CN218237459U - 一种超低氮燃气燃烧器 - Google Patents

Abstract

一种超低氮燃气燃烧器，包括鼓风机、机头总成和进风混合箱及调节门总成；进风混合箱及调节门总成与鼓风机连接，为燃烧器燃烧提供燃烧所需空气；机头总成包括燃烧筒组件，燃烧筒组件的头端与鼓风机连接，燃烧筒组件内置中心燃气管和环绕中心燃气管布置的至少两个枪头燃气管，中心燃气管的出口端连接中心枪头，中心燃气管侧壁连接若干旋流气枪，旋流气枪的端部环绕中心枪头设置；枪头燃气管的出口端设置外枪头，燃烧筒组件的尾端设置旋风盘，中心枪头、旋流气枪和外枪头均凸出于旋风盘，且中心枪头位于旋风盘的中心，旋流气枪与旋风盘中心的径向距离小于外枪头与旋风盘中心的径向距离。本发明降低燃烧产物中氮氧化物含量。

Description

一种超低氮燃气燃烧器

技术领域

本发明属于氮氧化物减排技术领域，涉及燃烧器结构，特别涉及一种超低氮燃气燃烧器。

背景技术

工业锅炉在燃烧过程中所产生的氮氧化物主要为NO和NO₂，通常把这两种氮的氧化物通称为氮氧化物(NOx)，以NO和NO₂为主的氮氧化物是PM2.5的重要产物，同时也是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因，直接危害人体健康和污染环境，因此氮氧化物(NOx)排放控制成为大气污染治理的重中之重。

减少和降低燃烧产物中氮氧化物(NOx)含量，是燃烧设备技术领域主要发展方向之一，并成为界定燃烧设备技术水平的一项重要指标。现有的多种低氮燃气燃烧器，其抑制氮氧化物生成的原理大都是采用促进混合的全预混、半预混半扩散、扩散式燃烧器，基于烟气再循环(FGR)技术，分级燃烧技术，浓淡燃烧技术以及它们的组合形式。

这些现有技术存在的问题如下：

1、目前多大数超低氮燃气燃烧器氮氧化物(NOx)排放实际在30mg/m³左右波动，不稳定，不能满足最新的环保标准要求(例如，《锅炉大气污染物排放标准》(DBI1/139-2015)要求，2017年4月1日起新建锅炉氮氧化物(NOx)排放质量浓度要求低于30mg/m³)。

2、现有燃气燃烧器壳体局部温度偏高，散热损失较大。

3、现有燃气燃烧器多为分体布置，在一些安装空间小的锅炉房应用受限。

4、现有燃烧器采用烟气内循环技术，易造成燃烧不稳定及降氮效果不明显。

5、现有燃烧器燃烧火焰径向截面过小，燃烧器火焰过于集中易产生高温区，温度场分布不均，易生成热力型氮氧化物(NOx)。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种超低氮燃气燃烧器，以满足锅炉燃烧氮氧化物超低排放要求，降低燃烧产物中氮氧化物含量，有效解决氮氧化物排放高等问题，同时实现天然气燃烧安全节能以及氮氧化物等污染物超低排放。另外，本发明是一体式集成的整套设备，因此还具有安装简便、占用空间小、与锅炉设计衔接简单、控制及辅助配套设施集中、操作运行方便、可靠性高、安全性强等特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种超低氮燃气燃烧器，包括鼓风机、机头总成和进风混合箱及调节门总成；

所述进风混合箱及调节门总成与所述鼓风机连接，为燃烧器燃烧提供燃烧所需空气；

所述机头总成包括燃烧筒组件，燃烧筒组件的头端与所述鼓风机连接，燃烧筒组件内置中心燃气管和环绕所述中心燃气管布置的至少两个枪头燃气管，所述中心燃气管的出口端连接中心枪头，所述中心燃气管侧壁连接若干旋流气枪，所述旋流气枪的端部环绕所述中心枪头设置；所述枪头燃气管的出口端设置外枪头，所述燃烧筒组件的尾端设置旋风盘，所述中心枪头、旋流气枪和外枪头均凸出于所述旋风盘，且所述中心枪头位于所述旋风盘的中心，所述旋流气枪与所述旋风盘中心的径向距离小于所述外枪头与所述旋风盘中心的径向距离。

