CN213513889U - 燃烧器及锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种燃烧器及配置有该燃烧器的锅炉，该燃烧器包括燃气管、第一风管和点火器，燃气管的外围布置有多个燃烧辅助喷管，燃气管、第一风管以及各燃烧辅助喷管的轴线均平行，燃气管以及各燃烧辅助喷管均在第一风管内布设并且均连接有燃料供应单元，燃气管的出口端设有旋流叶片。本实用新型通过在燃气管外围布置多个燃烧辅助喷管，可形成多个小火焰包围燃气管的主火焰，一方面能充分地捕集未完全燃烧的烟气，另一方面可减少高炉煤气燃烧脱火、熄火等现象，因此能提高燃气燃烧效果以及提高上述燃烧器的工作稳定性和可靠性，实现燃烧区域的低NOx排放。

Description

燃烧器及锅炉

技术领域

本实用新型涉及一种燃烧器及配置有该燃烧器的锅炉。

背景技术

钢铁企业在生产过程中会产生大量的煤气，如高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气。除去钢铁企业生产自用部分外，仍有约34％的富余煤气，尽管该部分煤气的热值仅有约760kcal/m³，如高炉煤气等，高炉煤气主要成分为N₂、CO、CO₂等，其中CO约为25vol.％，N₂约为55vol.％，CO₂约为20％，热值低，着火温度约为550-650℃，理论燃烧温度为1300℃左右，属于一种低附加值燃料，但是若不对该部分煤气加以利用，则会产生严重的能源浪费和环境污染问题。在节能减排的时代需求下，目前对于钢铁企业的该部分富余煤气有了较为成熟的利用技术，其中钢厂富余煤气发电技术就是一种非常成熟的钢厂余能利用方式。因高炉煤气热值较低，同时钢厂高炉煤气量一直处于大的波动阶段，导致纯烧高炉煤气燃烧容易产生脱火、熄火等问题，同时随着国家的节能减排的力度越来越大，高炉煤气燃烧过程中排放的NOx问题也越来越受到关注。

实用新型内容

本实用新型涉及一种燃烧器及配置有该燃烧器的锅炉，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本实用新型涉及一种燃烧器，包括燃气管、第一风管和点火器，所述燃气管的外围布置有多个燃烧辅助喷管，所述燃气管、所述第一风管以及各所述燃烧辅助喷管的轴线均平行，所述燃气管以及各所述燃烧辅助喷管均在所述第一风管内布设并且均连接有燃料供应单元，所述燃气管的出口端设有旋流叶片。

作为实施方式之一，该燃烧器还包括第二风管，所述第二风管的轴线与所述燃气管的轴线平行，所述第二风管在所述燃气管内布设。

作为实施方式之一，所述燃料供应单元包括连接有燃气供管的燃气分配管，所述燃气管及各所述燃烧辅助喷管均连接在所述燃气分配管上。

作为实施方式之一，该燃烧器还包括预混室，所述燃气管、所述第一风管及各所述燃烧辅助喷管均连接在所述预混室上。

作为实施方式之一，所述预混室的外壁敷设有耐火材料。

作为实施方式之一，所述预混室呈两端宽中间窄的文丘里结构。

本实用新型还涉及一种锅炉，包括锅炉本体，所述锅炉本体上布置有燃烧结构，所述燃烧结构中，至少部分燃烧器采用如上所述的燃烧器。

作为实施方式之一，所述锅炉本体上还设有至少一个燃尽风喷管，各所述燃尽风喷管均布置于所述燃烧结构的上方。

作为实施方式之一，在所述锅炉本体的尾部烟道内布置有第一省煤器、第二省煤器和脱硝单元，所述第一省煤器、所述脱硝单元与所述第二省煤器沿烟气流通方向依次布置。

作为实施方式之一，所述锅炉本体的尾部烟道内布置有空气预热器，所述第一风管的供风管与所述空气预热器连接；

和/或，所述锅炉本体的烟气出口管上布置有燃气加热器，所述燃料供应单元的燃气供管与所述燃气加热器连接。

本实用新型至少具有如下有益效果：

本实用新型通过在燃气管外围布置多个燃烧辅助喷管，可形成多个小火焰包围燃气管的主火焰，一方面能充分地捕集未完全燃烧的烟气，另一方面可减少高炉煤气燃烧脱火、熄火等现象，因此能提高燃气燃烧效果以及提高上述燃烧器的工作稳定性和可靠性，实现燃烧区域的低NOx排放。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的燃烧器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的锅炉的结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1，本实用新型实施例提供一种燃烧器1，包括燃气管11、第一风管12和点火器16，所述燃气管11的外围布置有多个燃烧辅助喷管13，所述燃气管11、所述第一风管12以及各所述燃烧辅助喷管13的轴线均平行，所述燃气管11以及各所述燃烧辅助喷管13均在所述第一风管12内布设并且均连接有燃料供应单元，所述燃气管11的出口端设有旋流叶片。

