CN210801167U - 低氮燃气燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种低氮燃气燃烧器，包括风箱、布置于风箱中心的燃气管道、同心布置于燃气管道外部的旋流一次风通道、同心布置于旋流一次风通道的前端侧外部的直流内二次风通道、和同心布置于直流内二次风通道的前端侧外部的直流外二次风通道，在燃气管道的前端装设有与燃气管道的出口相连通且环形布置的喷枪，且在旋流一次风通道的出口布置有旋流轴向叶片。本实用新型能够使燃气和空气得到充分预混、火焰稳定且形状可控，避免火焰刷墙，实现了高效和低氮氧化物排放的特点。

Description

低氮燃气燃烧器

技术领域

本实用新型属于燃烧器领域，尤其涉及一种工业锅炉用的低氮燃气燃烧器。

背景技术

目前国内燃气燃烧器应用绝大部分使用的是国外燃气燃烧技术，但由于其所应用的锅炉容量偏小，大多数燃烧器单只出力在10MW以内。随着我国节能环保要求的不断提高，燃气燃烧技术越来越受到重视，并且开始向大容量锅炉应用方向发展，单只燃气燃烧器出力也从几兆瓦提升至几十甚至上百兆瓦级别。随着燃气燃烧器出力的提升，也越来越暴露出国外燃气燃烧技术的诸多问题，如火焰刷墙、氮氧化物排放高，等等。

实用新型内容

为克服上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种燃烧性能好、火焰形状可调、污染物排放低的低氮燃气燃烧器。

为此，本实用新型提供一种低氮燃气燃烧器，其包括风箱、布置于风箱中心的燃气管道、同心布置于燃气管道外部的旋流一次风通道、同心布置于旋流一次风通道的前端侧外部的直流内二次风通道、和同心布置于直流内二次风通道的前端侧外部的直流外二次风通道，其中，在燃气管道的前端装设有与燃气管道的出口相连通且环形布置的喷枪，并且在旋流一次风通道的出口布置有旋流轴向叶片。

在本实用新型中， 通过旋流一次风通道、旋流轴向叶片和位于旋流一次风通道中心的喷枪，控制中心区域风的旋流强度，使得燃气和空气可以得到充分均匀预混；通过直流内二次风通道送出的空气可以在外围助燃、控制燃烧强度并稳定火焰；通过直流外二次风通道送出的外二次风布置在外围，起到包裹火焰和冷却周围壁面的作用；而且通过配合直流外二次风的分段燃烧结构，使本实用新型低氮燃气燃烧器具有优良的调节性能，可控的火焰结构，并实现了高效和低氮氧化物排放的特点。

进一步，上述旋流一次风通道、直流内二次风通道以及直流外二次风通道分别设置有一次风门、内二次风门和外二次风门，其中，一次风门、内二次风门和外二次风门都设置有可移动风门挡块，一次风门和内二次风门的可移动风门挡块设置成开关方向相反的联动组合风门挡块。

通过风门和风门挡块的设置，各个通道的进风量就是可控的；而且一次风门和内二次风门的可移动风门挡块设置成开关方向相反的联动组合风门挡块，从而使得实现旋流一次风和直流内二次风的同步控制，并且开度方向相反，即旋流风开大、直流风关小，或旋流风关小、直流风开大；并且，通过调节联动组合风门挡块的开度能够控制燃气和空气的比例，调节一次风旋流强度的强弱和与燃气的混合燃烧强度；通过调节外二次风门的可移动风门挡块的开度，可以调整和适时补充燃尽的风量，达到低氮和高效的目的。

