CN219453945U - 一种新型的氢气富氢低氮燃烧器燃气与喉口组合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型的氢气富氢低氮燃烧器燃气与喉口组合装置，涉及锅炉、工业炉燃烧减排技术领域。包括外喉口，外喉口端面固定连接有外喉口缩口，外喉口内部设置有内喉口，外喉口和内喉口之间形成有外层空气通道，内喉口端面固定连接有与外喉口缩口相适配的内喉口缩口，内喉口内部设置有稳焰盘，稳焰盘外壁与内喉口内壁之间形成有内层空气通道，内层空气通道内部呈圆周状等距安装有多个外层燃气枪。本实用新型内喉口可以平行轴向拉动，此结构可以改变外层空气通道前端口流通面积。当内喉口处于最前端位置时，即内、外喉口出口缩口闭合时，外层空气通道前端流通面积为零，外层助燃空气最少(为零)，空气总通流面积最小。

Description

一种新型的氢气富氢低氮燃烧器燃气与喉口组合装置

技术领域

本实用新型涉及锅炉、工业炉燃烧减排技术领域，具体为一种新型的氢气富氢低氮燃烧器燃气与喉口组合装置。

背景技术

化石燃料等不可再生能源正日益枯竭，因此寻找新的可再生能源势在必行。氢气、富氢燃气是一种清洁能源，作为低碳和零碳能源正在脱颖而出。氢能源有很多优点，比如储量丰富，在很多化工行业都有副产氢气/富氢，便于回收利用，导热性强及发热值较高，低碳等优点。

氢气/富氢燃烧器应用越来越广泛，氢气/富氢有爆炸极限广、燃烧速度较快的特点，氢气/富氢燃烧器需针对氢气/富氢燃烧的特点来设计燃烧器，以实现氢气/富氢燃烧器安全稳定运行。氢气/富氢燃烧温度较高，易生成热力型氮氧化物，因此氢气/富氢燃烧器在设计时要考虑低氮燃烧。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型的氢气富氢低氮燃烧器燃气与喉口组合装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型的氢气富氢低氮燃烧器燃气与喉口组合装置，包括外喉口，所述外喉口端面固定连接有外喉口缩口，外喉口内部设置有内喉口，外喉口和内喉口之间形成有外层空气通道，内喉口端面固定连接有与外喉口缩口相适配的内喉口缩口，内喉口内部设置有稳焰盘，稳焰盘外壁与所述内喉口内壁之间形成有内层空气通道，内层空气通道内部呈圆周状等距安装有多个外层燃气枪，外层燃气枪端面位于内喉口缩口正面的位置均设置有外层燃气枪径向喷口，所述稳焰盘中安装有中心燃气枪。

优选的，所述稳焰盘端面位于中心燃气枪四周的位置等距安装有中层燃气枪，稳焰盘端面位于中层燃气枪四周的位置设置有中心空气通道。

优选的，所述稳焰盘端面位于所述中层燃气枪之间的位置等距固定连接有旋流叶片，稳焰盘端面位于中心燃气枪和中层燃气枪之间的位置等距开设有稳焰盘冷却孔。

优选的，所述外喉口缩口和所述内喉口缩口均具有弹性。

优选的，所述内喉口缩口截面为折角状或者倾斜状中的一种。

优选的，所述外层燃气枪径向喷口为凸起状或者凹陷状中的一种。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

该新型的氢气富氢低氮燃烧器燃气与喉口组合装置，内喉口可以平行轴向拉动，此结构可以改变外层空气通道前端口流通面积。当内喉口处于最前端位置时，即内、外喉口出口缩口闭合时，外层空气通道前端流通面积为零，外层助燃空气最少(为零)，空气总通流面积最小；当内喉口往回拉时，外层助燃空气增多，空气总通流面积也加大，空气流速降低。

此结构可以调节空气在外层、内层空气通道内的比例，进而调整内外层氢气/富氢燃料浓淡燃烧的强度，降低NOx的排放；并且可改变空气整体通流面积，进而改变空气流速。针对氢气/富氢气密度较小，易燃易爆、不易与空气混合均匀问题，通过改变空气流速及比例能实现空气与燃气更均匀的混合，进而使燃烧更加安全平稳。此结构可兼顾低氮与安全燃烧。

通过调节空气速度，还可以调节火焰长度及直径，使火焰更加适应炉膛，防止出现冲刷炉壁的现象，还可提高热效率。

本例中，燃气枪分为三层，空气通道分为三层，如此可实现燃料及空气分级燃烧和浓淡燃烧，可使燃料与空气混合更均匀，可进一步增强氢气/富氢燃烧的稳定性，降低热力型氮氧化物的生成。

