CN219036629U - 一种低排放工业天然气燃烧器 - Google Patents

Abstract

一种低排放工业天然气燃烧器，包括壳体，壳体上设置燃气管、空气管、点火装置，壳体内设置燃烧管，燃烧管一端部设置内管、外管，内管与燃气管连接，外管与壳体内腔连通，空气管的出口与壳体内腔连通；燃烧管内开设有多条燃气通道、空气通道，燃气通道的入口与内管连通，空气通道的入口与外管连通，燃气通道、空气通道的出口交错分布；燃烧管的另一端部设置燃烧腔，点火装置的末端位于燃烧腔中，燃烧腔的头部设置喷口。空气管与壳体的内腔连通，壳体内部件与外部通过空气隔绝，防止温度上升对外部部件造成损坏，延长燃烧器内各个部件的寿命；燃烧管内的燃气通道、空气通道的分布形式，可以使燃气与空气充分混合燃烧，节约能源，减少污染物的排放。

Description

一种低排放工业天然气燃烧器

技术领域

本实用新型涉及一种燃烧器，具体为一种低排放工业天然气燃烧器。

背景技术

NOx是一种重要的大气污染物，是引发酸雨、雾霾的元凶之一。随着我国对环保治理力度的加大和节能减排政策的深入，对于工业燃气锅炉NOx排放量的限制也日趋严格。根据公知常识，燃料器燃烧产生的NOx主要区分为热力型和燃料型，天然气是一种洁净能源，其组分有别于普通煤气，它在燃烧过程中产生的主要是热力型NOx，而且必须是在温度高于1500℃时才大量生成。所以，如何通过合理设计燃烧器，使之结构更科学合理，以便在保证燃烧充分且高效可靠的基础上，尽可能地减少炉膛内局部高温区域点的产生，使天燃气和助燃空气混合均匀、燃烧充分，从而抑制燃烧过程中NOx的生成量、减少燃气锅炉的NOx排放量。而现有的天燃气锅炉中所用的天然气燃烧器，基本上均采用了分级送入燃气及助燃空气的方法，现有的天然气燃烧器一般同轴设置有两层若干个助燃空气喷头和一层若干个燃气喷枪，例如在现有专利CN 210511672 U一种新型低排放天然气高速烧嘴结构中，包括天然气通道1以及助燃气通道2，进入天然气通道1的天然气通过内侧燃料孔7进入天然气腔室6，再通过外侧天然气孔8喷出；助燃风一部分通过旋流槽道4同外侧天然气孔8喷出的天然气进行混合，另一部分通过助燃风通孔5喷出，但由于该专利分级较粗、孔较大、供气不均，无法达到天燃气和助燃空气的均匀混合、充分完全燃烧的效果，因而致使炉膛内产生的局部高温区域点相对较多，从而产生的热力型NOx量也多。所以，现有技术总体上存在结构不合理、NOx排放量难以达标等问题，从经济性和实用性角度考虑均不够理想。因而很有必要在现有天燃气低氮燃烧器基础上进一步优化结构，使燃气与助燃气充分混合，以实现最大限度地减少炉膛内的局部高温区域点，使天燃气锅炉工作时产生的NOx量值更低，切实能达到环保部门规定的废气排放标准。

实用新型内容

针对上述的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种低排放工业天然气燃烧器。

本实用新型的目的是采用以下技术方案来实现。依据本实用新型提出的一种低排放工业天然气燃烧器，包括壳体，壳体上设置燃气管、空气管、点火装置，壳体内设置燃烧管，燃烧管一端部设置内管、外管，内管与燃气管连接，外管与壳体内腔连通，空气管的出口与壳体内腔连通；燃烧管内开设有多条燃气通道、空气通道，燃气通道的入口与内管连通，空气通道的入口与外管连通，燃气通道、空气通道的出口交错分布以使燃气与空气充分混合；燃烧管的另一端部设置与燃气通道、空气通道两者出口连通的燃烧腔，点火装置的末端位于燃烧腔中，燃烧腔的头部设置空腔逐渐收窄的喷口，喷口的空腔与燃烧腔的空腔连通并使燃烧腔的气体加速喷出。

