CN217004457U - 一种部分预混高低速配置的燃气低氮燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种部分预混高低速配置的燃气低氮燃烧器，中心稳燃盘设置于燃烧器风筒燃烧端的中心，中心燃气供气管设置于燃烧器风筒的轴心且喷口延伸至中心稳燃盘的上游位置；燃气集箱设置于燃烧器风筒的进气端，燃气集箱上在燃烧器风筒上午外周连接有若干相间设置的第一、第二主燃气枪管，第二主燃气枪管的喷口端连接有分支燃气枪管，分支燃气枪管贯穿燃烧器风筒并伸入燃烧器风筒的内腔，分支燃气枪管沿燃烧器风筒的径向设置并开设有预混燃气喷出孔，预混燃烧面金属丝网设置于燃烧器风筒燃烧端的端部。主燃气的高低速度间隔分布形成对燃气、烟气和空气的不同引射效果，从而形成燃烧器出口不同距离的燃烧火焰，可有效降低NOx的生成。

Description

一种部分预混高低速配置的燃气低氮燃烧器

技术领域

本实用新型属于燃气热水或蒸汽锅炉燃烧系统综合改造技术领域，涉及一种部分预混高低速配置的燃气低氮燃烧器。

背景技术

燃气燃烧器主要分为预混式燃烧器及非预混式燃烧器，其中非预混式燃烧器均采用了旋流配风燃烧技术，以在火焰中心形成回流区域达到卷吸烟气及加强空气燃料混合的效果，该技术能够有效地减少燃烧中氮氧化物(NOx)的生成量。

近年来，随着最新的《大气污染物排放标准》(GB13223-2011)及各地方“标准”的实施，电站和工业锅炉的NOx排放限额已经达到了30mg/m³(标态，参考氧量3％)的历史最严格指标，传统的燃烧器随着全国性“治污减霾”工作的开展面临全面替代。但是在更换燃烧器的过程中，不可避免地出现了新燃烧器火焰形状(长度、直径)与原有锅炉不匹配的问题，造成燃烧不稳定及炉膛喘震，严重时甚至无法形成火焰。现有部分产品针对上述问题配置了可沿燃烧器轴向前后拉动的外风筒，部分配置了沿轴向前后拉动的旋流布风盘，两类产品均由于燃料喷口距离助燃风出口距离的限制而调节量极有限，并且会因供风过早或过晚导致燃烧不稳定、NOx与一氧化碳(CO)生成量增加。此外，大型燃气锅炉根据容量不同通常有单台炉配置两台及以上燃烧器的情况，在此类锅炉内调整燃烧器火焰形状的必要性不仅体现在上述问题中，更重要的是通过调整火焰旋转方向来消除炉内残余旋转保证受热面负荷均匀，而通过轴向调整风筒或旋流盘的位置均无法实现此目的。

非预混燃烧的低氮燃烧技术主要是分级燃烧，通过偏离燃烧反应的化学当量比达到降低燃烧强度和燃烧温度，从而低NOx的生成量。分级燃烧分燃料分级和空气分级，具体实施方式各燃烧器大同小异，但殊途同归。有的会存在一些问题。预混燃烧是降低燃烧强度和温度的有效手段，但预混燃烧容易爆炸，因此10t/h以上容量的燃气锅炉禁止使用。

燃烧器的负荷调节范围称调节比，因为燃气燃烧器一般为单只或两只，很少通过燃烧器的投入或退出来调整负荷或出力。因此燃烧器高低负荷均通过自身的通流来实现。燃烧器的设计按额定负荷进行，因此低负荷工况严重偏离设计参数，造成低负荷燃气速度、助燃风速偏差很大，对燃气的燃尽和降低NOx很不利。因此风速可调、燃气速度可调、能够实现局部预混燃烧，无疑对于燃烧器的稳定燃烧和降低NOx是有利的。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种部分预混高低速配置的燃气低氮燃烧器，本实用新型燃烧器能够稳定燃烧和降低NOx。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种部分预混高低速配置的燃气低氮燃烧器，包括燃烧器风筒、中心稳燃盘、预混燃烧面金属丝网、中心燃气供气管和燃气集箱，燃烧器风筒的一端为进气端、另一端为燃烧端；

中心稳燃盘设置于燃烧器风筒燃烧端的中心，中心燃气供气管设置于燃烧器风筒的轴心且喷口延伸至中心稳燃盘的上游位置；

燃气集箱设置于燃烧器风筒的进气端，燃气集箱上连接有若干第一主燃气枪管和若干第二主燃气枪管，第一主燃气枪管和第二主燃气枪管相间设置并位于燃烧器风筒的外周，第一主燃气枪管和第二主燃气枪管的喷口均延伸至燃烧器风筒的燃烧端，第二主燃气枪管的喷口端连接有分支燃气枪管，分支燃气枪管贯穿燃烧器风筒并伸入燃烧器风筒的内腔，分支燃气枪管沿燃烧器风筒的径向设置，分支燃气枪管上开设有预混燃气喷出孔，预混燃烧面金属丝网设置于燃烧器风筒燃烧端的端部。