在一个实施例中，所述进风混合箱及调节门总成包括空气入口和烟气再循环入口，所述烟气再循环入口用于接锅炉烟气，所述空气入口设置空气入口调节门，所述烟气再循环入口设置循环烟气流量调节阀和不锈钢金属补偿器。

在一个实施例中，所述枪头燃气管通过固定环定位安装在燃烧筒组件的内壁上，各枪头燃气管沿圆周均匀布置。

在一个实施例中，所述枪头燃气管和所述中心燃气管的入口端均与主燃气管连接，所述外枪头的轴向长度大于所述中心枪头和旋流气枪的轴向长度。

在一个实施例中，所述外枪头位于燃烧筒组件内沿、旋风盘外侧之间，沿圆周分布，外枪头由外枪头I和外枪头II组成；

所述外枪头I一侧径向出气孔与枪头燃气管成45-90°夹角吹向燃烧筒组件中心，占燃气总量5％-6％；另一侧径向出气孔与枪头燃气管成90°夹角，沿燃烧筒组件径向向外喷，出气孔数量为3-6个，占燃气总量12％-16％；

所述外枪头II端部喷口沿枪头燃气管轴向向外直喷，占燃气总量35％-50％；所述外枪头II一侧喷口与枪头燃气管成45-90°夹角吹向燃烧筒组件中心，占燃气总量5％-6％；另一侧喷口与枪头燃气管成30-70°夹角，沿燃烧筒组件径向倾斜向外喷，占燃气总量15％-20％。

在一个实施例中，所述外枪头I和外枪头II在周向上间隔设置。

在一个实施例中，所述旋风盘沿轴向位置可调，旋风盘沿中心枪头圆周方向均布两圈空气喷孔，为中心枪头提供助燃空气。

在一个实施例中，所述旋风盘上布置有若干沿周向具有间距的旋流叶片，所述旋流叶片与旋风盘的平面的夹角取值在10-45°之间。

在一个实施例中，所述旋流气枪的出口端布置于相邻的旋流叶片之间。

在一个实施例中，所述鼓风机采用变频电机，所述变频电机的电机轴尾部安装测速传感器，用于监测、采集变频电机的实时转速，并将实时转速信号传输给燃烧器控制柜中的控制器，由控制器根据电机频率给定值与转速实际值之间的理论差值校核、补偿变频电机的实际转速，保证变频电机的转速与频率给定值的固定对应关系。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、采用大炉膛设计，通过设计科学合理的炉膛尺寸，充分燃烧，降低中心火焰温度，减少氮氧化物排放。

