CN219473644U - 一种扩散式低氮燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种扩散式低氮燃烧器，包括鼓风机、风量分配蜗壳、以及燃气组件；风量分配蜗壳包括与鼓风机的出风端通过连接组件连通的蜗壳直管部、以及与蜗壳直管部连通的蜗壳螺旋部；燃气组件的输出端穿过蜗壳螺旋部并延伸至燃烧室内，燃气组件的燃气分配室位于燃烧室内，且燃气分配室的周向布置有多个燃烧咀。本实用新型的扩散式低氮燃气燃烧器通过多束小火焰燃烧，同时使火焰以圆环形结构分散式沿水冷壁旋转下降，充分紊流冲刷水冷壁，使火焰温度降低于1200度，10～100负荷范围内NOX排放保持在25mg/Nm3以下，无燃烧爆燃爆炸的发生。

Description

一种扩散式低氮燃烧器

技术领域

本实用新型涉及燃气燃烧器技术领域，尤其涉及一种新型扩散式低氮燃烧器。

背景技术

自2015年起，自北京开始到全国的大气污染整治，锅炉排放治理，燃煤锅炉全面取缔，改为燃气锅炉，且所有锅炉烟气排放中NOX含量小于80mg/Nm3，2017年进一步降低到30mg/Nm3以下，至2021年“碳达峰、碳中和”的提出，至各行业节能减排提上日程，特别是钢铁行业降产能尤为突出。

鉴于此，降低钢材消耗量是锅炉技术革新的首要任务，同时NOX排放低于30mg/Nm3，为“碳达峰、碳中和”做出贡献。

现有技术中，当火焰燃烧温度大于1200度时，NOX含量急剧上升，降氮核心原理是降低火焰的温度。而目前降低NOX技术方法普遍有2种：

第一种方式：加大锅炉炉膛+内部再循环+FGR烟气再循环方式；

加大炉膛目的是通过降低炉膛单位面积热负荷来降低燃烧温度，内部再循环是将火焰周边的低温部分回流到火焰中部降温，此方式只能将NOX降低到80mg/Nm3以下，加装FGR烟气再循环是将锅炉尾部烟囱废气抽回供到火焰中心来降低火焰中部温度，二者结合方可将烟气排放降低到30mg/Nm3以下。

此方式不利问题是：

a.火焰长度较长，锅炉炉膛直径及长度都得加大，从而锅炉体积加大，占地面积大，造成钢材耗量增加15～20％。

b.FGR烟气再循环方式，降低锅炉出力，效率也降低1.5％左右，不利于节能，NOX排放不稳定。

第二种方式：采用全预混表面燃烧的方式；

全预混表面燃烧为燃气与空气预先混合，然后在金属网表面的密集小孔燃烧，为面式燃烧降低NOX排放，此方可不用加大锅炉体积而能达到NOX排放20mg/Nm3左右。

此方式不利问题是：维护成本高，安全隐患大；燃烧器需配空气过滤器，根据环境每周清理至少一次，燃烧头至少一个采暖期更换一次。燃烧头易局部烧损，发生炉膛爆炸事故。

因此，基于上述技术问题，本领域的技术人员亟需研发一种新型扩散式燃气燃烧器结构。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够降低燃气燃烧产生的烟气中氮氧化物的含量、减小锅炉炉膛尺寸从而缩小了锅炉体积、节约制造锅炉所需钢材量，并且降低对大气的污染的新型扩散式低氮燃烧器。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型的一种扩散式低氮燃烧器，该燃烧器结构包括：