进一步的，所述内管嵌套在外管内，外管上连接有导气管，导气管头部空腔内径逐渐收窄，以加速流入导气管的空气的速度，燃气管穿设在导气管内。

进一步的，所述内管与燃气管插装连接，插装位置处设置密封圈，外管与导气管插装连接。

进一步的，所述燃气通道、空气通道的出口均呈环形且间隔分布。

进一步的，所述燃气通道、空气通道靠近出口位置处与燃烧管轴线平行。

进一步的，所述燃气通道、空气通道靠近出口位置处向燃烧管轴线倾斜。

进一步的，所述壳体内设置有喷嘴，喷嘴的尾部套设在喷口外侧，且喷口外壁与喷嘴内壁之间留有间隙，喷嘴的内径从尾部到头部逐渐增大。

与现有技术相比，该实用新型的有益之处在于：空气管与壳体的内腔连通，使得壳体内的燃烧的部位与外部通过空气隔绝，防止温度上升对外部部件造成损坏；壳体内流动的空气可以使壳体内的零部件温度下降，延长燃烧器内各个部件的寿命；燃烧管内的燃气通道、空气通道的分布形式，可以使燃气与空气充分混合燃烧，节约了能源，减少了污染物的排放。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型一种低排放工业天然气燃烧器实施例的正面剖视图；

图2为图1中A处的局部视图。

【附图标记】

1-壳体，101-第一壳体，102-第二壳体，2-导气管，3-燃烧管，301-连接部，30101-内管，30102-外管，302-导流部，30201-燃气通道，30202-空气通道，303-燃烧腔，304-喷口，30401-接口，4-喷嘴，5-燃气管，6-空气管，7-点火装置。

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。

本实用新型一种低排放工业天然气燃烧器的一个实施例，如图1至图2所示，包括壳体1，壳体1的内腔中从尾部到头部依次安装有导气管2、燃烧管3、喷嘴4。

壳体1的尾部壁体穿设固定有燃气管5，燃气管5用于将天然气从壳体外部导入壳体内部，燃气管5位于壳体内的部分穿过导气管2后与燃烧管3连接。燃气管5位于壳体外的部分设置有阀门。

壳体1的尾部壁体上还设置空气管6，空气管6的出口与壳体内部的空腔连通，空气管6用于向壳体1内导入空气，导入的空气从壳体尾部流向头部。空气管6位于壳体外的部分设置阀门。导气管2、燃烧管3、喷嘴4均通过支架固定在壳体1的内腔，支架不影响空气的通过。空气从壳体头部流动到尾部，对壳体1起到隔热的作用，防止燃烧器内部燃烧的高温损坏壳体外部与壳体接触的部件，同时降低壳体内部部件的温度，增加各个部件的使用寿命。

导气管2靠近壳体尾部的端部呈喇叭口状，其外径从尾部到头部逐渐收窄，便于将壳体内的空气导入导气管2并加速。导气管尾部通过支架固定在壳体内壁。导气管2的另一端与燃烧管3固定连接。

燃烧管3从尾部至头部依次为一体设置的连接部301、导流部302、燃烧腔303、喷口304。连接部301包括同心设置的内管30101、外管30102，内管30101与燃气管5连接，外管30102与导气管2连接。内管30101与燃气管5配合的端部设置凹槽，对应的燃气管的端部设置凸起，凸起插装在凹槽中，使内管与燃气管密封连接，也可以在凸起与凹槽配合的圆周面上嵌套密封圈，实现进一步的密封。外管30102与导气管2两者配合的端部均设置相互配合的台阶，外管30102与导气管2对接的端部均设置法兰，使两者对接配合的面积增大。

导流部302的尾部为外径逐渐增大的锥面，头部为圆柱形。导流部内开设有多条导流通道，导流通道包括燃气通道30201、空气通道30202。导流部302尾部的端面分为两个区域，其中一个区域为内管30101的截面在导流部尾部端面形成的垂直投影，该区域分布有燃气通道30201的入口，另一个区域为内管30101与外管30102组成的圆环截面在导流部尾部端面形成的垂直投影，该区域分布有空气通道30202。燃气通道30201的出口、空气通道30202的出口分布在导流部头部的端面上，且燃气通道30201的出口、空气通道30202的出口相互交错分布，便于将燃气与空气充分混合，在本实施例中，燃气通道30201的出口、空气通道30202的出口均排列成同心的环形，且燃气通道30201的出口组成的环形与空气通道30202组成的环形间隔分布。导流部302中的导流通道均平缓开设在导流部302的内部，以保证燃气、空气的流速。各个导流通道靠近出口处的部分的轴线与导流部302的轴线平行，在其它实施例中，各个导流通道靠近出口处的部分的轴线偏向中间位置，保证燃气与空气充分混合。在加工燃烧管3时，根据天然气与空气的燃烧比设置燃气通道30201、空气通道30202的数量、截面积，促进天然气与空气的充分燃烧。

