CN217082550U - 一种分级结构的低氮燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种分级结构的低氮燃烧器，包括外围空气管以及主燃气管道，所述外围空气管套设于主燃气管道的外侧且与主燃气管道同轴布置，所述外围空气管内设置有分级燃烧结构；本实用新型涉及燃烧器技术领域，三级空气流经导流器导流板和空气收缩段后更加偏离中心轴线并向下游扩展的外围空气流场，使得三级火焰区域与二级火焰区域之间形成了进一步的冷却区域，增加分级效果，使得火焰温度进一步下降，空气收缩段倒流切口使得三级区域的火焰的外围形成切割火焰，使火焰更加分散并降低火焰温度，各个燃烧区域受旋流作用产生了混合效果和剪切作用，进行着剧烈的物质和热量传递，共同形成稳定、高效的燃烧区域。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃烧器技术领域，具体为一种分级结构的低氮燃烧器。
背景技术
燃烧器是工业锅炉重要的组成部分，是将燃料能量释放为热能的主要设备。随着日益严格的环保要求，属于清洁燃烧的燃气燃烧器应用也随之广泛。燃气燃烧器的喷嘴结构对燃烧过程中产生的污染物排放有着决定性的作用，燃烧器喷嘴结构的设计和加工水平决定了生产中需求的燃烧负荷和安全、稳定的锅炉运行。
随着设计和制造水平的提高、燃烧技术的发展，燃烧产物中污染物的排放水平也日益降低，但是国家对环保的标准也也不断提高，原有的一些燃烧技术已经不能满足国家标准，需要进一步改进燃烧技术和设计水平来控制燃烧器的排放。
现在已有的一些燃烧器采用了分级燃烧技术，但是空气燃料配比没有合理的设计，导致了局部的高温或者燃烧不充分，严重时会导致燃烧不稳定，污染物的排放相对较高。因此仍需要更加合理的一种分级方式的燃气燃烧器来组织燃烧，控制污染物的排放，鉴于此，针对上述问题深入研究，遂有本案产生。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种分级结构的低氮燃烧器，解决了现有的背景技术问题。
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种分级结构的低氮燃烧器，包括外围空气管以及主燃气管道，所述外围空气管套设于主燃气管道的外侧且与主燃气管道同轴布置，所述外围空气管内设置有分级燃烧结构；
所述分级燃烧结构包括：中心燃气主管、空气导流器、若干外围燃气支管、旋流盘、若干旋流叶片、喷射燃料孔以及中心燃气支管；
所述主燃气管道的端部连接有中心燃气主管，所述中心燃气主管外套设有空气导流器，所述中心燃气主管的端部环设有若干外围燃气支管，若干所述外围燃气支管的端部呈环形阵列排列于空气导流器的外侧，所述中心燃气主管的端部设置有旋流盘，所述旋流盘上设置有若干旋流叶片，所述中心燃气主管的端部环设有喷射燃料孔，所述中心燃气主管的端部设置有中心燃气支管。
优选的，所述中心燃气主管与外围空气管以及主燃气管道同轴设置。
优选的，若干所述外围燃气支管以中心燃气主管为中心呈环形阵列排布，所述外围燃气支管位于空气导流器与外围空气管之间且端部设置有若干支管燃气孔。
优选的，所述空气导流器的端部设置有喇叭形结构的导流板。
优选的，所述外围空气管的端部设置有锥口型结构的收缩段，所述收缩段的端部设置有倒流切口。
优选的，所述中心燃气支管与中心燃气主管轴向垂直。
有益效果
本实用新型提供了一种分级结构的低氮燃烧器。具备以下有益效果：
(1)加强空气和燃气的混合，使混合更加均匀，提高燃烧效率，增大锅炉热效率。
(2)旋流式稳定火焰保障了火焰的稳定性，从而保证了燃烧器可靠稳定的工作，减少了回火的危险性，提高了燃烧器使用过程中的安全性；减少火焰长度，避免火焰冲刷锅炉底板。
(3)通过旋流作用和多级火焰区域之间的相互剪切和火焰传递作用，使混合气的燃烧更加稳定。
附图说明
图1为本实用新型所述一种分级结构的低氮燃烧器的主视结构示意图。
图2为本实用新型所述一种分级结构的低氮燃烧器的侧视结构示意图。
图3为本实用新型所述一种分级结构的低氮燃烧器的剖视轴测图。
图中：1、外围空气管；2、主燃气管道；3、收缩段；4、倒流切口；5、中心燃气主管；6、外围燃气支管；7、支管燃气孔；8、中心燃气支管；9、喷射燃料孔；10、旋流盘；11、旋流叶片；12、空气导流器；13、导流板。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
通过本领域人员，将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器以及编码器，以满足控制需求，具体连接以及控制顺序，应参考下述工作原理中，各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不再对电气控制做说明。
实施例：根据说明书附图1-3可知，本案为一种分级结构的低氮燃烧器，其包括外围空气管1；所述外围空气管1内依次安装有主燃气管道2、外围燃气支管6、中心燃气主管5、空气导流器12、中心燃气支管8、旋流盘10；