鼓风机；

通过连接组件与所述鼓风机的出风端连通的风量分配蜗壳；以及

穿过所述风量分配蜗壳、并延伸至燃烧室的燃气组件；

所述风量分配蜗壳包括：

与所述鼓风机的出风端通过连接组件连通的蜗壳直管部、以及与所述蜗壳直管部连通的蜗壳螺旋部；

所述蜗壳螺旋部的输出端与所述燃烧室连通以向所述燃烧室内输送氧气；

所述燃气组件的输出端穿过所述蜗壳螺旋部并延伸至所述燃烧室内，所述燃气组件的燃气分配室位于所述燃烧室内，且所述燃气分配室的周向布置有多个燃烧咀。

进一步的，所述鼓风机的输出端安装有风压开关；

所述连接组件包括：

与所述鼓风机的输出端连接的波纹软管；

连接于所述波纹软管远离所述鼓风机一端的调风阀门，所述调风阀门和所述波纹软管通过90°弯头连接；以及

与所述调风阀门和所述蜗壳直管部连通的风道变径管。

进一步的，所述燃气组件包括：

燃气管道，所述燃气管道与外部燃气供给设备连通；

所述燃气管道上按照燃气的输送方向依次布置有前让燃气检测阀、燃气过滤器和燃气阀组；

通过所述燃气阀组控制所述燃气管道内燃气的输送；

所述燃气管道与所述风量分配蜗壳配合一端穿过所述蜗壳螺旋部并延伸至所述燃烧室内；

所述燃气管道延伸至所述燃烧室内一端安装有空气缓冲体，所述空气缓冲体被配置为截面尺寸由上至下逐渐增大的锥台结构；

燃气沿所述空气缓冲体的内部流动以输送至工艺下游端，所述蜗壳螺旋部内的空气由所述空气缓冲体的外壁导流至所述燃烧咀附近；

所述空气缓冲体的输出端连接有所述燃气分配室。

进一步的，所述燃气分配室的输出端具有空气扩散管，所述空气扩散管被配置为由上至下截面尺寸逐渐增大的锥台结构。

进一步的，所述蜗壳螺旋部上安装有靠近所述燃气组件的点火结构；

所述点火结构包括：

穿过所述蜗壳螺旋部的点火电极，所述点火电极通过点火支路与所述燃气管道连通，且所述点火支路上安装有控制所述点火支路连通状态的点火阀；

安装于所述蜗壳螺旋部的火焰感应器。

进一步的，所述蜗壳螺旋部上安装有观火视镜。

进一步的，所述燃气管道靠近所述蜗壳螺旋部一端安装有后燃气检测阀。

在上述技术方案中，本实用新型提供的一种扩散式燃气燃烧器，具有以下有益效果：

本实用新型的扩散式燃气燃烧器通过多束小火焰燃烧，同时使火焰以圆环形结构分散式沿水冷壁旋转下降，充分紊流冲刷水冷壁，使火焰温度降低于1200度，10～100负荷范围内NOX排放保持在25mg/Nm3以下，无燃烧爆燃爆炸的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种扩散式低氮燃烧器的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的一种扩散式低氮燃烧器的结构示意图二；

图3为本实用新型实施例提供的一种扩散式低氮燃烧器的燃气组件的结构放大图；

图4为本实用新型实施例提供的一种扩散式低氮燃烧器的燃气组件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种扩散式低氮燃烧器的风量分配蜗壳的结构示意图。

附图标记说明：

1、鼓风机；2、连接组件；3、风量分配蜗壳；4、燃气组件；5、点火结构；

101、风压开关；

201、连接软管；202、90°弯头；203、调风阀门；204、风道变径管；

301、蜗壳直管部；302、蜗壳螺旋部；

401、燃气管道；402、前燃气检测阀；403、燃气过滤器；404、燃气阀组；405、后燃气检测阀；406、空气缓冲体；407、燃气分配室；408、燃烧咀；409、空气扩散管；

501、点火极板；502、点火支路；503、点火阀；504、火焰感应器；505、观火视镜。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

参见图1至图5所示；

本实施例的一种扩散式低氮燃烧器，该燃烧器结构包括：

鼓风机1；

通过连接组件2与鼓风机1的出风端连通的风量分配蜗壳3；以及

穿过风量分配蜗壳3、并延伸至燃烧室的燃气组件4；

风量分配蜗壳3包括：

与鼓风机1的出风端通过连接组件2连通的蜗壳直管部301、以及与蜗壳直管部301连通的蜗壳螺旋部302；

蜗壳螺旋部302的输出端与燃烧室连通以向燃烧室内输送氧气；

燃气组件4的输出端穿过蜗壳螺旋部302并延伸至燃烧室内，燃气组件4的燃气分配室407位于燃烧室内，且燃气分配室407的周向布置有多个燃烧咀408。

具体的，本实施例公开了一种新型扩散式低氮燃烧器结构，其以鼓风机1作为空气的输送部件，鼓风机1将空气传输至风量分配蜗壳3内，以供燃烧组件4燃烧使用。本实施例的燃气组件4的燃气分配室407和燃烧咀408均位置燃烧室内，且燃烧室与蜗壳螺旋部302连通以将空气和燃气在该处混合后以使得燃气充分燃烧。

