CN219389724U - 一种双燃料富氢合成气低氮燃烧器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种双燃料富氢合成气低氮燃烧器，涉及燃烧器的技术领域，一种双燃料富氢合成气低氮燃烧器，包括中空的均气装置、与均气装置相连通的助燃气管道，均气装置内设置有与均气装置外部相连通的中心燃气通道和外围燃气通道，中心燃气通道内设置有点火器；均气装置一端设置有燃烧区域，且助燃气管道与燃烧区域相连通，中心燃气通道和外围燃气通道均与燃烧区域相连通；外围燃气通道连通有燃气射流管，且燃气射流管位于外围燃气通道与中心燃气通道之间。本申请具有降低燃烧器使用过程中的污染物排放的排放量的效果。

Description

一种双燃料富氢合成气低氮燃烧器

技术领域

本申请涉及燃烧器的技术领域，尤其是涉及一种双燃料富氢合成气低氮燃烧器。

背景技术

NOx和CO是重要的大气污染物，是引发酸雨、雾霾的重要因素。随着环保要求的日益提高，对于NOx和CO排放量的限制也日趋严格。近些年，以天然气等气体作为燃料的清洁型燃烧器得到了大力发展。燃烧器具有安全高效、操作简便等优点。但针对双燃料富氢合成气所使用的燃烧器的污染物排放仍有很大的改善空间。

燃烧器会通过将燃料气和助燃气体进行混合后在燃烧区域内组织燃烧，形成稳定的流场和燃烧场。在燃料在进入燃烧区域前，将燃料与助燃气体进行预混合，在燃烧器内会发生一定的燃料压力波动。燃烧器的结构对燃料压力的波动具有一定敏感性，在应用于加热炉等场合中时容易造成回火和爆燃，进而导致燃烧器使用过程中不稳定，从而增加NOx和CO的生成量。

实用新型内容

为了降低燃烧器使用过程中的污染物排放的排放量，本申请提供一种双燃料富氢合成气低氮燃烧器。

本申请提供一种双燃料富氢合成气低氮燃烧器，采用如下的技术方案：

一种双燃料富氢合成气低氮燃烧器，包括中空的均气装置、与所述均气装置相连通的助燃气管道，所述均气装置内设置有与所述均气装置外部相连通的中心燃气通道和外围燃气通道，所述中心燃气通道内设置有点火器；

所述均气装置一端设置有燃烧区域，且所述助燃气管道与所述燃烧区域相连通，所述中心燃气通道和所述外围燃气通道均与所述燃烧区域相连通；

所述外围燃气通道连通有燃气射流管，且所述燃气射流管位于所述外围燃气通道与所述中心燃气通道之间。

通过采用上述技术方案，燃气一部分通过中心燃气通道进入燃烧器内，另一部分通过外围燃气通道进行燃烧器内，且进入外围燃气通道的燃气部分流入燃气喷射管道内进行分流；实现了流入燃烧器内的燃气在燃烧区域的三级分层燃烧，有效降低了燃烧器对燃料压力波动的敏感性，通过燃料分级的作用，有效地抑制了NOx和CO的生成。

可选的，所述均气装置包括相互连通的均气管道和进气管道，所述助燃气管道与所述进气管道相连通，所述燃烧区域位于所述均气管道内；

所述均气管道外套设有外围壳体，所述外围壳体与所述均气管道之间形成所述外围燃气通道，所述均气管道靠近所述燃烧区域的一侧开设有喷射孔。

通过采用上述技术方案，外围燃气通道通过喷射孔实现了与燃烧区域之间的连通。

可选的，所述燃气射流管设置有若干个，且所述燃气射流管绕所述均气管道轴线均匀设置。

通过采用上述技术方案，燃气射流管绕进气管轴线设置有若干个，在燃烧器运作时，中心燃气通道和外围燃气通道之间能够形成稳定的中层燃烧层。

可选的，所述均气管道内设置有分流环，所述分流环位于所述燃烧区域与所述进气管道之间，所述分流环两侧能够进行气体流通；

所述燃气射流管与所述燃烧区域相连通的一端设置有燃气喷头，所述分流环用于分隔所述喷射孔和所述燃气喷头。

通过采用上述技术方案，助燃气体进入均气管道后继续朝燃烧区域方向流通，在分流环的作用下，一部分穿过分流环与中心燃气通道和燃气射流管喷出的燃气进行混合，另一部分流经分流环与喷射孔喷出的燃气继续混合，实现助燃气体的分级混合，从而实现燃烧器内燃气的充分分级、分段燃烧。

可选的，所述均气管道内设置有用于导流助燃气体的旋流叶轮，所述旋流叶轮位于所述均气管道靠近所述进气管道的一侧。

通过采用上述技术方案，旋流叶轮对进入均气管道内的气体进行导流，助燃气体经过旋流叶轮后形成强烈的旋转气流，以降低均气管道内的温度，从而减少燃烧器内局部高温形成的情况。