2、分级供风技术：将燃烧需要的总风量分级供给燃烧的不同区域来降低燃烧高温区的火焰温度，大幅减少氮氧化物排放。

3、燃料分级技术：多火焰独立燃烧，空气和燃料的优化配比调节燃烧温度场的分布，避免局部高温，降低火焰燃烧温度，大大减少氮氧化物排放。

4、燃料配比多级可调技术：多种枪头布置，各级燃料单独控制，增大燃烧截面，锅炉换热效率高，燃烧温度场分布更均匀。

5、亚音速燃气枪超低NOx喷口技术：炉内快速扩散，实现均匀燃烧。

6、负荷超高调节比(1:10)：局部稳燃，每一个负荷点、每一路风和燃气实现精确配比控制；独立的点火装置，可以确保燃烧器启动的安全性。

7、采用强弱旋流对冲超混合设计，设计旋流片调整气体流向，控制火焰结构，提高燃烧稳定性。

8、采用扩散式低氮燃烧器技术，扩散式燃烧器为天然气与空气在进入炉膛前不发生燃料混合，进入炉膛后再混合燃烧，不会发生燃烧器爆炸，同样能达到低氮氧化物排放要求。

9、采用性能优越的烟气再循环(FGR)技术，阻力低，能耗小；强脱水能力，对送风机不构成的水击、腐蚀等威胁；体积小，适应布置空间余度大。将锅炉尾部的烟气抽取15-20％的烟气与空气混合，经烟气管道吸入到燃烧机进风口，混入助燃空气后进入炉膛再循环。混合空气中氧浓度降低，形成贫氧燃烧，贫氧燃烧使燃烧速度和火焰温度降低，从而降低燃烧区域的温度，同时降低燃烧区域氧的浓度，低温烟气进入炉膛后，同样降低了火焰温度，进一步减少热力型氮氧化物的产生，达到锅炉尾部烟气中的氮氧化物排放低于30mg/m³。

10、本燃烧器结构具有较强的燃料适应性，可燃烧天然气、液化石油气、焦炉煤气等。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明机头总成结构示意图。

图3是本发明中心燃气管结构示意图。

图4是本发明枪头燃气管结构示意图。

图5是本发明外枪头I结构示意图。

图6是图5中A-A剖视图(径向截面)。

图7是本发明外枪头I结构示意图(轴向截面)。

图8是本发明外枪头II结构示意图。

图9是本发明外枪头II结构示意图(径向截面)。

图10是本发明外枪头II结构示意图(轴向截面)。

图11是本发明旋风盘结构示意图(正视图)。

图12是本发明旋风盘结构示意图(侧视图)。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

如前所述，现有的超低氮燃气燃烧器采用烟气内循环技术，其燃烧不稳定，NOx实际排放仍在30mg/m³左右，并且排放不稳定。同时，其壳体以及燃烧区域均存在温度不均匀的问题，局部温度过高，导致热损较大。

由此，本发明提供了一种超低氮燃气燃烧器，本发明中，超低氮是指NOx排放≤30mg/m³，本发明的燃烧器结构适用于天然气、液化石油气、焦炉煤气等。本发明采取的具体手段包括：

本发明采用与锅炉联合设计方式，相比传统的燃气锅炉炉膛直径及长度，本发明根据不同功率燃烧器的火焰直径及长度对炉膛尺寸提出要求，避免炉膛出现局部高温，采用本燃烧器喷嘴布置及配风，达到炉膛内温度均匀，降低炉膛温度，降低NOx排放。对于燃气锅炉来说，影响NOx排放的主要因素为热力型NOx，因此降低炉膛局部高温是降低NOx的主要方式。相对于传统燃气锅炉，本发明炉膛直径及长度相对较大。

本发明燃气、空气均为多级、多通道配置，每路燃气喷嘴都有其对应的配风，通过燃烧器结构设计，实现燃气、空气1:1配比，保证燃烧火焰均匀布满燃烧器出口区域，避免局部高温。

本发明采用先导式点火方式点火。布置有独立点火气枪、点火杆。在点火时点火杆打火，然后点火气枪阀门打开出气，出气口对准打火电弧位置，确保点火成功率。在点火气枪点燃后，再打开主燃气阀门，避免点火是主燃气爆燃，保证点火安全。

本发明烟气再循环(FGR)采用在锅炉尾部烟道合适位置(温度)设置取烟口，通过巧妙的烟道设计，烟气经过FGR烟道形成的冷凝水，通过冷凝水阀门将冷凝水排出，去除过冷凝水的烟气再进入风机，避免腐蚀风机及燃烧器。本发明FGR为烟气外循环，可根据现场情况合理布置，对现场空间适应性强。

本发明设计为天然气燃烧器，天然气热值为8000Kcal，液化石油气热值为11000Kcal，焦炉煤气热值为4000Kcal。通过实验及工程实例验证，本发明对热值4000Kcal～11000Kcal的满足燃烧及排放需求。