优选的，本实施例的鼓风机1的输出端安装有风压开关101；

连接组件2包括：

与鼓风机1的输出端连接的波纹软管201；

连接于波纹软管201远离鼓风机1一端的调风阀门203，调风阀门203和波纹软管201通过90°弯头202连接(该连接方式参见图1所示，同时，本申请的连接组件还可以是直管布置形式，即没有90°弯头202的直连的方式，参见图2所示)；以及

与调风阀门203和蜗壳直管部301连通的风道变径管204。

首先，本实施例进一步限定了鼓风机1和风量分配蜗壳3的连接结构，两者通过连接组件2连通以实现空气的输送。具体为：鼓风机1的输出端通过波纹软管201和90°弯头202与调风阀门203连接，并根据风量分配蜗壳3的蜗壳直管部301的尺寸设计了与调风阀门203配合的风道变径管204。调风阀门203根据配风量选择合适的开度，并在鼓风机1和风压开关101的作用下向燃烧室内输送空气。

优选的，本实施例的燃气组件4包括：

燃气管道401，燃气管道401与外部燃气供给设备连通；

燃气管道401上按照燃气的输送方向依次布置有前让燃气检测阀402、燃气过滤器403和燃气阀组404；

通过燃气阀组404控制燃气管道401内燃气的输送；

燃气管道401与风量分配蜗壳3配合一端穿过蜗壳螺旋部302并延伸至燃烧室内；

燃气管道401延伸至燃烧室内一端安装有空气缓冲体406，空气缓冲体406被配置为截面尺寸由上至下逐渐增大的锥台结构；

燃气沿空气缓冲体406的内部流动以输送至工艺下游端，蜗壳螺旋部302内的空气由空气缓冲体406的外壁导流至燃烧咀408附近；

空气缓冲体406的输出端连接有燃气分配室407。

另外，本实施例的燃气分配室407的输出端具有空气扩散管409，空气扩散管409被配置为由上至下截面尺寸逐渐增大的锥台结构。

其次，本实施例的燃气管道401靠近蜗壳螺旋部302一端安装有后燃气检测阀405。

本实施例又进一步限定了燃气组件4的结构，其通过燃气管道401与外部燃气供给设备连通以向燃烧室内输送燃气，并通过前燃气检测阀402和后燃气检测阀405对燃气管道401内的燃气进行检测，以提高安全性；另外还通过燃气过滤器403对燃气进行粗过滤以保证燃烧。最红在燃气阀组404的控制下实现燃气开关和流量的控制。

本实施例的燃气组件4一端与蜗壳螺旋部302配合，蜗壳螺旋部302预留能够穿过燃气管道401的孔，燃气管道401延伸至燃烧室内一端依次安装有空气缓冲体406、燃气分配室407和空气扩散管409。本实施例的空气缓冲体406和空气扩散管409均被配置为能够对空气进行导流和向四周扩散的锥台结构，以便能够保证与燃气分配室407周向的多个燃烧咀408配合以达到助燃的效果。

另外，为了点燃燃气，本实施例的蜗壳螺旋部302上安装有靠近燃气组件4的点火结构5；其中，该点火结构5包括：

穿过蜗壳螺旋部302的点火电极501，点火电极501通过点火支路502与燃气管道401连通，且点火支路502上安装有控制点火支路502连通状态的点火阀503；安装于蜗壳螺旋部302的火焰感应器504。

本实施例的燃气分配室407周向均匀布置一圈燃气咀408，燃气咀408上开多个小孔，燃气从小孔中喷出燃烧，形成大量小火焰，分散了火焰，缩短了整体火焰的长度，降低了燃烧温度，大大降低了氮氧化物的生成。