燃气与空气穿过导流部302后进入燃烧腔303。燃烧腔303所在位置处的燃烧管壁体上穿设有点火装置7，点火装置7同时穿设在对应位置的壳体上，点火装置7的末端位于燃烧腔303内，在壳体外启动点火装置7，末端放出电火花引燃燃气。

燃烧腔303内的火焰从喷口304中喷出。喷口304从尾部到头部外径、内径逐渐收窄，便于将燃烧、未燃烧的天然气加速喷出燃烧管3。喷口头部设置接口30401，接口30401插入喷嘴4的尾部空腔中，且接口30401的外壁与喷嘴内壁之间留有间隙。在天然气从接口30401中加速喷出时，壳体内的空气在负压作用下从接口30401与喷嘴之间的间隙中流入，并再次与天然气混合，使通过的天然气充分燃烧，减少因不充分燃烧产生的空气污染物。喷嘴4从尾部到头部内径、外径逐渐增大，使气体流速减慢，从而使二次混合的空气与天然气充分混合，使喷出的火焰更加稳定。

壳体1采用多段拼接式结构拼接而成，在本实施例中，壳体1分为第一壳体101、第二壳体102，第一壳体101与第二壳体102由法兰连接，在安装时，先将各个零部件装入对应的壳体内后，再将壳体1各段拼接结构拼接成完整的壳体，其中，导气管2固定在第一壳体内，燃烧管3、喷嘴4固定在第二壳体内，第一壳体与第二壳体拼接时，也将导气管2与燃烧管3拼接。

工作过程：打开燃气管5、空气管6的阀门，使燃气、空气流入燃烧器内，燃气沿着燃气管5进入燃烧管内部的多条燃气通道30201，燃气被分为多支，同时，部分空气从导气管2流入燃烧管内部的多条空气通道30202，空气也被分为多支，多支燃气与空气在燃烧腔303内混合后被引燃，并从喷口304中喷出；其余部分的空气沿壳体内壁从尾部流动到头部，其中有一部分空气从喷口304与喷嘴4之间的间隙流入喷嘴内与燃气二次混合，使燃气充分燃烧，最终生成的火焰从喷嘴4中喷出。

尽管已经展示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 (7)

1.一种低排放工业天然气燃烧器，包括壳体，壳体上设置燃气管、空气管、点火装置，其特征在于：壳体内设置燃烧管，燃烧管一端部设置内管、外管，内管与燃气管连接，外管与壳体内腔连通，空气管的出口与壳体内腔连通；燃烧管内开设有多条燃气通道、空气通道，燃气通道的入口与内管连通，空气通道的入口与外管连通，燃气通道、空气通道的出口交错分布以使燃气与空气充分混合；燃烧管的另一端部设置与燃气通道、空气通道两者出口连通的燃烧腔，点火装置的末端位于燃烧腔中，燃烧腔的头部设置空腔逐渐收窄的喷口，喷口的空腔与燃烧腔的空腔连通并使燃烧腔的气体加速喷出。

2.根据权利要求1所述的一种低排放工业天然气燃烧器，其特征在于：所述内管嵌套在外管内，外管上连接有导气管，导气管头部空腔内径逐渐收窄，以加速流入导气管的空气的速度，燃气管穿设在导气管内。

3.根据权利要求2所述的一种低排放工业天然气燃烧器，其特征在于：所述内管与燃气管插装连接，插装位置处设置密封圈，外管与导气管插装连接。

4.根据权利要求1所述的一种低排放工业天然气燃烧器，其特征在于：所述燃气通道、空气通道的出口均呈环形且间隔分布。

5.根据权利要求1或4所述的一种低排放工业天然气燃烧器，其特征在于：所述燃气通道、空气通道靠近出口位置处与燃烧管轴线平行。

6.根据权利要求1或4所述的一种低排放工业天然气燃烧器，其特征在于：所述燃气通道、空气通道靠近出口位置处向燃烧管轴线倾斜。

7.根据权利要求1所述的一种低排放工业天然气燃烧器，其特征在于：所述壳体内设置有喷嘴，喷嘴的尾部套设在喷口外侧，且喷口外壁与喷嘴内壁之间留有间隙，喷嘴的内径从尾部到头部逐渐增大。

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