可选的，所述助燃气管道包括远离均气装置一端的进气口，所述助燃气管道上设置有用于调节所述进气口进气量的控流机构。

通过采用上述技术方案，控流机构对进气口的进气量大小进行控制，从而实现对助燃气体进入进气管道的流量进行控制。

可选的，所述控流机构包括转动设置于助燃气管道内的控流片和驱动所述控流片转动的驱动组件。

通过采用上述技术方案，驱动组件能够驱动控流片转动，使得控流片转动至不同状态，以调节进气口的进气量。

可选的，所述控流片平行设置有若干个，所述控流片上设置有转轴，所述转轴与所述助燃气管道侧壁转动连接；

所述驱动组件包括固定于所述转轴一端的驱动杆和驱动所述驱动杆转动的驱动源，相邻所述驱动杆之间设置有连杆，且连杆两端分别与相邻驱动杆转动连接。

通过采用上述技术方案，控流片通过转轴实现与助燃气管道侧壁的转动连接，相邻驱动杆通过连杆实现转动连接，启动驱动源驱动来驱动杆转动时，其余转动杆会同时进行转动，使得各控流片同时旋转。

可选的，所述助燃气管道还连通有烟气管道。

通过采用上述技术方案，可通过烟气管道向助燃气管道内通入烟气，以降低燃烧器内的氧气占有率，从而影响燃烧器内的燃料燃烧情况，以降低燃烧区域的火焰温度，使得污染物的排放量减少。

可选的，所述进气管道远离所述均气管道的一端可拆卸连接有盖板，所述盖板上设置有观察视窗。

通过采用上述技术方案，操作人员呢可直接通过观察视窗直接对燃烧器内的燃烧情况进行直接观察。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：

1.燃气进入燃烧器后被分成三级，在燃烧区域处形成分层分段燃烧，有效的降低了燃烧器对燃料压力波动的敏感性；

2.在燃烧器内，燃料和助燃空气均进行内外侧分级，保证了燃烧可靠性的同时还能够降低污染物的排放量；

3.通过调整中心燃气通道、燃气射流管和射流孔的燃气流量，可实现火焰形状的调整，以增强燃烧器的适应性；

4.助燃气管道上设置有控流机构，控流机构能够对进气口的进气量进行调节，从而实现对进入进气管道内助燃气体的流量控制。

附图说明

图1是本申请实施例燃烧器的侧视结构示意图；

图2是本申请实施例燃烧器剖视结构示意图；

图3时本申请实施例分流环的结构示意图；

图4是本申请实施例燃烧器显示观察视窗的整体结构示意图。

附图标记说明：1、均气装置；11、中心燃气通道；12、外围燃气通道；13、燃烧区域；15、燃气射流管；16、均气管道；161、喷射孔；17、进气管道；18、外围壳体；181第一燃气进料管；19、盖板；191、观察视窗；；2、助燃气管道；21、进气口；3、点火器；4、分流环；41、分流环本体；42、分流圆板；421、分流孔；43、导流板；44、连接片；5、燃气喷头；6、旋流叶轮；61、固定环；62、旋流叶片；7、控流机构；71、控流片；72、转轴；73、驱动组件；731、驱动杆；732、驱动源；733、连杆；8、烟气管道；9、火焰检测器；10、中心燃气管道；101、第二燃料进气管。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开的一种双燃料富氢合成气低氮燃烧器，参照图1和图2，双燃料富氢合成气低氮燃烧器包括中空设置的均气装置1，均气装置1包括相连通的进气管道17和均气管道16。进气管道17远离均气管道16的一端可拆卸连接有盖板19。盖板19覆盖于进气管道17的开口处，使得进气管道17一端封闭。在本实施例中，盖板19通过螺栓实现与进气管道17之间的可拆卸连接。

参照图2，均气管道16外套设有外围壳体18，外围壳体18的内侧壁与均气管道16的内侧壁之间形成环状外围燃气通道12。均气管道16远离进气管道17的一端设置有燃烧区域13，均气管道16靠近燃烧区域13的侧壁上开设有若干喷射孔161，外围燃气通道12通过喷射孔161实现与燃烧区域13之间的连通。进气管道17设置为圆柱状，在本实施例中，喷射孔161绕进气管道17的轴线均匀开设，且喷射孔161沿进气管道17轴线开设有两圈。在本实施例中喷射孔161的直径范围为：2-5mm。

