CN219607080U - 燃气燃烧器和锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气燃烧器和锅炉，所述燃气燃烧器包括燃烧器本体，燃烧器本体具有中心风通道、一次燃气通道、多个一次燃气喷孔、内侧助燃风通道、外侧助燃风通道和多个二次燃气通道，内侧助燃风通道包括连通的内侧助燃风加速段、多个对数螺旋线流通段、回流段，回流段与中心风通道连通，一次燃气通道经一次燃气喷孔与内侧助燃风加速段连通，一次燃气喷孔的延伸方向与内侧助燃风通道的延伸方向之间具有夹角，外侧助燃风通道包括外侧助燃风加速段和外侧助燃风混烟段，二次燃气通道包括由上游至下游间隔分布的二次燃气加速段和二次燃气混烟段。该燃气燃烧器的燃气燃烧稳定性高，运行过程中热力型氮氧化物和快速型氮氧化物的生成量较低。

Description

燃气燃烧器和锅炉

技术领域

本实用新型涉及燃气燃烧技术领域，尤其涉及一种燃气燃烧器和锅炉。

背景技术

在燃气低氮燃烧时，氮氧化物是主要的污染物来源。氮氧化物按照生成途径的不同分为燃料型氮氧化物、热力型氮氧化物和快速型氮氧化物，燃气燃烧时由于原料中基本不含氮，所以主要产生热力型氮氧化物和快速型氮氧化物。相关技术中的燃烧器在降低氮氧化物排放时，普遍采用烟气外循环技术，从烟道中引部分烟气混入助燃空气中来降低助燃空气的氧含量，从而降低燃烧的高峰温度，进而主要降低热力型氮氧化物。但是，这种方式在降低氮氧化物的同时会导致燃气燃烧的稳定性降低、锅炉出力下降以及循环烟道产生冷凝水的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的实施例提出一种燃气燃烧器，该燃气燃烧器的燃气燃烧稳定性高，运行过程中热力型氮氧化物和快速型氮氧化物的生成量较低。

本实用新型实施例的燃气燃烧器包括燃烧器本体，所述燃烧器本体具有中心风通道、一次燃气通道、多个一次燃气喷孔、内侧助燃风通道、外侧助燃风通道和多个二次燃气通道，所述一次燃气通道、所述内侧助燃风通道和所述外侧助燃风通道沿所述中心风通道的径向由内至外依次间隔分布；所述内侧助燃风通道包括内侧助燃风加速段、多个对数螺旋线流通段、回流段，所述内侧助燃风加速段经所述对数螺旋线流通段与所述回流段连通，所述回流段位于所述中心风通道的下游且与所述中心风通道连通，所述一次燃气通道经所述一次燃气喷孔与所述内侧助燃风加速段连通，所述一次燃气喷孔的延伸方向与所述内侧助燃风通道的延伸方向之间具有夹角；所述外侧助燃风通道包括由上游至下游间隔分布的外侧助燃风加速段和外侧助燃风混烟段，多个所述二次燃气通道绕所述外侧助燃风通道的周向间隔分布，所述二次燃气通道包括由上游至下游间隔分布的二次燃气加速段和二次燃气混烟段。

本实用新型实施例的燃气燃烧器，通过一次燃气和内侧助燃空气成角度高速混合，从而有利于避免快速型氮氧化物的生成。混合后的一次燃气和内侧助燃空气在回流段内并在中心风的作用下形成环形回流区，从而形成第一火焰环，避免高温区的形成，以减少热力型氮氧化物的生成，回流区的存在有利于一次燃气的稳燃。外侧助燃空气引入燃烧区域的内循环烟气形成氧含量17.4％～19.0％的助燃空气，二次燃气遇到氧含量17.4％～19.0％的助燃空气，形成的第二火焰环，以减弱二次燃气的燃烧温度，无局部高温区的形成，减少了热力型氮氧化物的生成。