具体参考图1，本发明的燃烧器主要包括鼓风机1、机头总成2和进风混合箱及调节门总成3等三部分。

进风箱及调节门总成3为燃烧器燃烧提供燃烧所需空气，其设置在鼓风机1进风口，采用带有空气入口和烟气再循环入口的拱形箱体结构，其中空气入口用于接入空气，烟气再循环入口用于接入锅炉烟气，在本发明的实施例中，空气入口设置在拱形箱体的底部，烟气再循环入口设置在拱形箱体的正面，其中，空气入口设置空气入口调节门，空气入口调节门用于实现空气供给量的调节。烟气再循环入口设置循环烟气流量调节阀9和不锈钢金属补偿器10。锅炉产生的一部分烟气由不锈钢金属补偿器10进入进风箱及调节门总成3，通过调节循环烟气流量调节阀9与空气进行混合，混合后空气的氧含量降低，配合机头总成2结构，可以大大降低燃烧火焰的温度，降低烟气中氮氧化物排放。

在架构布置上，燃烧器鼓风机1一侧安装电机，另一侧安装进风箱及调节门总成3。机头总成2则通过法兰连接安装在鼓风机1前端，主要实现燃料、空气的多级分配及点火和燃烧的组织，也是本发明燃烧器的核心组成部分。

鼓风机1的壳体上固定了点火变压器组件4、风压开关5、观火镜组件6和火焰检测器7，并且，为实现自动控制，本发明燃烧器配置了燃烧器控制柜11，其外观如图1所示，燃烧器控制柜11是本发明超低氮燃气燃烧器燃烧系统控制总集成，其内置燃烧器鼓风机电机变频器、燃烧程序控制器以及相关电气元器件。

点火变压器组件4为燃烧器点火组件提供点火电能，风压开关5负责检测空气和循环烟气混合气体的压力是否满足燃烧系统运行要求，给燃烧系统运行程序提供判断依据，观火镜组件6优选安装在燃烧器鼓风机1壳体后上部，可以观察燃烧器内部火焰燃烧情况，火焰检测器7优选安装在燃烧器鼓风机1壳体后上部，能够在燃烧器点火及运行过程中给燃烧系统控制提供火焰信号，给系统运行程序提供判断依据。

本发明的鼓风机1可采用变频电机，通过变频器控制，节能效果明显，大大降低电机的能耗，节约运行成本。运行时较普通电动机有更低的噪音和更小的电磁振动，可在其调速范围内可任意调速，适用于频繁启动、频繁调速的使用工况，同时变频电机有额外的散热，在一些特殊应用场合下的散热效果大大的优于普通的交流异步电动机。本发明可在变频电机的电机轴尾部安装测速传感器，用于监测、采集变频电机的实时转速，并将实时转速信号传输给燃烧器控制柜11中的控制器，由控制器根据电机频率给定值与转速实际值之间的理论差值校核、补偿变频电机的实际转速，保证变频电机的转速与频率给定值的固定对应关系。

进一步地，本发明燃烧器控制柜11内含燃烧器西门子LMV51程序控制器、燃烧器鼓风机变频器、触摸屏显示器、变频器操作面板、各种状态显示灯及配套电器元器件。可以实现在触摸屏显示器上设置修改燃烧器运行参数，并显示燃烧器的运行状态，可以在触摸屏显示器上就地单步操作燃烧系统各组件，简单明了，操作简便；在燃烧器控制柜11通过就地/远程切换按钮，实现就地和远程控制切换，就地模式只能在就地触摸屏显示器上单步操作，远程控制上位系统则没有操作权限，远程模式则只能通过上位系统在计算机上操作，就地不能操作。

参考图2、图3和图4，本发明机头总成2主要包括燃烧筒组件201、中心燃气管203、枪头燃气管205、旋流气枪210、中心枪头212、外枪头以及旋风盘207等。

其中，燃烧筒组件201是机头总成2的主体部分，通过法兰与鼓风机1的法兰连接，示例地，在燃烧筒组件201头端附近的径向位置布设有主燃气管202，主燃气管202外端通过法兰与供气管路连接，另一端固定在燃烧筒组件201上，用于向中心燃气管203和枪头燃气管205提供燃气，可在主燃气管202入口安装燃气流量调节阀8，以调节燃气进入燃烧器的流量。