外围壳体18上连通有第一燃气进料管181，操作人员可通过第一燃气进料管181将燃气通入外围燃气通道12内。

参照图1和图2，进气管道17内侧壁上固定有燃气射流管15，燃气射流管15一端与外围燃气通道12相连通，另一端与燃烧区域13相连通。在本实施例中，燃气射流管15呈L形。燃气射流管15绕均气管道16轴线间隔设置有6个，且相邻燃气射流管15之间间隔60°设置。进入外围壳体18内的燃气分流到燃气射流管15内，从燃气射流管15进入燃烧区域13。

燃气射流管15远离外围燃气管道的一端套设固定有燃气喷头5，且燃气上开设有若干过气孔。各燃气喷头5端部朝靠近进气管道17轴线方向倾斜。

参照图2，均气装置1还包括中心燃气管道10，中心燃气管道10依次穿设于进气管道17与均气管道16内，且与燃烧区域13相连通。中心燃气管道10与进气管道17同轴设置，且中心燃气管道10内同轴固定有点火器3。在本实施例中，点火器3具体设置为点火电极。中心燃气管道10一端穿出进气管道17且封闭设置，点火电极沿中心燃气管道10封闭的一端穿设至中心燃气管道10另一端。

参照图2，中心燃气管道10位于进气管道17外部的管段上连通有第二燃料进气管101，中心燃气管道10内形成与燃烧区域13相连通的中心燃气通道11。在本实施中，中心燃气通道11的直径范围为20-45mm。

参照图2和图3，进气管道17一侧连通有助燃气管道2，助燃气管道2包括远离进气管道17设置的进气口21。均气管道16远离进气管道17的一端固定有分流环4，分流环4包括分流环本体41、固定于分流环本体41内圆周侧壁上的分流圆板42。分流圆板42上绕自身轴线等间距开设有若干分流孔421，分流圆板42靠近燃烧区域13的一侧设置有导流板43；且导流板43靠近分流孔421设置，导流板43呈倾斜状态固定于分流圆板42上。燃气射流管15从分流圆板42上穿过，分流圆板42上还开设有供中心燃气管道10穿过的贯穿孔。

分流环4还包括固定于分流管本体外圆周侧壁上的若干连接片44，连接片44绕分流环本体41外侧壁均匀设置有6个，连接片44远离分流环本体41的一端与均气管道16外侧壁固定连接。

参照图2，均气管道16靠近进气管道17的一端设置有旋流叶轮6，旋流叶轮6包括固定环61和绕固定环61轴线固定于固定环61上的若干旋流叶片62，且固定环61同轴套设固定于中心燃气管道10外侧壁上。在本实施例中旋流叶片62倾斜设置，且旋流叶片62与固定环61轴线之间的夹角范围设置为25°-60°。

参照图2和图3，助燃气体从助燃气管道2进入进气管道17，在沿进气管道17进入均气管道16内，助燃气体经过旋流叶轮6后形成强烈的旋转气流以降低均气管道16内的温度。助燃气体穿过旋流叶轮6后通过分流环4，一部分助燃气体沿分流孔421流出，与中心燃气通道11和燃气射流管15喷出的燃气进行混合；另一部分助燃气体从连接片44之间的间隙流出，与喷射孔161喷出的燃气继续混合，从而实现燃气与助燃气体的分级混合。打开点火器3，即可实现燃烧器内燃气的充分分级、分段燃烧，能够有效地抑制NOx和CO的生成。

参照图2和图4，助燃气管道2具体设置为方管，助燃气管道2靠近第一进气口21的管段上设置有控流机构7，控流机构7包括转动设置于助燃气管道2内的控流片71和驱动控流片71转动的驱动组件73。在本实施例中，控流片71具体设置有三个，且三个控流片71平行设置。控流片71中部穿设固定有转轴72，转轴72将控流片71均分为两部分。转轴72两端分别穿过助燃气管道2两相对内侧壁，且与助燃气管道2内侧壁转动连接。

参照图2和图4，驱动组件73包括固定于转轴72一端的驱动杆731和驱动驱动杆731转动的驱动源732。相邻驱动杆731之间转动连接。在本实施例中，驱动源732具体设置为电机，且电机的输出轴与一驱动杆731端部固定连接。相邻两驱动杆731之间设置有连杆733，且连杆733两端均与两个相邻驱动杆731远离转轴72的一端转动连接。启动驱动源732使得与驱动源732相连接的驱动杆731转动，即可实现三个控流片71同时转动。通过驱动控流片71转动至不同角度，即可实现进气口21进气量的调节，对进入助燃气管道2的助燃气体控流。在本申请的其他实施例中，也可以通过在转轴72的转动端部固定齿轮，通过驱动源732驱动同时和多个齿轮啮合的齿条移动的方式，从而同时驱动多条转轴72转动。

