燃烧，同时产生负压吸引第一布气管燃烧后的产生的气流烟气，实现烟气的部分内部循环；进一步的，通过中心空气管的冷空气通入火焰中心，可起到助燃和降温的作用。综合起来，本燃烧器通过螺旋混合、分层燃烧、烟气内循环等多种相互作用，使燃烧更充分、同时降低中心火焰温度，有效降低氮氧化物的生成，使氮氧化物的排放量降低到30mg/m³以下。

Claims (8)

1.一种分层燃烧低氮燃烧器，包括燃气进气管、布气管、点火杆、燃烧筒，其特征在于：所述燃烧筒包括外燃烧筒和内燃烧筒；所述布气管设置在燃气进气管的尾部，所述布气管包括第一布气管和第二布气管，第一布气管和第二布气管的根部与燃气进气管内部连通，第一布气管的头部开口，第二布气管的头部封闭，在第二布气管的侧面开有侧出气口；在燃气进气管的末端管外固定连接套有旋风盘，第一布气管的头部穿出旋风盘，第二布气管的头部未穿过旋风盘，第一布气管的头部和第二布气管的头部分居在旋风盘的两侧；燃气进气管的末端管内固定连接套有燃气帽，燃气帽穿过旋风盘；在所述旋风盘的外围套有所述内燃烧筒，内燃烧筒的外部套有外燃烧筒；所述外燃烧筒、内燃烧筒、旋风盘、燃气帽、燃气进气管的水平部分同轴设置。

2.根据权利要求1所述的一种分层燃烧低氮燃烧器，其特征在于：所述第一布气管和第二布气管沿燃气进气管的尾部径向间隔均匀分布，且第一布气管和/或第二布气管的轴线与燃气进气管尾部轴线之间的夹角为锐角。

3.根据权利要求1所述的一种分层燃烧低氮燃烧器，其特征在于：所述第二布气管的侧出气口的中心到第二布气管轴线的垂线与燃气进气管尾部轴线相垂直。

4.根据权利要求1所述的一种分层燃烧低氮燃烧器，其特征在于：所述旋风盘上设置有斜切的旋风口，旋风口的出风方向与旋风盘平面的夹角为锐角。

5.根据权利要求1所述的一种分层燃烧低氮燃烧器，其特征在于：所述燃气帽的顶端封闭，燃气帽的末端沿径向均匀设置有燃气孔。

6.根据权利要求1所述的一种分层燃烧低氮燃烧器，其特征在于：在所述燃气进气管的水平部分内部还设置有中心空气管，所述中心空气管的头部密封穿过所述燃气帽的顶部，所述中心空气管的尾部密封穿过所述燃气进气管的竖直部分，中心空气管与燃气进气管的水平部分同轴设置。

7.根据权利要求2所述的一种分层燃烧低氮燃烧器，其特征在于：所述第一布气管和/或第二布气管的轴向与燃气进气管尾部轴向之间的夹角为30度。

8.根据权利要求4所述的一种分层燃烧低氮燃烧器，其特征在于：所述旋风口的出风方向与旋风盘平面的夹角为45度。

Images