外层燃气枪伸出喉口外，能够分散外层火焰，避免火焰太过集中造成燃烧温度过高，进而降低热力型氮氧化物的生成。并且外层燃气枪有径向上的喷口，此喷口喷出的燃气更容易与外层空气混合，形成浓燃烧，可达到稳定低氮燃烧的效果。

附图说明

图1为本实用新型的燃烧器纵剖面图；

图2为本实用新型的燃烧器正视图；

图3为本实用新型的燃烧器气流走向图；

图4为本实用新型的第一内喉口可选结构图；

图4-1第一内喉口处于最前端位置示意图；

图4-2第一内喉口后拉示意图；

图5为本实用新型的第二内喉口可选结构图；

图5-1第二内喉口处于最前端位置示意图；

图5-2第二内喉口后拉示意图；

图6为本实用新型的外层燃气枪径向喷口两种形式示意图；

图6-1外层燃气枪径向喷口外凸形结构示意图；

图6-2外层燃气枪径向喷口内凹形结构示意图。

图中：1、外喉口；11、外喉口缩口；2、外层空气通道；3、内喉口；31、内喉口缩口；4、外层燃气枪；41、外层燃气枪径向喷口；5、内层空气通道；6、中心空气通道；7、中层燃气枪；8、中心燃气枪；9、稳焰盘；91、旋流叶片；92、稳焰盘冷却孔。

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。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件所必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，应当理解，为了便于描述，附图中所示出的各个部件的尺寸并不按照实际的比例关系绘制，例如某些层的厚度或宽度可以相对于其他层有所夸大。

应注意的是，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义或说明，则在随后的附图的说明中将不需要再对其进行进一步的具体讨论和描述。

如图1-图6所示，本实用新型提供一种技术方案：一种新型的氢气富氢低氮燃烧器燃气与喉口组合装置，包括外喉口1，外喉口1端面固定连接有外喉口缩口11，外喉口1内部设置有内喉口3，外喉口1和内喉口3之间形成有外层空气通道2，内喉口3端面固定连接有与外喉口缩口11相适配的内喉口缩口31，内喉口3内部设置有稳焰盘9，稳焰盘9外壁与内喉口3内壁之间形成有内层空气通道5，内层空气通道5内部呈圆周状等距安装有多个外层燃气枪4，外层燃气枪4端面位于内喉口缩口31正面的位置均设置有外层燃气枪径向喷口41，稳焰盘9中安装有中心燃气枪8，稳焰盘9端面位于中心燃气枪8四周的位置等距安装有中层燃气枪7，稳焰盘9端面位于中层燃气枪7四周的位置设置有中心空气通道6，稳焰盘9端面位于中层燃气枪7之间的位置等距固定连接有旋流叶片91，稳焰盘9端面位于中心燃气枪8和中层燃气枪7之间的位置等距开设有稳焰盘冷却孔92，外喉口缩口11和内喉口缩口31均具有弹性，内喉口缩口31截面为折角状或者倾斜状中的一种，外层燃气枪径向喷口41为凸起状或者凹陷状中的一种。

设备整体包括外层燃气枪4、内喉口3、外喉口1、内层空气通道5及外层空气通道2，以及辅助说明的中心空气通道6、中心燃气枪8、中层燃气枪7、稳焰盘9。其特征在于在径向上，由内而外依次是中心燃气枪8、中心空气通道6、中层燃气枪7、内层空气通道5、外层燃气枪4、内喉口3、外层空气通道2、外喉口1。稳焰盘9位于中心空气通道6的顶端，稳焰盘9中有旋流叶片91及稳焰盘冷却孔92，旋流叶片91上有圆孔。

中层燃气枪7位于中心空气通道6内，中层燃气枪7有若干个，以燃烧器中心线为轴周向布置。外层燃气枪4位于内层空气通道5内，外层燃气枪4有若干个，以燃烧器中心线为轴周向布置。中心燃气枪8中心线与燃烧器中心线重合。

外层燃气枪4端面伸出喉口外。燃气喷枪可根据实际需要设计燃气喷枪喷口，外层燃气枪4的燃气喷口可设置若干外层燃气枪4径向喷口。外层燃气枪径向喷口41可是突出的喷嘴，也可是在外层燃气枪4上开的槽口，如图6-1、图6-2所示，在图1-图5中外层燃气枪径向喷口41都是以突出的喷嘴表示。燃气枪分为三层，空气通道分为三层，如此可实现燃料及空气分级燃烧和浓淡燃烧，可使燃料与空气混合更均匀，可进一步增强氢气/富氢燃烧的稳定性，降低热力型氮氧化物的生成。外层燃气枪4轴向伸出喉口外，避免过早与空气混合，能够分散外层火焰，避免火焰太过集中造成燃烧温度过高，且最后与卷吸烟气后的空气混合，进而降低热力型氮氧化物的生成。