再进一步，上述联动组合风门上设置有可操纵拉杆，外二次风门上也设置有可操纵拉杆。

通过可操纵拉杆的设置，使得能够方便手动控制风门的开度。

又再进一步，上述直流内二次风通道的出口位于旋流一次风通道的出口的前侧D距离处，该D的数值范围在20～100mm。

通过上述结构设置，使得内二次风在外围保护着一次风和燃气的混合体，能够及时补充空气来强化燃烧，并稳定火焰。

还又再进一步，上述直流内二次风通道在其出口处的通道外壁的内侧设置成向外倾斜，以使直流内二次风通道在该处形成沿气流方向的渐扩喷口。

通过该结构设置，使得气流通过该渐扩喷口时流速放缓并向外扩张，以使得与低氮燃气燃烧器连接的炉膛充满火焰。

更进一步，上述直流外二次风通道在其出口处的通道内壁的外侧也设置成向外倾斜以使直流外二次风通道在该处形成沿气流方向的渐缩喷口。

通过该渐缩喷口，使本实用新型成为一个引射器，外二次风的风速在该处能够加快，形成一个负压区，从而控制与低氮燃气燃烧器连接的炉膛内的火焰避免火焰刷墙。

进一步，上述喷枪的数量是根据低氮燃气燃烧器的出力来设定的，且沿环形均匀布置在旋流一次风通道内。

通过上述结构设置，使得燃气在一次风通道内均匀喷出，达到分散燃烧的目的。

再进一步，上述喷枪的出口端面设置成相对喷枪的轴线呈10～30°夹角的斜切端面，并且每个喷枪的喷孔都设置成垂直于其所在的斜切端面。

通过这样的结构设置，使得既能满足点火需要，又能加强燃气混合，从而有效保证燃烧效率。

又再进一步，来自各喷枪的喷孔的燃气在旋流一次风通道的出口前侧形成螺旋切圆气流，且该螺旋切圆气流与旋流轴向叶片的旋流方向相反。

通过上述结构设置，可以增加燃气和空气的均匀混合强度，即通过一次风与燃气反向旋流进一步达到均匀混合的目的。

进一步，旋流轴向叶片设置成其设定角度与燃气管道的轴向方向成30～55°，且数量为8～16片。

通过上述结构设置，使得一次风旋转强度和火焰形状可以得到有效控制。

通过参考下面所描述的实施例，本实用新型的上述这些方面和其他方面将会得到更清晰地阐述。

附图说明

实用新型的结构以及进一步的目的和优点将通过下面结合附图的描述得到更好地理解，其中，相同的参考标记标识相同的元件：

图1是根据本实用新型的一个具体实施方式地低氮燃气燃烧器的结构示意图；

图2 是图1所示低氮燃气燃烧器的示意性右侧端视图。

具体实施方式

下面将结合附图描述本实用新型的具体实施方式。

本实用新型的基本思想是通过控制燃烧器中心区域风的旋流强度达到均匀混合的目的，以及通过中心区域风与燃气的反向旋流进一步达到均匀混合的目的，并通过多枪喷射达到实现分散燃烧的目的，同时通过外二次风达到风的分级燃烧，从而实现燃气的低氮和高效燃烧。

如图1和图2所示，根据本实用新型的一个具体实施方式的低氮燃气燃烧器包括风箱1，在风箱1内沿径向从内到外布置的旋流一次风通道2、直流内二次风通道3和直流外二次风通道4，布置于旋流一次风通道2的中心的燃气管道9、在燃气管道9的出口即前端环形布置并与燃气管道9的出口相连通的喷枪10，以及布置在旋流一次风通道2的出口的旋流轴向叶片11。

如图1所示，各个风通道都布置在风箱1内，由风箱提供低氮燃气燃烧器所需燃烧用风。直流内二次风通道3同心布置于旋流一次风通道2的前端侧外部，直流外二次风通道4同心布置于直流内二次风通道3的前端侧外部。

如图1所示，燃气管道9作为喷枪10的燃气母管，喷枪数量可以根据燃烧器出力要求设置，喷枪10的出口端面为与喷枪轴线成10～30°的斜切端面101，其上的喷孔（图未示）与该出口端面即该斜切端面101垂直。所有喷枪燃气在旋流一次风通道2的出口前侧形成螺旋切圆气流结构，并保持与旋流轴向叶片11的旋转方向相反。

如图1所示，旋流一次风通道2、直流内二次风通道3以及直流外二次风通道4分别设置有一次风门20、内二次风门30和外二次风门40。其中，一次风门20和内二次风门30分别设置有可移动风门挡块21、31。该两个可移动风门挡块21、31设置成开关方向相反的联动组合风门挡块23。该联动组合风门挡块连接有可操纵拉杆7，通过可操纵拉杆7的伸缩来调节联动组合风门挡块23的前后位置，具体地，将可操纵拉杆7向外拉时，一次风门20的开度增大，同时内二次风门30的开度缩小，反之，一次风门20的开度缩小，同时内二次风门30的开度增大。直流内二次风通道3的出口相对于旋流一次风通道2的出口往前侧（即往该低氮燃气燃烧器所应用的工业炉的炉膛内侧）20～100mm（距离D）设置，内二次风的喷入可以调节一次风的旋流强度。通过可操纵拉杆7的调节，可在运行中实现燃气出口配风旋流强度的调节，以使燃气与助燃空气充分混合，区域温度更加均匀，喷口火焰形状更加合理，从而实现高的燃烧效率和低氮排放的要求。