中心燃气管203和枪头燃气管205设置在燃烧筒组件201内，示例地，中心燃气管203通过支撑架204定位安装在燃烧筒组件201的中轴位置，枪头燃气管205的数量至少应为两个，优选为8个或以上，与中心燃气管203具有相同或相似的轴向，并环绕中心燃气管203布置。显然，各枪头燃气管205最好处于同一圆周，且在该圆周上等间隔布置。枪头燃气管205的入口端连接燃气供应端，例如前述的主燃气管202，出口端则设置有外枪头。

中心燃气管203的入口端连接燃气供应端，例如前述的主燃气管202，出口端安装连接中心枪头212，中心枪头212侧部布置有点火燃气组件211，点火燃气组件211尾部安装有一根大功率点火针及点火燃气管。在中心燃气管203的侧壁连接有若干旋流气枪210，旋流气枪210的轴向部分距离燃烧筒组件201中心一定距离，旋流气枪210的端部环绕中心枪头212设置。显然，各旋流气枪210的端部最好处于同一圆周，且在该圆周上等间隔布置。

旋风盘207设置在燃烧筒组件201的尾端，前述的中心枪头212、旋流气枪210和外枪头均凸出于旋风盘207，并且，旋流气枪210与旋风盘207中心的径向距则离小于外枪头与旋风盘207中心的径向距离，而中心枪头212则宜位于旋风盘207的中心。

在本发明的一种具体结构中，在燃烧筒组件201的内壁上固定有若干固定环206，枪头燃气管205通过固定环206定位安装，各固定环206以及相应的枪头燃气管205在燃烧筒组件201内沿圆周均匀布置。

在本发明的一种具体结构中，外枪头的轴向长度最好大于中心枪头212和旋流气枪210的轴向长度，也即，在旋风盘207的外侧，相较于中心枪头212和旋流气枪210，外枪头的凸出部分更多。

本发明的外枪头位于燃烧筒组件201的内沿与旋风盘207的外侧之间，并沿圆周分布，在本发明的一种具体结构中，外枪头由外枪头I208和外枪头II209组成。

参考图5、图6和图7，在本发明的一种结构中，外枪头I208一侧径向出气孔2081与枪头燃气管205成45-90°夹角，吹向燃烧筒组件201中心，占燃气总量5％-6％。另一侧径向出气孔2082与枪头燃气管205成90°夹角，沿燃烧筒组件201径向向外喷，出气孔数量为3-6个，占燃气总量12％-16％。此处，“燃气总量”指的是：对某种特定热值的燃气，达到锅炉额定负荷时所需的燃气量(单位：m³/h)。

参考图8、图9和图10，在本发明的一种结构中，外枪头II209端部喷口2093沿枪头燃气管205轴向向外直喷，占燃气总量35％-50％；外枪头II209的一侧喷口2091与枪头燃气管205成45-90°夹角，吹向燃烧筒组件201中心，占燃气总量5％-6％；另一侧喷口2092与枪头燃气管205成30-70°夹角，沿燃烧筒组件201径向倾斜向外喷，占燃气总量15％-20％。

在本发明中，外枪头I208和外枪头II209可以择一使用，也可搭配使用，当搭配使用时，二者可在周向上间隔设置。并且，外枪头的出口端与旋流气枪210的出口端、中心枪头212的端部按一定轴向间距布置。

在本发明的一种具体结构中，参考图11和图12，旋风盘207与燃烧筒组件201外沿平齐安装，布置在机头总成2的尾部，旋风盘207中心沿圆周径向均布空气喷孔214，示例地，空气喷孔214均布两圈，为中心枪头212提供助燃空气。