在一些实施例中，所述燃烧器本体包括：中心风筒体、一次燃气筒体、多边形封板、内侧助燃风筒体、外侧助燃风筒体和多个二次燃气筒体；所述一次燃气筒体套设在所述中心风筒体外，所述中心风筒体和所述一次燃气筒体在内外方向上间隔开，所述中心风筒体和所述一次燃气筒体限定出所述一次燃气通道，所述一次燃气喷孔设在所述一次燃气筒体上；所述多边形封板的边线为对数螺旋线，所述多边形封板具有中心孔，所述多边形封板套设在所述中心风筒体上，所述一次燃气筒体的位于下游的一端与所述多边形封板相连，以使所述多边形封板封堵所述一次燃气通道的位于下游的端口；所述内侧助燃风筒体套设在所述一次燃气筒体外，所述一次燃气筒体和所述内侧助燃风筒体在内外方向上间隔开，所述一次燃气筒体和所述内侧助燃风筒体的第一段限定出所述内侧助燃风加速段，所述多边形封板和所述内侧助燃风筒体的第二段限定出多个所述对数螺旋线流通段，所述内侧助燃风筒体的第三段的内腔为所述回流段，所述内侧助燃风筒体的第三段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐增大；所述外侧助燃风筒体套设在所述内侧助燃风筒体外，所述内侧助燃风筒体和所述外侧助燃风筒体在内外方向上间隔开，所述内侧助燃风筒体和所述外侧助燃风筒体限定出所述外侧助燃风通道；多个所述二次燃气筒体绕所述外侧助燃风筒体的周向间隔分布，所述二次燃气筒体的内部为所述二次燃气通道。

在一些实施例中，所述一次燃气筒体包括由上游至下游依次相连的一次燃气第一平直段、一次燃气扩散段和一次燃气第二平直段，所述一次燃气扩散段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐增大，所述一次燃气第二平直段的位于下游的一端与所述多边形封板的位于上游的端面相连。

在一些实施例中，多个所述一次燃气喷孔环绕所述一次燃气第二平直段的中心轴线间隔布设在所述一次燃气第二平直段的周壁上，且所述一次燃气喷孔的延伸方向与所述内侧助燃风通道的延伸方向之间的夹角为90°。

在一些实施例中，任一所述多边形封板的角部与所述内侧助燃风筒体的内周壁相连，所述多边形封板的各边与多个所述一次燃气喷孔一一对应，所述中心风筒体的位于下游的端面、所述多边形封板的位于下游的端面以及所述内侧助燃风筒体的第二段的位于下游的端面平齐。

在一些实施例中，所述外侧助燃风筒体包括由上游至下游的外侧助燃风平直段、外侧助燃风收缩段和外侧助燃风扩散段，所述外侧助燃风平直段与所述外侧助燃风收缩段相连，所述外侧助燃风收缩段与所述外侧助燃风扩散段在上游至下游的方向上间隔开，所述外侧助燃风平直段、所述外侧助燃风收缩段和所述内侧助燃风筒体限定出所述外侧助燃风加速段，所述外侧助燃风收缩段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐减小，所述外侧助燃风扩散段和所述内侧助燃风筒体限定出所述外侧助燃风混烟段，所述外侧助燃风扩散段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐增大，所述外侧助燃风扩散段的位于下游的端面与所述内侧助燃风筒体的第三段的位于下游的端面平齐。

在一些实施例中，所述二次燃气筒体包括由上游至下游的二次燃气第一平直段、二次燃气收缩段和二次燃气第二平直段，所述二次燃气第一平直段与所述二次燃气收缩段相连，所述二次燃气收缩段与所述二次燃气第二平直段在上游至下游的方向上间隔开，所述二次燃气收缩段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐减小，所述二次燃气第一平直段的内腔和所述二次燃气收缩段的内腔共同形成所述二次燃气加速段，所述二次燃气第二平直段的内腔为所述二次燃气混烟段。

在一些实施例中，所述回流段的位于下游的端口和所述二次燃气混烟段的位于下游的端口在上游至下游的方向上间隔开。

在一些实施例中，所述二次燃气混烟段的位于下游的端口的截面形状呈星形。

本实用新型的实施例还提出一种锅炉。

本实用新型实施例的锅炉包括炉体和上述任一实施例中所述的燃气燃烧器，所述燃气燃烧器设在所述炉体上，且所述外侧助燃风加速段的位于下游的端口和所述二次燃气加速段的位于下游的端口均位于所述炉体的炉膛内。