为了能够方便工作人员观察燃烧室内火势情况，本实施例的蜗壳螺旋部302上安装有观火视镜505。

在上述技术方案中，本实用新型提供的一种扩散式低氮燃烧器，具有以下有益效果：

本实用新型的扩散式低氮燃烧器通过多束小火焰燃烧，同时使火焰以圆环形结构分散式沿水冷壁旋转下降，充分紊流冲刷水冷壁，使火焰温度降低于1200度，10～100负荷范围内NOX排放保持在25mg/Nm3以下，无燃烧爆燃爆炸的发生。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

Claims (7)

1.一种扩散式低氮燃烧器，其特征在于，该燃烧器包括：

鼓风机(1)；

通过连接组件(2)与所述鼓风机(1)的出风端连通的风量分配蜗壳(3)；以及

穿过所述风量分配蜗壳(3)、并延伸至燃烧室的燃气组件(4)；

所述风量分配蜗壳(3)包括：

与所述鼓风机(1)的出风端通过连接组件(2)连通的蜗壳直管部(301)、以及与所述蜗壳直管部(301)连通的蜗壳螺旋部(302)；

所述蜗壳螺旋部(302)的输出端与所述燃烧室连通以向所述燃烧室内输送氧气；

所述燃气组件(4)的输出端穿过所述蜗壳螺旋部(302)并延伸至所述燃烧室内，所述燃气组件(4)的燃气分配室位于所述燃烧室内，且所述燃气分配室(407)的周向布置有多个燃烧咀(408)。

2.根据权利要求1所述的一种扩散式低氮燃烧器，其特征在于，所述鼓风机(1)的输出端安装有风压开关(101)；

所述连接组件(2)包括：

与所述鼓风机(1)的输出端连接的波纹软管(201)；

连接于所述波纹软管(201)远离所述鼓风机(1)一端的调风阀门(203)，所述调风阀门(203)和所述波纹软管(201)通过90°弯头(202)连接；以及

与所述调风阀门(203)和所述蜗壳直管部(301)连通的风道变径管(204)。

3.根据权利要求1所述的一种扩散式低氮燃烧器，其特征在于，所述燃气组件(4)包括：

燃气管道(401)，所述燃气管道(401)与外部燃气供给设备连通；

所述燃气管道(401)上按照燃气的输送方向依次布置有前让燃气检测阀(402)、燃气过滤器(403)和燃气阀组(404)；

通过所述燃气阀组(404)控制所述燃气管道(401)内燃气的输送；

所述燃气管道(401)与所述风量分配蜗壳(3)配合一端穿过所述蜗壳螺旋部(302)并延伸至所述燃烧室内；

所述燃气管道(401)延伸至所述燃烧室内一端安装有空气缓冲体(406)，所述空气缓冲体(406)被配置为截面尺寸由上至下逐渐增大的锥台结构；

燃气沿所述空气缓冲体(406)的内部流动以输送至工艺下游端，所述蜗壳螺旋部(302)内的空气由所述空气缓冲体(406)的外壁导流至所述燃烧咀(408)附近；

所述空气缓冲体(406)的输出端连接有所述燃气分配室(407)。

4.根据权利要求3所述的一种扩散式低氮燃烧器，其特征在于，所述燃气分配室(407)的输出端具有空气扩散管(409)，所述空气扩散管(409)被配置为由上至下截面尺寸逐渐增大的锥台结构。

5.根据权利要求3所述的一种扩散式低氮燃烧器，其特征在于，所述蜗壳螺旋部(302)上安装有靠近所述燃气组件(4)的点火结构(5)；

所述点火结构(5)包括：

穿过所述蜗壳螺旋部(302)的点火电极(501)，所述点火电极(501)通过点火支路(502)与所述燃气管道(401)连通，且所述点火支路(502)上安装有控制所述点火支路(502)连通状态的点火阀(503)；

安装于所述蜗壳螺旋部(302)的火焰感应器(504)。

6.根据权利要求5所述的一种扩散式低氮燃烧器，其特征在于，所述蜗壳螺旋部(302)上安装有观火视镜(505)。

7.根据权利要求3所述的一种扩散式低氮燃烧器，其特征在于，所述燃气管道(401)靠近所述蜗壳螺旋部(302)一端安装有后燃气检测阀(405)。