并且，在旋风盘207上沿周向布置若干具有间距的旋流叶片213，旋流叶片213与旋风盘207的平面的夹角取值在10-45°之间，使空气形成均匀的旋流风。示例地，旋流气枪210的出口端和中心枪头212插入安装在旋风盘207上，旋流气枪210可布置于相邻的旋流叶片213之间。

在本发明的一种具体结构中，旋风盘207沿轴向位置可调，即，其能够沿燃烧器轴线方向做位移调节，以满足燃料变化。

基于以上结构，本发明实现了：

1、大炉膛结构，因此可充分燃烧，降低中心火焰温度，减少氮氧化物排放。

2、分级供风技术：将燃烧需要的总风量分级供给燃烧的不同区域来降低燃烧高温区的火焰温度，大幅减少氮氧化物排放。具体地，由于燃烧所需空气分为多级配风，燃烧器中心布置有中心稳焰风，风量较小，风量占比5％，保证低负荷稳定燃烧。中心稳焰风外围布置燃气旋流风，风量占比45％，旋流风加强空气、燃气混合。在旋流盘区域燃烧掉45％的燃气，剩余50％的空气布置在旋流盘与外套筒之间，直流高速喷出，在距离燃烧器喷口一定距离处于燃气混合燃烧。这样布置避免局部高温，能够大幅减少氮氧化物排放.

3、燃料分级技术：多火焰独立燃烧，空气和燃料的优化配比调节燃烧温度场的分布，避免局部高温，降低火焰燃烧温度，大大减少氮氧化物排放。具体地，由于中心布置中心燃气喷枪，燃气流速低，在喷枪出口处燃烧。旋流盘区域布置有旋流枪，流速较高，在旋流盘与外套筒之间布置一圈燃气枪，燃气枪头多角度布置，通过巧妙设计，确保在旋流盘区域燃烧45％的燃气。直流喷嘴与直流空气在距离燃烧器喷口一定距离处燃烧。降低炉膛局部高温，从而降低氮氧化物排放。

4、燃料配比多级可调技术：多种枪头布置，各级燃料单独控制，增大燃烧截面，锅炉换热效率高，燃烧温度场分布更均匀。具体地，本发明结构为多级供风、多级燃料供给，在燃烧器轴向距离和径向距离上实现分级燃烧，使炉内温度更均匀，进而使锅炉换热效率高，燃烧温度场分布更均匀。

5、亚音速燃气枪超低NOx喷口技术：炉内快速扩散，实现均匀燃烧。具体地，旋流盘与外套筒之间的外围喷枪，均已亚音速速度喷口，向中心喷出的燃气与旋流风混合燃烧，斜向上喷出的在燃烧器前段径向位置处燃烧器，直喷出的燃气与直流风在距离燃烧器喷口一定距离处燃烧。实现均匀燃烧。

6、负荷超高调节比(1:10)：局部稳燃，每一个负荷点、每一路风和燃气实现精确配比控制；独立的点火装置，可以确保燃烧器启动的安全性。具体地，本发明采用先导式点火方式点火。布置有独立点火气枪、点火杆。在点火时点火杆打火，然后点火气枪阀门打开出气，出气口对准打火电弧位置，确保点火成功率。在点火气枪点燃后，再打开主燃气阀门，避免点火是主燃气爆燃，保证点火安全。

7、采用强弱旋流对冲超混合设计，设计旋流片调整气体流向，控制火焰结构，提高燃烧稳定性。具体地，旋流盘上布置8个旋流叶片，外围枪头喷向中心的喷口与旋流叶片流场方向成一定角度，旋流叶片风为弱旋流，外围枪头喷向中心的喷枪为强旋流，强弱旋流混合设计，加强燃气、空气的混合，使旋流盘区域燃烧更充分。