本实用新型实施例的锅炉，燃气燃烧稳定性高，热力型氮氧化物和快速型氮氧化物的生成量较低。

附图说明

图1是本实用新型实施例的燃气燃烧器的剖视示意图。

图2是本实用新型实施例的燃气燃烧器的示意图。

图3是本实用新型实施例的燃气燃烧器的气流流向的示意图。

图4是本实用新型实施例的燃气燃烧器的第一火焰环和第二火焰环的示意图。

图5是本实用新型实施例的燃气燃烧器的外侧助燃空气过量系数和外侧混烟气后助燃气体氧浓度的折线图。

图6是本实用新型实施例的燃气燃烧器的二次燃气比例和燃气出口燃气比例的折线图。

图7是本实用新型实施例的锅炉的示意图。

附图标记：

燃烧器本体1、中心风通道101、一次燃气通道102、一次燃气喷孔103、内侧助燃风通道104、内侧助燃风加速段1041、对数螺旋线流通段1042、回流段1043、外侧助燃风通道105、外侧助燃风加速段1051、外侧助燃风混烟段1052、二次燃气通道106、二次燃气加速段1061、二次燃气混烟段1062、

中心风筒体11、一次燃气筒体12、多边形封板13、内侧助燃风筒体14、外侧助燃风筒体15、二次燃气筒体16、

炉体2、炉膛201、

回流区301、第一火焰环302、第二火焰环303。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图描述本实用新型实施例的燃气燃烧器。

如图1至图4所示，本实用新型实施例的燃气燃烧器包括燃烧器本体1，燃烧器本体1具有中心风通道101、一次燃气通道102、多个一次燃气喷孔103、内侧助燃风通道104、外侧助燃风通道105和多个二次燃气通道106。

一次燃气通道102、内侧助燃风通道104和外侧助燃风通道105沿中心风通道101的径向由内至外(如图1所示的内外方向)依次间隔分布。也即是，一次燃气通道102、内侧助燃风通道104和外侧助燃风通道105均为环形通道，一次燃气通道102环绕中心风通道101，内侧助燃风通道104环绕一次燃气通道102，外侧助燃风通道105环绕内侧助燃风通道104。

内侧助燃风通道104包括内侧助燃风加速段1041、多个对数螺旋线流通段1042、回流段1043，内侧助燃风加速段1041经对数螺旋线流通段1042与回流段1043连通，回流段1043位于中心风通道101的下游且与中心风通道101连通，一次燃气通道102经一次燃气喷孔103与内侧助燃风加速段1041连通，一次燃气喷孔103的延伸方向与内侧助燃风通道104的延伸方向之间具有夹角。

其中，以气体流动方向规定上游和下游，例如，由上游至下游的方向指的是图1中的由左至右的方向。由左至右依次为内侧助燃风加速段1041、对数螺旋线流通段1042和回流段1043，内侧助燃风加速段1041呈环形且环绕一次燃气通道102，多个对数螺旋线流通段1042环绕中心风通道101间隔分布，对数螺旋线流通段1042的横截面积小于内侧助燃风加速段1041的横截面积，中心风通道101的右端与回流段1043连通。

可以理解的是，中心风通道101内可放置点火器和通入中心助燃风，一次燃气通道102通入一次燃气，内侧助燃风通道104通入内侧助燃风。对数螺旋线符合旋转流体的流线，是一种光滑且空气阻力小的流线。

外侧助燃风通道105包括由上游至下游间隔分布的外侧助燃风加速段1051和外侧助燃风混烟段1052，多个二次燃气通道106绕外侧助燃风通道105的周向间隔分布，二次燃气通道106包括由上游至下游间隔分布的二次燃气加速段1061和二次燃气混烟段1062。