如图1所示，外二次风门40设置有可移动风门挡块41，该可移动风门挡块41连接有可操纵拉杆8。通过可操纵拉杆8和可移动风门挡块41，可调节进入直流外二次风通道4的风量。通过直流外二次风通道4的设置，实现阶段分级送风，根据燃气氮氧化物释放机理，实现低氮排放的控制要求。同时，来自直流外二次风通道4的外二次风布置在外围，起到包裹火焰和冷却周围壁面的作用。

需要说明的是，旋流轴向叶片11设置成其设定角度与燃气管道9的轴向方向成30～55°，且如图2所示在本实施方式中为16片，当然在另外的实施方式中数量可以为8～16片中的任何数量，只要能够使得一次风旋转强度和火焰形状可以得到有效控制即可。

另外，需要说明的是，本实用新型的低氮燃气燃烧器还包括点火器，但因为点火器并非本实用新型的创新点，点火器在燃烧器上的设置属于常规技术，因此在本文中不做介绍。

总的来说，本实用新型的低氮燃气燃烧器具有如下技术效果：通过上述结构，使得燃气与空气均匀混合并分散燃烧，从而能够有效控制燃烧温度和局部高温，达到低氮的目的，并且通过燃气与空气的均匀混合燃烧达到高效的目的。

本实用新型的技术内容及技术特点已揭示如上，然而可以理解，在本实用新型的精神即创作思想下，本领域的技术人员可以对上述结构作各种变化和改进，包括这里单独披露的或要求保护的技术特征的组合，以及明显地包括这些特征的其它组合。这些变形和/或组合均落入本实用新型所涉及的技术领域内，并落入本实用新型权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种低氮燃气燃烧器，其特征在于包括风箱、布置于风箱中心的燃气管道、同心布置于燃气管道外部的旋流一次风通道、同心布置于旋流一次风通道的前端侧外部的直流内二次风通道、和同心布置于直流内二次风通道的前端侧外部的直流外二次风通道，其中，在燃气管道的前端装设有与燃气管道的出口相连通且环形布置的喷枪，并且在旋流一次风通道的出口布置有旋流轴向叶片。

2.如权利要求1所述的低氮燃气燃烧器，其特征在于，所述旋流一次风通道、所述直流内二次风通道以及所述直流外二次风通道分别设置有一次风门、内二次风门和外二次风门，其中，一次风门、内二次风门和外二次风门都设置有可移动风门挡块，一次风门和内二次风门的可移动风门挡块设置成开关方向相反的联动组合风门挡块。

3.如权利要求2所述的低氮燃气燃烧器，其特征在于，所述联动组合风门上设置有可操纵拉杆，所述外二次风门上也设置有可操纵拉杆。

4.如权利要求1至3任一项所述的低氮燃气燃烧器，其特征在于，所述直流内二次风通道的出口位于所述旋流一次风通道的出口的前侧D距离处，该D的数值范围在20～100mm。

5.如权利要求4所述的低氮燃气燃烧器，其特征在于，所述直流内二次风通道在其所述出口处的通道外壁的内侧设置成向外倾斜以使所述直流内二次风通道在该处形成沿气流方向的渐扩喷口。

6.如权利要求4所述的低氮燃气燃烧器，其特征在于，所述直流外二次风通道在其出口处的通道内壁的外侧也设置成向外倾斜以使所述直流外二次风通道在该处形成沿气流方向的渐缩喷口。

7.如权利要求1至3任一项所述的低氮燃气燃烧器，其特征在于，所述喷枪的数量是根据所述低氮燃气燃烧器的出力来设定的，且沿环形均匀布置在所述旋流一次风通道内。

8.如权利要求7所述的低氮燃气燃烧器，其特征在于，所述喷枪的出口端面设置成相对所述喷枪的轴线呈10～30°夹角的斜切端面，并且每个所述喷枪的喷孔都设置成垂直于其所在的斜切端面。

9.如权利要求8所述的低氮燃气燃烧器，其特征在于，来自各所述喷枪的所述喷孔的燃气在所述旋流一次风通道的所述出口前侧形成螺旋切圆气流，且该螺旋切圆气流与所述旋流轴向叶片的旋流方向相反。

10.如权利要求1至3任一项所述的低氮燃气燃烧器，其特征在于，所述旋流轴向叶片设置成其设定角度与所述燃气管道的轴向方向成30～55°，且数量为8～16片。

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