优选的，燃气集箱采用环形燃气集箱，环形燃气集箱套设于燃烧器风筒进气端的外部。

优选的，分支燃气枪管位于中心稳燃盘的上游与中心燃气供气管喷口下游之间的位置。

优选的，分支燃气枪管的喷口与中心稳燃盘的外缘在燃烧器风筒的径向上留有预设间距。

优选的，分支燃气枪管的端头和周向均开设有预混燃气喷出孔。

优选的，分支燃气枪管端头的预混燃气喷出孔的喷射方向沿燃烧器风筒的径向设置。

优选的，分支燃气枪管周向的预混燃气喷出孔的喷射方向垂直于燃烧器风筒的轴心。

优选的，中心稳燃盘朝向预混燃烧面金属丝网的一侧向内缩，形成凹弧状。

优选的，中心稳燃盘为旋流稳燃盘，能够进行旋流燃烧。

优选的，第一主燃气枪管和第二主燃气枪管数量之和为偶数。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型的部分预混高低速配置的燃气低氮燃烧器在燃烧器风筒外设置第一、第二主燃气枪管、第一主燃气枪管和第二主燃气枪管相间设置，第二主燃气枪管的喷口端连接有分支燃气枪管，分支燃气枪管上开设有预混燃气喷出孔，预混燃气喷出孔燃气射流在燃烧器风道横截面与空气均匀混合形成预混燃气空气混合物；中心稳燃盘采用内缩方式，中心燃气供气管喷出的中心燃气在中心稳燃盘前预混燃烧，出口火焰加热燃烧器端面的预混燃烧面金属丝网，高温的预混燃烧面金属丝网引燃预混主燃气气流和外围的主燃气；主燃气的高低速间隔分布形成对燃气、烟气和空气的不同引射效果，从而形成燃烧器出口不同距离的燃烧火焰，可有效降低NOx的生成。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为本实用新型的俯视结构示意图。

其中，1为主燃气枪管、2为分支燃气枪管、3为预混燃气喷出孔、4为中心稳燃盘、5为预混燃烧面金属丝网、6为中心燃气供气管、7为环形燃气集箱、8为燃烧器风筒。

燃烧器的中心气和主气从燃气环形集气联箱上取气，其连接方式、燃烧器点火设备和火检设置等与常规燃烧方式相同，图1并未示出。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述：

参照图1和图2，本实用新型部分预混高低速配置的燃气低氮燃烧器，包括燃烧器风筒8、中心稳燃盘4、预混燃烧面金属丝网5、中心燃气供气管6、燃气集箱和若干主燃气枪管，燃烧器风筒8的一端(图1所示的下端)为进气端、另一端(图1所示的上端)为燃烧端；中心稳燃盘4设置于燃烧器风筒8燃烧端的中心，中心燃气供气管6设置于燃烧器风筒8的轴心且喷口延伸至中心稳燃盘4的上游位置，中心燃气供气管6为中心稳燃盘4输送燃气，中心燃气供气管6供气到稳燃盘4前，形成预混燃烧；燃烧器端面布置预混燃烧面金属丝网5，接受稳燃盘火焰的加热，从而点燃分支燃气喷出的预混燃气和主燃气；燃气集箱设置于燃烧器风筒8的进气端，燃气集箱上连接有若干第一主燃气枪管和若干第二主燃气枪管，第一主燃气枪管和若干第二主燃气枪管的燃气均来自燃气集箱，第一主燃气枪管和第二主燃气枪管相间设置并位于燃烧器风筒8的外周，第一主燃气枪管和第二主燃气枪管的喷口均延伸至燃烧器风筒8的燃烧端，第二主燃气枪管的喷口端连接有分支燃气枪管2，分支燃气枪管2贯穿燃烧器风筒8并伸入燃烧器风筒8的内腔，分支燃气枪管2沿燃烧器风筒8的径向设置，分支燃气枪管2上开设有预混燃气喷出孔3，分支燃气枪管2从第二主燃气枪管取气，经燃烧器风筒8进入燃烧器风道内部。如图2所示，第一主燃气枪管和第二主燃气枪管相间设置，使第一主燃气枪管和第二主燃气枪管间隔分别形成高、低速射流形态，在燃烧器外围同燃烧空气以不同的速度比混合燃烧；预混燃烧面金属丝网5设置于燃烧器风筒8燃烧端的端部，能够使预混燃气在预混燃烧面金属丝网5上燃烧。具体的，燃气集箱采用环形燃气集箱7，环形燃气集箱7套设于燃烧器风筒8进气端的外部。分支燃气枪管2位于中心稳燃盘4的上游与中心燃气供气管6喷口下游之间的位置，以保证具有更好的预混燃烧的效果。分支燃气枪管2的喷口与中心稳燃盘4的外缘在燃烧器风筒8的径向上留有预设间距。分支燃气枪管2的端头和周向均开设有预混燃气喷出孔3。分支燃气枪管2端头的预混燃气喷出孔3的喷射方向沿燃烧器风筒8的径向设置。分支燃气枪管2周向的预混燃气喷出孔3的喷射方向垂直于燃烧器风筒8的轴心。分支燃气枪管2在主风道内通过预混燃气喷出孔3能够横向射流，在风道端面内形成燃气与空气的充分混合，达到局部均匀预混的效果。中心稳燃盘4朝向预混燃烧面金属丝网5的一侧率略向内缩，形成凹弧状。中心稳燃盘4为旋流稳燃盘，能够进行旋流燃烧。内缩的中心稳燃盘4旋流燃烧，使预混燃烧面金属丝网5保持高温，保证预混燃气的连续燃烧并点燃外围的第一、第二主燃气枪管。第一主燃气枪管和第二主燃气枪管数量之和为偶数。本实用新型的第一主燃气枪管和若干第二主燃气枪管整体结构相同，不同之处在于第二主燃气枪管的上端(图1所示方位)横向连接有分支燃气枪管2。中心燃气供气管6和第一、第二主燃气枪管的燃气均来自环形燃气集箱7，具体连接方式与常规燃气燃烧相同，图中未示出。燃烧器的点火、火检、中心气量和主气量的控制与常规燃气燃烧器相同，不详细说明。

