CN210511672U - 一种新型低排放天然气高速烧嘴结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及天然气洁净燃烧技术领域，提供了一种低排放天然气高速烧嘴结构。该结构通过天然气通道以及助燃气通道，在烧嘴特殊结构下，形成部分预混交叉射流。使燃料在燃烧器的径向方向上达到均匀分布的效果，保证燃料和助燃空气的混合气在燃烧器出口处形成合理的流场分布，形成均匀稳定的燃烧区域，保证了窑炉温度，降低了污染物排放，同时，内部冷却结构的设计有效的保护了烧嘴，提高了使用寿命。

Description

一种新型低排放天然气高速烧嘴结构

技术领域

本实用新型涉及天然气洁净燃烧技术领域，特别提供一种新型低排放天然气高速烧嘴结构。

背景技术

工业炉窑是一种重要的工业生产热工设备，广泛应用于物料的焙烧、干燥、熔化、熔炼、加热和热处理等各种生产过程。传统工业炉窑通常采用煤作为燃料，在燃烧过程中会产生大量氮氧化物(NOx)、粉尘和SO2。随着环保要求日益提高，工业炉窑对NOx、粉尘和SO2的排放要求也日趋严格，近年来天然气等清洁可燃气体因其具有安全、高效、操作简便、低排放等优点，广泛应用于工业炉窑生产中。但是这类天燃气燃烧器在控制NOx排放方面仍有非常大的改善空间。因此，新型的低NOx燃气燃烧器结构设计对于组织燃烧、降低NOx物排放尤为重要。

氮氧化物的生成和温度有密切的关系，火焰的温度越高，氮氧化物的生成越大，反之亦然。通过合理的设计燃烧器结构，可以在保证燃烧安全可靠、高效的基础上，减少局部高温区的产生，使天然气和空气混合均匀，从而抑制燃烧过程中NOx的生成以减少NOx的排放量。专利“CN203586205”中涉及到的燃气燃烧器已经在设计理念和结构形式上进行改善和提升，但是采用“富燃-淬熄-贫燃”技术无法满足排放进一步降低的要求，同时上述技术方案在天然气工业炉窑应用中存在烧嘴安装空间上的局限，对工业窑炉的适应性有限。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

现行天然气工业窑炉通常采用天然气烧嘴对窑炉进行加热。受制于烧嘴安装空间，烧嘴结构通常较为简单，且多采用扩散燃烧组织方式，NOx排放量大。同时，由于烧嘴下游火焰温度高，使得烧嘴容易出现烧蚀现象，在短时间内就需要对烧嘴进行更换。

本实用新型通过改进燃料与助燃风的进气方式，形成部分预混合横向交叉射流，改善低氮烧嘴的混合度，从而降低燃烧温度以实现氮氧化物减排；同时在稳焰盘内部开设燃料通道，降低了烧嘴端部的温度，从而提高了烧嘴的使用寿命。

(二)技术方案

本实用新型提供的一种新型低排放天然气高速烧嘴结构，由天然气通道以及助燃气通道构成；天然气通道前端同稳焰盘相连，稳焰盘外侧布置有旋流槽道，稳焰盘同助燃风通道接触的部分开有助燃风通孔，稳焰盘开有周向天然气腔室，天然气通道开有通向天然气腔室的内侧天然气孔，天然气腔室开有通向旋流槽道的外侧天然气孔。

优选的，天然气通道外壁面开有天然气孔。

优选的，旋流槽道的数量为5～25个。

优选的，旋流槽道的截面形状为长方形。

优选的，旋流槽道的截面形状为梯形。

优选的，旋流槽道的旋流角度为20～70度

优选的，助燃风通孔的数量为3～15个。

优选的，助燃风通孔的直径为1～10mm。

优选的，内侧天然气孔的直径为0.5～8mm。

优选的，内侧天然气孔的数量为3～15个。

优选的，外侧天然气孔的数量为5～25个。

优选的，外侧天然气孔的直径为0.5～8mm。

优选的，天然气孔的数量为3～15个。

优选的，天然气孔的直径为0.5～10mm。

(三)有益效果

本实用新型提供的一种新型低排放天然气高速烧嘴结构，该技术方案通过助燃风通道和天然气通道的交叉射流设计，使得助燃风同燃料进行充分混合，改善了燃烧稳定性，提高了窑炉温度的稳定性，改善烧制品质量。同时，燃料通道以及助燃风通道可以对烧嘴进行内部冷却，提高了烧嘴的寿命。如采用稳焰盘端部布置燃料孔的方案，可以进一步改善烧嘴冷却，提高寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种新型低排放天然气高速烧嘴结构的示意图；