8、采用扩散式低氮燃烧器技术，扩散式燃烧器为天然气与空气在进入炉膛前不发生燃料混合，进入炉膛后再混合燃烧，不会发生燃烧器爆炸，同样能达到低氮氧化物排放要求。具体地，本发明燃气、空气分别有各自的通道，在燃烧器喷口处混合，避免回火。在炉膛无火焰的情况下，燃烧器内燃气在燃气通道内，燃气所需的氧量不足，因此不会发生燃烧器爆炸。

9、采用性能优越的烟气再循环(FGR)技术，阻力低，能耗小；强脱水能力，对送风机不构成的水击、腐蚀等威胁；体积小，适应布置空间余度大。将锅炉尾部的烟气抽取15-20％的烟气与空气混合，经烟气管道吸入到燃烧机进风口，混入助燃空气后进入炉膛再循环。混合空气中氧浓度降低，形成贫氧燃烧，贫氧燃烧使燃烧速度和火焰温度降低，从而降低燃烧区域的温度，同时降低燃烧区域氧的浓度，低温烟气进入炉膛后，同样降低了火焰温度，进一步减少热力型氮氧化物的产生，达到锅炉尾部烟气中的氮氧化物排放低于30mg/m³。具体地，本发明烟气再循环(FGR)采用在锅炉尾部烟道合适位置(温度)设置取烟口，通过巧妙的烟道设计，烟气经过FGR烟道形成的冷凝水，通过冷凝水阀门将冷凝水排出，去除过冷凝水的烟气再进入风机，避免腐蚀风机及燃烧器。本发明FGR为烟气外循环，可根据现场情况合理布置，对现场空间适应性强。

10、本燃烧器结构具有较强的燃料适应性，可燃烧天然气、液化石油气、焦炉煤气等。

本发明设计为天然气燃烧器，天然气热值为8000Kcal，液化石油气热值为11000Kcal，焦炉煤气热值为4000Kcal。通过实验及工程实例验证，本发明对热值4000Kcal～11000Kcal的满足燃烧及排放需求。

本发明的完整工作过程如下：

首先燃气燃烧器启动工况条件满足，然后启动燃烧器，燃气切断阀门自动检漏，检漏通过后，进风箱及调节门总成3风门开到最大同时启动燃烧器鼓风机1，变频电机带动鼓风机叶轮转动，进风箱及调节门总成3一侧循环烟气入口法兰，与锅炉烟气外循环管路连接，锅炉的烟气(点火开始也是新鲜空气)和进风箱及调节门总成3另一侧入口，进入的新鲜空气混合进入风机壳体内并进行充分混合，混合空气进入燃烧筒组件201，风压开关检测风压，燃烧系统判断正常，开始吹扫，持续＞20s后，燃烧系统判断紫外火焰检测器7没有信号，点火变压器启动，燃气切断阀V1阀和点火电磁阀开启，点火电极放电，点火燃气组件211中点火燃气管输送的少量的燃气点燃，燃烧系统判断紫外火焰检测器7有信号，燃气切断阀V2阀打开，中心燃气管203和枪头燃气管205输送大量燃气通过外枪头I208、外枪头II209、旋流气枪210、中心枪头212喷出后点燃，空气通过旋风盘207形成均匀的旋流风，增强了燃气燃烧的稳定性；混合后空气的氧含量降低，燃烧系统调整燃料最佳配比与机头总成2，燃烧筒组件201、旋风盘207、外枪头I208、外枪头II209、旋流气枪210、中心枪头212等结构共同作用，可以大大降低锅炉内燃烧火焰的温度，降低排出锅炉烟气中氮氧化物。

Claims (10)