本实用新型的燃烧器使一半数量的外圈主燃气枪管间隔取一只设置分支燃气气枪管，在燃烧器风道内部横截面方向小孔射流，与风道内空气形成均匀局部预混。燃烧器中心稳燃盘形成盘前预混燃烧，在燃烧器出口金属丝网端面上形成高温，点燃预混气和主气。主气枪间隔形成高低速分布，在燃烧器出口引射空气和烟气形成混合物，湍流燃烧，达到稳燃和降低NOx生成的效果。

Claims (10)

1.一种部分预混高低速配置的燃气低氮燃烧器，其特征在于，包括燃烧器风筒(8)、中心稳燃盘(4)、预混燃烧面金属丝网(5)、中心燃气供气管(6)和燃气集箱，燃烧器风筒(8)的一端为进气端、另一端为燃烧端；

中心稳燃盘(4)设置于燃烧器风筒(8)燃烧端的中心，中心燃气供气管(6)设置于燃烧器风筒(8)的轴心且喷口延伸至中心稳燃盘(4)的上游位置；

燃气集箱设置于燃烧器风筒(8)的进气端，燃气集箱上连接有若干第一主燃气枪管和若干第二主燃气枪管，第一主燃气枪管和第二主燃气枪管相间设置并位于燃烧器风筒(8)的外周，第一主燃气枪管和第二主燃气枪管的喷口均延伸至燃烧器风筒(8)的燃烧端，第二主燃气枪管的喷口端连接有分支燃气枪管(2)，分支燃气枪管(2)贯穿燃烧器风筒(8)并伸入燃烧器风筒(8)的内腔，分支燃气枪管(2)沿燃烧器风筒(8)的径向设置，分支燃气枪管(2)上开设有预混燃气喷出孔(3)，预混燃烧面金属丝网(5)设置于燃烧器风筒(8)燃烧端的端部。

2.根据权利要求1所述的一种部分预混高低速配置的燃气低氮燃烧器，其特征在于，燃气集箱采用环形燃气集箱(7)，环形燃气集箱(7)套设于燃烧器风筒(8)进气端的外部。

3.根据权利要求1所述的一种部分预混高低速配置的燃气低氮燃烧器，其特征在于，分支燃气枪管(2)位于中心稳燃盘(4)的上游与中心燃气供气管(6)喷口下游之间的位置。

4.根据权利要求1或3所述的一种部分预混高低速配置的燃气低氮燃烧器，其特征在于，分支燃气枪管(2)的喷口与中心稳燃盘(4)的外缘在燃烧器风筒(8)的径向上留有预设间距。

5.根据权利要求1所述的一种部分预混高低速配置的燃气低氮燃烧器，其特征在于，分支燃气枪管(2)的端头和周向均开设有预混燃气喷出孔(3)。

6.根据权利要求5所述的一种部分预混高低速配置的燃气低氮燃烧器，其特征在于，分支燃气枪管(2)端头的预混燃气喷出孔(3)的喷射方向沿燃烧器风筒(8)的径向设置。

7.根据权利要求5所述的一种部分预混高低速配置的燃气低氮燃烧器，其特征在于，分支燃气枪管(2)周向的预混燃气喷出孔(3)的喷射方向垂直于燃烧器风筒(8)的轴心。

8.根据权利要求1所述的一种部分预混高低速配置的燃气低氮燃烧器，其特征在于，中心稳燃盘(4)朝向预混燃烧面金属丝网(5)的一侧向内缩，形成凹弧状。

9.根据权利要求1所述的一种部分预混高低速配置的燃气低氮燃烧器，其特征在于，中心稳燃盘(4)为旋流稳燃盘，能够进行旋流燃烧。

10.根据权利要求1所述的一种部分预混高低速配置的燃气低氮燃烧器，其特征在于，第一主燃气枪管和第二主燃气枪管数量之和为偶数。

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