其中，上述燃烧辅助喷管13可以喷吹燃气，也可喷吹固体燃料，例如煤粉等，本实施例中，优选为各燃烧辅助喷管13与燃气管11采用相同的燃料，即采用同一种燃气；则优选地，上述燃料供应单元包括连接有燃气供管的燃气分配管14，所述燃气管11及各所述燃烧辅助喷管13均连接在所述燃气分配管14上。本实施例提供的燃烧器1能满足一般燃气的燃烧，尤其适用于高炉煤气等低热值煤气的燃烧，则上述燃气供管可与高炉煤气源连接。

进一步地，上述各燃烧辅助喷管13可直接固定在燃气管11的外壁上，在燃烧器1燃烧时，可在燃气管11的主火焰周围形成多个小火焰。各燃烧辅助喷管13优选为沿燃气管11的周向均匀间隔环设，以提高辅助燃烧效果以及燃气燃烧的均匀性。

可以理解地，上述第一风管12的半径大于燃气管11的半径与燃烧辅助喷管13的半径之和；燃气管11与第一风管12优选为同轴布置。燃气管11和各燃烧辅助喷管13均伸出第一风管12之外以便连接燃料供应单元。上述点火器16为本领域常规器件，一般也为管式构件；该点火器16可穿设在燃气管11上，优选为与燃气管11同轴设置，其一般伸出燃气管11之外以便供应点火气。

上述第一风管12内也优选为设有旋流叶片，可设于该第一风管12的出口端或者设于该第一风管12的中部，以使该第一风管12喷出的空气为旋流气，可提高燃烧效果。

本实施例提供的燃烧器1，在燃气管11外围布置多个燃烧辅助喷管13，可形成多个小火焰包围燃气管11的主火焰，一方面能充分地捕集未完全燃烧的烟气，另一方面可减少高炉煤气燃烧脱火、熄火等现象，因此能提高燃气燃烧效果以及提高上述燃烧器1的工作稳定性和可靠性，实现燃烧区域的低NOx排放。

进一步优化上述燃烧器1的结构，如图1，该燃烧器1还包括第二风管15，所述第二风管15的轴线与所述燃气管11的轴线平行，所述第二风管15在所述燃气管11内布设。同样地，上述第二风管15优选为与燃气管11同轴布置；该第二风管15的出口端也优选为设有旋流叶片。可选地，上述点火器16与该第二风管15同轴布置，点火器16穿设在该第二风管15上。基于上述结构，实现空气的分级喷送，燃气管11喷出的燃气可包围第二风管15喷出的空气，同时卷吸第一风管12喷出的空气，使燃气与空气充分地接触，从而有效地提高燃烧效果和效率，实现燃烧区域的超低NOx排放。

进一步优化上述燃烧器1的结构，如图1，该燃烧器1还包括预混室17，所述燃气管11、所述第一风管12及各所述燃烧辅助喷管13均连接在所述预混室17上，通过设置预混室17，可以加强空气与燃气的混合效果，进一步提高燃气的燃烧效果和效率。在其中一个实施例中，该预混室17包括第一腔体，该第一腔体沿气流方向呈渐缩状，能进一步提高空气与燃气的混合效果；进一步地，该预混室17还包括第二腔体，该第二腔体连接于第一腔体的出口端并且沿气流方向呈渐扩状，从而，该预混室17呈两端宽中间窄的文丘里结构，混合气从第二腔体流出时气流减速并且弥散效果较好，能加强混合气的燃烧效果以及气流流通效果。

进一步优选地，如图1，所述预混室17的外壁敷设有耐火材料171，可利用耐火材料171的蓄热作用以提高燃烧效果以及燃烧稳定性，尤其是较好地适应高炉煤气产气量易波动等工况；另外，当上述燃烧器1安装在锅炉上时，可隔绝水冷壁21的吸热，保持预混室17的高温环境。

实施例二

如图2，本实用新型实施例提供一种锅炉，包括锅炉本体2，所述锅炉本体2上布置有燃烧结构，所述燃烧结构中，至少部分燃烧器1采用上述实施例一所提供的燃烧器1。优选为各燃烧器1均采用上述实施例一所提供的燃烧器1，该燃烧器1的结构此处不作赘述。