1.一种超低氮燃气燃烧器，其特征在于，包括鼓风机(1)、机头总成(2)和进风混合箱及调节门总成(3)；

所述进风混合箱及调节门总成(3)与所述鼓风机(1)连接，为燃烧器燃烧提供燃烧所需空气；

所述机头总成(2)包括燃烧筒组件(201)，燃烧筒组件(201)的头端与所述鼓风机(1)连接，燃烧筒组件(201)内置中心燃气管(203)和环绕所述中心燃气管(203)布置的至少两个枪头燃气管(205)，所述中心燃气管(203)的出口端连接中心枪头(212)，所述中心燃气管(203)侧壁连接若干旋流气枪(210)，所述旋流气枪(210)的端部环绕所述中心枪头(212)设置；所述枪头燃气管(205)的出口端设置外枪头，所述燃烧筒组件(201)的尾端设置旋风盘(207)，所述中心枪头(212)、旋流气枪(210)和外枪头均凸出于所述旋风盘(207)，且所述中心枪头(212)位于所述旋风盘(207)的中心，所述旋流气枪(210)与所述旋风盘(207)中心的径向距离小于所述外枪头与所述旋风盘(207)中心的径向距离。

2.根据权利要求1所述超低氮燃气燃烧器，其特征在于，所述进风混合箱及调节门总成(3)包括空气入口和烟气再循环入口，所述烟气再循环入口用于接锅炉烟气，所述空气入口设置空气入口调节门，所述烟气再循环入口设置循环烟气流量调节阀(9)和不锈钢金属补偿器(10)。

3.根据权利要求1所述超低氮燃气燃烧器，其特征在于，所述枪头燃气管(205)通过固定环(206)定位安装在燃烧筒组件(201)的内壁上，各枪头燃气管(205)沿圆周均匀布置。

4.根据权利要求1所述超低氮燃气燃烧器，其特征在于，所述枪头燃气管(205)和所述中心燃气管(203)的入口端均与主燃气管(202)连接，所述外枪头的轴向长度大于所述中心枪头(212)和旋流气枪(210)的轴向长度。

5.根据权利要求1或2或3或4所述超低氮燃气燃烧器，其特征在于，所述外枪头位于燃烧筒组件(201)内沿、旋风盘(207)外侧之间，沿圆周分布，外枪头由外枪头I(208)和外枪头II(209)组成；

所述外枪头I(208)一侧径向出气孔与枪头燃气管(205)成45-90°夹角吹向燃烧筒组件(201)中心，占燃气总量5％-6％；另一侧径向出气孔与枪头燃气管(205)成90°夹角，沿燃烧筒组件(201)径向向外喷，出气孔数量为3-6个，占燃气总量12％-16％；

所述外枪头II(209)端部喷口沿枪头燃气管(205)轴向向外直喷，占燃气总量35％-50％；所述外枪头II(209)一侧喷口与枪头燃气管(205)成45-90°夹角吹向燃烧筒组件(201)中心，占燃气总量5％-6％；另一侧喷口与枪头燃气管(205)成30-70°夹角，沿燃烧筒组件(201)径向倾斜向外喷，占燃气总量15％-20％。

6.根据权利要求5所述超低氮燃气燃烧器，其特征在于，所述外枪头I(208)和外枪头II(209)在周向上间隔设置。

7.根据权利要求5所述超低氮燃气燃烧器，其特征在于，所述旋风盘(207)沿轴向位置可调，旋风盘(207)沿中心枪头(212)圆周方向均布两圈空气喷孔(214)，为中心枪头(212)提供助燃空气。

8.根据权利要求5所述超低氮燃气燃烧器，其特征在于，所述旋风盘(207)上布置有若干沿周向具有间距的旋流叶片(213)，所述旋流叶片(213)与旋风盘(207)的平面的夹角取值在10-45°之间。

9.根据权利要求8所述超低氮燃气燃烧器，其特征在于，所述旋流气枪(210)的出口端布置于相邻的旋流叶片(213)之间。

10.根据权利要求1所述超低氮燃气燃烧器，其特征在于，所述鼓风机(1)采用变频电机，所述变频电机的电机轴尾部安装测速传感器，用于监测、采集变频电机的实时转速，并将实时转速信号传输给燃烧器控制柜(11)中的控制器，由控制器根据电机频率给定值与转速实际值之间的理论差值校核、补偿变频电机的实际转速，保证变频电机的转速与频率给定值的固定对应关系。

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