图2为本实用新型实施例的一种新型低排放天然气高速烧嘴结构另一剖面的示意图；

图3为本实用新型实施例的另一种新型低排放天然气高速烧嘴结构的示意图；

图4为本实用新型实施例的一种新型低排放天然气高速烧嘴结构的立体剖视图。

附图标记：1、天然气通道；2、助燃气通道；3、稳焰盘；4、旋流通道；5、助燃风通孔；6、天然气腔室；7、内侧天然气孔；8、外侧天然气孔；9、天然气孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

结合图1和图2所示，本实用新型提供的一种新型低排放天然气高速烧嘴结构，包括天然气通道1以及助燃气通道2。进入天然气通道1的天然气通过内侧燃料孔7进入天然气腔室6，再通过外侧天然气孔8喷出；助燃风一部分通过旋流槽道4同外侧天然气孔8喷出的天然气进行混合，另一部分通过助燃风通孔5喷出。通过这种燃料和助燃风的充分混合，能够稳定火焰，并维持窑炉内的温度，保证烧制品质量。

通过燃料通道和助燃风孔5的设计，可以降低稳焰盘前端壁的温度，起到冷却烧嘴头部的作用，增加烧嘴的使用寿命。

优选的，天然气通道外壁面开有天然气孔。

优选的，旋流槽道的数量为5～25个。

优选的，旋流槽道的截面形状为长方形。

优选的，旋流槽道的截面形状为梯形。

优选的，旋流槽道的旋流角度为20～70度

优选的，助燃风通孔的数量为3～15个。

优选的，助燃风通孔的直径为1～10mm。

优选的，内侧天然气孔的直径为0.5～8mm。

优选的，内侧天然气孔的数量为3～15个。

优选的，外侧天然气孔的数量为5～25个。

优选的，外侧天然气孔的直径为0.5～8mm。

优选的，天然气孔的数量为3～15个。

优选的，天然气孔的直径为0.5～10mm。

本实用新型的工作原理如下：

进入内部天然气通道1的天然气依次通过内侧天然气孔7，天然气腔室，外侧天然气孔进入旋流槽道，与助燃风通道2的助燃风混合。通过这种燃料和助燃风的充分混合，能够稳定火焰，并维持窑炉内的温度，保证烧制品质量。

通过将天然气合理均匀的进行分布，有效降低局部高温区的范围，抑制NOx的生成。

同时，燃料通道以及助燃风通孔的设计，能够有效的加强烧嘴的冷却效果，提高了烧嘴的寿命。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种新型低排放天然气高速烧嘴结构，由天然气通道(1)以及助燃气通道(2)构成；其中天然气通道(1)在前端同稳焰盘(3)相连，在稳焰盘(3)外侧开设有旋流槽道(4)，其特征在于，在稳焰盘内部开有天然气腔室(6)，天然气通道(1)开有通向天然气腔室(6)的内侧天然气孔(7)，天然气腔室(6)开有通向旋流槽道的外侧天然气孔(8)。

2.根据权利要求1所述的一种新型低排放天然气高速烧嘴结构，其特征在于所述旋流槽道(4)的截面形状为长方形或梯形。

3.根据权利要求1所述的一种新型低排放天然气高速烧嘴结构，其特征在于，所述旋流槽道(4)的数量为5～25个。

4.根据权利要求1所述的一种新型低排放天然气高速烧嘴结构，其特征在于，所述旋流槽道(4)的旋流角度为20～70度。

5.根据权利要求1所述的一种新型低排放天然气高速烧嘴结构，其特征在于，外侧天然气孔(8)的数量为5～25个。

6.根据权利要求1所述的一种新型低排放天然气高速烧嘴结构，其特征在于，外侧天然气孔(8)的直径为0.5～8mm。

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