所述主燃气管道2、中心燃气主管5与外围空气管1同轴设置；所述主燃气管道2的末端与中心燃气主管5相连接，并与外围燃气支管6相连接；所述中心燃气主管5包含在端部均匀分布的中心径向喷射燃料孔9，并与中心燃气支管8和旋流盘10相连接；所述外围燃气支管6包含在末端的外围燃气支管6燃气孔；所述空气导流器12与主燃气管道2同轴设置，且位于外围空气管1内，空气导流器12包含空气导流器12导流板13；所述旋流盘10包括旋流叶片11，与主燃气管道2同轴设置；所述外围空气管1包括空气收缩段3，空气收缩段3上包含空气收缩段3倒流切口4。
所述外围空气管1、空气导流器12用于空气流经的通道，将空气引导至锅炉炉膛，主燃气管道2用于燃气进入燃烧器的通道，将燃气引导至锅炉炉膛。
空气进入燃烧器后分成两部分。一部分通过空气导流器12内沿燃烧器中心轴线轴向喷射至炉膛，并分成两股空气，第一股空气通过旋流盘10的旋流叶片11后形成形成一级空气，第二股空气通过旋流盘10和空气导流器12后形成二级空气；另一部分空气通过外围空气管1和空气导流器12之间的通道进入燃烧器，形成三级空气。
燃气进入主燃气管道2后分成两部分。第一部分燃气通过中心燃气主管5流出后分成两股燃气，第一股燃气通过中心燃气主管5端部均匀分布的中心径向喷射燃料孔9径向喷射而出，与部分一级空气混合后在锅炉炉膛中轴线附近进行燃烧，形成一级火焰区域，该区域空气量少，形成了贫氧燃烧，第二股燃气通过与中心燃气主管5相连接的中心燃气支管8后径向喷出后与二级空气混合后在一级火焰区域外围形成了二级火焰区域，由于旋流作用，卷积了一部分一级空气，因此空气过量，为富氧燃烧，另外由于旋流卷吸效果，一级火焰区域和二级火焰区域之间形成了热交换，保证了燃烧的稳定性；第二部分燃气通过外围燃气支管6的外围燃气支管6燃气孔后喷射，与三级空气混合后，向下游发展形成三级火焰区域，这部分混合气空气过量，为富氧燃烧，由于外围燃气支管6燃气孔为多排小孔，促进了燃气和空气的混合，使燃烧更加充分，三级空气流经导流器导流板13和空气收缩段3后更加偏离中心轴线并向下游扩展的外围空气流场，使得三级火焰区域与二级火焰区域之间形成了进一步的冷却区域，增加分级效果，使得火焰温度进一步下降，空气收缩段3倒流切口4使得三级区域的火焰的外围形成切割火焰，使火焰更加分散并降低火焰温度。
各个燃烧区域受旋流作用产生了混合效果和剪切作用，进行着剧烈的物质和热量传递，共同形成稳定、高效的燃烧区域。
作为本实用新型的一种技术优化方案，旋流叶片11个数为4～10个。
作为本实用新型的一种技术优化方案，旋流叶片11的旋流角度为20°～60°。
作为本实用新型的一种技术优化方案，中心径向喷射燃料孔9个数为4～10个。
作为本实用新型的一种技术优化方案，外围燃气支管6个数为6～20个。
作为本实用新型的一种技术优化方案，中心燃气支管8个数为4～10个。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种分级结构的低氮燃烧器，包括外围空气管(1)以及主燃气管道(2)，所述外围空气管(1)套设于主燃气管道(2)的外侧且与主燃气管道(2)同轴布置，其特征在于，所述外围空气管(1)内设置有分级燃烧结构；
所述分级燃烧结构包括：中心燃气主管(5)、空气导流器(12)、若干外围燃气支管(6)、旋流盘(10)、若干旋流叶片(11)、喷射燃料孔(9)以及中心燃气支管(8)；
所述主燃气管道(2)的端部连接有中心燃气主管(5)，所述中心燃气主管(5)外套设有空气导流器(12)，所述中心燃气主管(5)的端部环设有若干外围燃气支管(6)，若干所述外围燃气支管(6)的端部呈环形阵列排列于空气导流器(12)的外侧，所述中心燃气主管(5)的端部设置有旋流盘(10)，所述旋流盘(10)上设置有若干旋流叶片(11)，所述中心燃气主管(5)的端部环设有喷射燃料孔(9)，所述中心燃气主管(5)的端部设置有中心燃气支管(8)。
2.根据权利要求1所述的一种分级结构的低氮燃烧器，其特征在于，所述中心燃气主管(5)与外围空气管(1)以及主燃气管道(2)同轴设置。
3.根据权利要求1所述的一种分级结构的低氮燃烧器，其特征在于，若干所述外围燃气支管(6)以中心燃气主管(5)为中心呈环形阵列排布，所述外围燃气支管(6)位于空气导流器(12)与外围空气管(1)之间且端部设置有若干支管燃气孔(7)。
4.根据权利要求1所述的一种分级结构的低氮燃烧器，其特征在于，所述空气导流器(12)的端部设置有喇叭形结构的导流板(13)。
5.根据权利要求1所述的一种分级结构的低氮燃烧器，其特征在于，所述外围空气管(1)的端部设置有锥口型结构的收缩段(3)，所述收缩段(3)的端部设置有倒流切口(4)。
6.根据权利要求1所述的一种分级结构的低氮燃烧器，其特征在于，所述中心燃气支管(8)与中心燃气主管(5)轴向垂直。
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