可以理解的是，本实用新型实施例的燃气燃烧器用于接入燃烧空间(炉膛201等)，并确保外侧助燃风加速段1051的下游端口和外侧助燃风混烟段1052以及二次燃气加速段1061的下游端口和二次燃气混烟段1062处于燃烧空间内。

本实用新型实施例的燃气燃烧器运行时，中心风通道101通入中心风，一次燃气通道102和二次燃气通道106内分别通入一次燃气和二次燃气，内侧助燃风通道104和外侧助燃风通道105内通入合计可满足燃气完全燃烧的助燃空气。

如图3和图4所示，一次燃气进入一次燃气通道102内后，通过多个一次燃气喷孔103高速喷入内侧助燃风加速段1041内。内侧助燃风通道104中通入燃气完全燃烧所需要空气量的20％～120％，内侧助燃风首先在内侧助燃风加速段1041初步加速，初步加速后的内侧助燃风与一次燃气成角度高速混合，有利于避免快速型氮氧化物的形成。然后进入流通面积更小的对数螺旋线流通段1042进行进一步加速，以被分成数个高速射流进入回流段1043。一次燃气和内侧助燃空气的混合气体，在回流段1043内并被中心风从中心冲破，形成一个环形的回流区301，从而形成第一火焰环302，以避免高温区的形成，减少了热力型氮氧化物的生成，并且回流区301的存在有利于燃气的稳燃。

外侧助燃风通道105中通入燃气完全燃烧所需要空气量的20～120％，在外侧助燃风加速段1051逐渐被加速，在外侧助燃风加速段1051的下游端口，高速流动的外侧助燃风产生相比周围环境较低的压力，引射周围氧含量较低的燃烧环境气体(烟气)。然后进入外侧助燃风混烟段1052中，烟气和助燃空气流速逐渐降低，进一步混合，形成氧含量比21％低的外侧助燃气体。

如图5所示，横坐标指的是外侧助燃空气过量系数，纵坐标指的是外侧混烟气后助燃气体氧浓度。外侧助燃风混烟段1052中，烟气和空气混合后助燃气体的氧含量随着外侧空气过量系数的增大而提高，在20％～120％的范围内，烟气和空气混合后助燃气体的氧含量都可以保持在17.4～19.0％之间，从而可以完全保证外侧助燃风的低氧含量，不用添加额外的外循环烟气。

二次燃气首先在二次燃气加速段1061逐渐进行加速，然后在二次燃气加速段1061和二次燃气混烟段1062之间的断开部位，燃烧环境气体被高速的二次燃气射流引入，二次燃气混烟段1062为二次燃气和烟气的混合气体，二次燃气比例20％～100％，混合后的燃气占比随着二次燃气比例的增加而降低，在91％～94.3％的范围内。如图6所示，横坐标指的是二次燃气比例，纵坐标指的是二次燃气出口燃气比例。从二次燃气混烟段1062喷出的混合气体，遇到氧含量17.4％～19.0％的外侧助燃风，形成第二火焰环303C。由于是燃气和烟气的混合气体遇到氧含量低的助燃气体，所以减弱了燃气的燃烧温度，没有局部高温区的形成，减少了热力型氮氧化物的生成。

可以理解的是，外侧助燃空气引入燃烧区域的内循环烟气后，形成氧含量17.4％～19.0％的助燃空气，除了补充第一火焰环302不足的助燃空气，主要提供二次燃气所需要的助燃空气。并且，第一火焰环302和第二火焰环303被外侧助燃空气引入燃烧区域的内循环烟气后形成氧含量17.4％～19.0％的助燃空气分割开，在接近燃烧器出口的位置，形成两个独立的燃烧火焰环，避免了火焰在径向叠加导致的高温区形成，减少热力型氮氧化物的生成。