外层燃气枪4有外层燃气枪径向喷口41，经外层燃气枪径向喷口41喷出的燃气更容易与外层空气混合，形成浓燃烧，可达到稳定低氮燃烧的效果。外喉口1前端有外喉口缩口11，内喉口3前端有内喉口缩口31；外喉口缩口11与内喉口缩口31相平行，内喉口3可以轴向平行拉动。内喉口3除前端内喉口缩口31外其余结构可根据实际需求设计，图4、图5所示两种内喉口3结构。图4中，内喉口3前端先扩口再缩口，其内的空气路径收缩；图5中，内喉口3前端只有一个缩口，其内的空气路径未收缩。

图4比图5更加的使得其内的空气收缩，延迟空气与外燃气枪4径向喷射的燃气混合，增强浓淡燃烧效果。内喉口3可以平行前后拉动，此结构可以改变外层空气通道2前端口流通面积。当内喉口处3于最前端位置时，外层空气通道2前端流通面积为零，外层助燃空气最少(为零)，空气总通流面积最小，如图4-1，5-1所示；当内喉口3往回拉时，外层助燃空气增多，空气总通流面积也加大，空气流速降低，与外燃气枪4的径向喷射燃气混合的好，减少不完全燃烧现象，如图4-2，5-2所示。

内外喉口搭配外燃气枪作用的结构可以调节空气在外层空气通道2内的比例，进而调整内外层氢气/富氢燃料浓淡燃烧的强度，降低NOx的排放；并且可改变空气整体通流面积，进而改变空气流速。针对氢气/富氢密度较小，不易与空气混合均匀问题，可根据工况灵活改变空气流速及比例，以实现空气与燃气更均匀的混合，亦可强化浓淡燃烧，进而使燃烧更加安全平稳。

空气和燃气混合均匀，能使燃烧温度更加均匀，降低了燃烧峰值温度，进而降低热力型氮氧化物的生成。而减小外空气通道空气量，则可以提高内空气的流速，增加其卷吸烟气的能力，且避免空气与燃气过早混合，让径向燃气穿透出去，形成浓燃烧，降低NOx。通过调节空气速度，还可以调节火焰长度及直径，使火焰更加适应炉膛，防止出现冲刷炉壁的现象的前提下，降低NOx，还可提高热效率。

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实施例及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种新型的氢气富氢低氮燃烧器燃气与喉口组合装置，包括外喉口(1)，其特征在于：所述外喉口(1)端面固定连接有外喉口缩口(11)，外喉口(1)内部设置有内喉口(3)，外喉口(1)和内喉口(3)之间形成有外层空气通道(2)，内喉口(3)端面固定连接有与外喉口缩口(11)相适配的内喉口缩口(31)，内喉口(3)内部设置有稳焰盘(9)，稳焰盘(9)外壁与所述内喉口(3)内壁之间形成有内层空气通道(5)，内层空气通道(5)内部呈圆周状等距安装有多个外层燃气枪(4)，外层燃气枪(4)端面位于内喉口缩口(31)正面的位置均设置有外层燃气枪径向喷口(41)，所述稳焰盘(9)中安装有中心燃气枪(8)。

2.根据权利要求1所述的一种新型的氢气富氢低氮燃烧器燃气与喉口组合装置，其特征在于：所述稳焰盘(9)端面位于中心燃气枪(8)四周的位置等距安装有中层燃气枪(7)，稳焰盘(9)端面位于中层燃气枪(7)四周的位置设置有中心空气通道(6)。

3.根据权利要求2所述的一种新型的氢气富氢低氮燃烧器燃气与喉口组合装置，其特征在于：所述稳焰盘(9)端面位于所述中层燃气枪(7)之间的位置等距固定连接有旋流叶片(91)，稳焰盘(9)端面位于中心燃气枪(8)和中层燃气枪(7)之间的位置等距开设有稳焰盘冷却孔(92)。

4.根据权利要求1所述的一种新型的氢气富氢低氮燃烧器燃气与喉口组合装置，其特征在于：所述外喉口缩口(11)和所述内喉口缩口(31)均具有弹性。

5.根据权利要求1所述的一种新型的氢气富氢低氮燃烧器燃气与喉口组合装置，其特征在于：所述内喉口缩口(31)截面为折角状或者倾斜状中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种新型的氢气富氢低氮燃烧器燃气与喉口组合装置，其特征在于：所述外层燃气枪径向喷口(41)为凸起状或者凹陷状中的一种。