优选地，上述燃烧结构采用前后墙对冲布置的方式；并且燃烧器1采用多层布置的方式，在煤气波动量大的时候采用分层/单点耦合的方式控制燃烧器1，能保证燃烧的稳定。

进一步优选地，所述锅炉本体2上还设有至少一个燃尽风喷管3，各所述燃尽风喷管3均布置于所述燃烧结构的上方，能保证燃气的燃尽。

在优选的方案中，如图2，在所述锅炉本体2的尾部烟道内布置有第一省煤器(已图示，未标注)、第二省煤器(已图示，未标注)和脱硝单元4，所述第一省煤器、所述脱硝单元4与所述第二省煤器沿烟气流通方向依次布置。通过该脱硝单元4能进一步去除烟气中的NOx，实现锅炉烟气的超低NOx排放；而通过改变第一省煤器和第二省煤器的换热面比例能够为脱硝单元4提供最好的温度区间。上述脱硝单元4可采用常规的烟气脱硝装置，例如SCR装置。锅炉给水先进入第二省煤器换热，再经由第二省煤器进入第一省煤器进行换热，第一省煤器出口的锅炉给水当锅炉设计为汽包炉时直接进入汽包23，当锅炉设计为超临界煤气炉时进入水冷壁21的下联箱22。

一般地，上述锅炉本体2具有水平烟道和竖直烟道；可选地，在水平烟道内沿烟气流通方向依次布置有前屏过热器24、后屏过热器25、高温过热器26和高温再热器27，在竖直烟道内布置有低温过热器28和低温再热器29，具体的布置结构是本领域常规技术，此处不作详述。

在其中一个实施例中，如图2，所述锅炉本体2的尾部烟道内布置有空气预热器5，所述第一风管12的供风管与所述空气预热器5连接；通过该空气预热器5可对燃烧器1所用空气进行预热，在充分利用烟气余热的同时能显著地提高燃气的燃烧效果。和/或，如图2，所述锅炉本体2的烟气出口管上布置有燃气加热器6，所述燃料供应单元的燃气供管与所述燃气加热器6连接，通过该燃气加热器6可对燃烧器1所用燃气进行预热，在充分利用烟气余热的同时能显著地提高燃气的燃烧效果，尤其能提高高炉煤气等低热值煤气燃烧的稳定性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃烧器，包括燃气管、第一风管和点火器，其特征在于：所述燃气管的外围布置有多个燃烧辅助喷管，所述燃气管、所述第一风管以及各所述燃烧辅助喷管的轴线均平行，所述燃气管以及各所述燃烧辅助喷管均在所述第一风管内布设并且均连接有燃料供应单元，所述燃气管的出口端设有旋流叶片。

2.如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于：还包括第二风管，所述第二风管的轴线与所述燃气管的轴线平行，所述第二风管在所述燃气管内布设。

3.如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于：所述燃料供应单元包括连接有燃气供管的燃气分配管，所述燃气管及各所述燃烧辅助喷管均连接在所述燃气分配管上。

4.如权利要求1至3中任一项所述的燃烧器，其特征在于：还包括预混室，所述燃气管、所述第一风管及各所述燃烧辅助喷管均连接在所述预混室上。

5.如权利要求4所述的燃烧器，其特征在于：所述预混室的外壁敷设有耐火材料。

6.如权利要求4所述的燃烧器，其特征在于：所述预混室呈两端宽中间窄的文丘里结构。

7.一种锅炉，包括锅炉本体，所述锅炉本体上布置有燃烧结构，其特征在于：所述燃烧结构中，至少部分燃烧器采用如权利要求1至6中任一项所述的燃烧器。

8.如权利要求7所述的锅炉，其特征在于：所述锅炉本体上还设有至少一个燃尽风喷管，各所述燃尽风喷管均布置于所述燃烧结构的上方。

9.如权利要求7所述的锅炉，其特征在于：在所述锅炉本体的尾部烟道内布置有第一省煤器、第二省煤器和脱硝单元，所述第一省煤器、所述脱硝单元与所述第二省煤器沿烟气流通方向依次布置。

10.如权利要求7所述的锅炉，其特征在于：所述锅炉本体的尾部烟道内布置有空气预热器，所述第一风管的供风管与所述空气预热器连接；

和/或，所述锅炉本体的烟气出口管上布置有燃气加热器，所述燃料供应单元的燃气供管与所述燃气加热器连接。

Images