参照图1和图4，助燃气管道2上连通有烟气管道8，当燃烧器内出现局部高温的情况时，可通过烟气管道8向助燃气管道2内通入烟气，以降低燃烧器内的氧气占有率，使燃烧区域13的火焰温度降低，从而减少污染物的产生。

参照图4，盖板19上设置有与进气管道17连通的观察短管，观察短管一端覆盖有观察视窗191，燃烧器运作时，操作人员可以观察视窗191对燃烧器内的燃烧情况进行直接观察。盖板19上还固定有火焰检测器9，在本实施例中，火焰检测器9具体设置有两个。火焰检测器9可对燃烧器内的火焰强度进行监测，以保证燃烧器能够安全稳定地运行。

本申请实施例一种双燃料富氢合成气低氮燃烧器的实施原理为：启动驱动源732，驱动控流片71转动，将进气口21的进气量调节到合适大小。关闭烟气管道8，朝进气口21处通入助燃气体。分别向第一燃气进料管181和第二燃料进气管101同时通入燃气，最后启动点火器3，使得燃气和助燃气体在燃烧器内实现分级分段混合、燃烧。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双燃料富氢合成气低氮燃烧器，其特征在于：包括中空的均气装置（1）、与所述均气装置（1）相连通的助燃气管道（2），所述均气装置（1）内设置有与所述均气装置（1）外部相连通的中心燃气通道（11）和外围燃气通道（12），所述中心燃气通道（11）内设置有点火器（3）；

所述均气装置（1）一端设置有燃烧区域（13），且所述助燃气管道（2）与所述燃烧区域（13）相连通，所述中心燃气通道（11）和所述外围燃气通道（12）均与所述燃烧区域（13）相连通；

所述外围燃气通道（12）连通有燃气射流管（15），且所述燃气射流管（15）位于所述外围燃气通道（12）与所述中心燃气通道（11）之间。

2.根据权利要求1所述的一种双燃料富氢合成气低氮燃烧器，其特征在于：所述均气装置（1）包括相互连通的均气管道（16）和进气管道（17），所述助燃气管道（2）与所述进气管道（17）相连通，所述燃烧区域（13）位于所述均气管道（16）内；

所述均气管道（16）外套设有外围壳体（18），所述外围壳体（18）与所述均气管道（16）之间形成所述外围燃气通道（12），所述均气管道（16）靠近所述燃烧区域（13）的一侧开设有喷射孔（161）。

3.根据权利要求2所述的一种双燃料富氢合成气低氮燃烧器，其特征在于：所述燃气射流管（15）设置有若干个，且所述燃气射流管（15）绕所述均气管道（16）轴线均匀设置。

4.根据权利要求2所述的一种双燃料富氢合成气低氮燃烧器，其特征在于：所述均气管道（16）内设置有分流环（4），所述分流环（4）位于所述燃烧区域（13）与所述进气管道（17）之间，所述分流环（4）两侧能够进行气体流通；

所述燃气射流管（15）与所述燃烧区域（13）相连通的一端设置有燃气喷头（5），所述分流环（4）用于分隔所述喷射孔（161）和所述燃气喷头（5）。

5.根据权利要求2所述的一种双燃料富氢合成气低氮燃烧器，其特征在于：所述均气管道（16）内设置有用于导流助燃气体的旋流叶轮（6），所述旋流叶轮（6）位于所述均气管道（16）靠近所述进气管道（17）的一侧。

6.根据权利要求1所述的一种双燃料富氢合成气低氮燃烧器，其特征在于：所述助燃气管道（2）包括远离均气装置（1）一端的进气口（21），所述助燃气管道（2）上设置有用于调节所述进气口（21）进气量的控流机构（7）。

7.根据权利要求6所述的一种双燃料富氢合成气低氮燃烧器，其特征在于：所述控流机构（7）包括转动设置于助燃气管道（2）内的控流片（71）和驱动所述控流片（71）转动的驱动组件（73）。

8.根据权利要求7所述的一种双燃料富氢合成气低氮燃烧器，其特征在于：所述控流片（71）平行设置有若干个，所述控流片（71）上设置有转轴（72），所述转轴（72）与所述助燃气管道（2）侧壁转动连接；

所述驱动组件（73）包括固定于所述转轴（72）一端的驱动杆（731）和驱动所述驱动杆（731）转动的驱动源（732），相邻所述驱动杆（731）之间设置有连杆（733），且连杆(733)两端分别与相邻驱动杆(731)转动连接。

9.根据权利要求1所述的一种双燃料富氢合成气低氮燃烧器，其特征在于：所述助燃气管道（2）还连通有烟气管道（8）。

10.根据权利要求2所述的一种双燃料富氢合成气低氮燃烧器，其特征在于：所述进气管道（17）远离所述均气管道（16）的一端可拆卸连接有盖板（19），所述盖板（19）上设置有观察视窗（191）。