因此，本实用新型实施例的燃气燃烧器，通过一次燃气和内侧助燃空气成角度高速混合，从而有利于避免快速型氮氧化物的生成。混合后的一次燃气和内侧助燃空气在回流段1043内并在中心风的作用下形成环形回流区301，从而形成第一火焰环302，避免高温区的形成，以减少热力型氮氧化物的生成，回流区301的存在有利于一次燃气的稳燃。外侧助燃空气引入燃烧区域的内循环烟气形成氧含量17.4％～19.0％的助燃空气，二次燃气遇到氧含量17.4％～19.0％的助燃空气，形成的第二火焰环303，以减弱二次燃气的燃烧温度，无局部高温区的形成，减少了热力型氮氧化物的生成。

在一些实施例中，如图1和图2所示，燃烧器本体1包括：中心风筒体11、一次燃气筒体12、多边形封板13、内侧助燃风筒体14、外侧助燃风筒体15和多个二次燃气筒体16。

可选地，如图1所示，中心风筒体11沿左右方向设置，一次燃气筒体12套设在中心风筒体11外，中心风筒体11和一次燃气筒体12在内外方向上间隔开。中心风筒体11和一次燃气筒体12限定出一次燃气通道102，也即是，中心风筒体11的外周壁与一次燃气筒体12的内周壁之间的环形间隔为一次燃气通道102。一次燃气喷孔103设在一次燃气筒体12上，且一次燃气喷孔103贯穿一次燃气筒体12的筒壁。

如图1和图2所示，多边形封板13的边线为对数螺旋线，多边形封板13具有中心孔。多边形封板13套设在中心风筒体11上，一次燃气筒体12的位于下游的一端(右端)与多边形封板13相连，以使多边形封板13封堵一次燃气通道102的位于下游的端口。例如，多边形封板13的横截面积大于一次燃气筒体12的右端开口的横截面积，一次燃气筒体12的右端与多边形封板13的左端面通过焊接的方式相连。

如图1和图2所示，内侧助燃风筒体14套设在一次燃气筒体12外，一次燃气筒体12和内侧助燃风筒体14在内外方向上间隔开。一次燃气筒体12和内侧助燃风筒体14的第一段限定出内侧助燃风加速段1041，多边形封板13和内侧助燃风筒体14的第二段限定出多个对数螺旋线流通段1042，内侧助燃风筒体14的第三段的内腔为回流段1043。

换言之，在内外方向上，一次燃气筒体12的外周壁和内侧助燃风筒体14的内周壁之间的环形间隔为内侧助燃风加速段1041，多边形封板13的外周壁和内侧助燃风筒体14的内周壁之间的间隔为对数螺旋线流通段1042，内侧助燃风筒体14内的位于多边形封板13右侧的腔室为回流段1043。并且，内侧助燃风筒体14的第三段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐增大。

如图1所示，外侧助燃风筒体15套设在内侧助燃风筒体14外，内侧助燃风筒体14和外侧助燃风筒体15在内外方向上间隔开，内侧助燃风筒体14和外侧助燃风筒体15限定出外侧助燃风通道105。也即是，内侧助燃风筒体14的外周壁与外侧助燃风筒体15的内周壁之间的环形间隔为外侧助燃风通道105。

进一步地，如图1所示，中心风筒体11的中心轴线、一次燃气筒体12的中心轴线、多边形封板13的中心轴线、内侧助燃风筒体14的中心轴线、外侧助燃风筒体15的中心轴线均共轴设置。

可选地，如图1和图2所示，多个二次燃气筒体16绕外侧助燃风筒体15的周向间隔分布，二次燃气筒体16的内部通道为二次燃气通道106。

在一些实施例中，如图1所示，一次燃气筒体12包括由上游至下游依次相连的一次燃气第一平直段、一次燃气扩散段和一次燃气第二平直段，一次燃气扩散段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐增大，一次燃气第二平直段的位于下游的一端与多边形封板13的位于上游的端面相连。

可以理解的是，一次燃气扩散段的横截面积逐渐增大，一次燃气扩散段与中心风筒体11之间的腔室为燃气稳压均流空间。一次燃气进入一次燃气通道102后，首先在一次燃气第一平直段内匀速流动,当流至一次燃气扩散段所围绕的燃气稳压均流空间内后一次燃气的气速逐渐降低，一次燃气的压力逐渐稳定，依靠一次燃气的压力将一次燃气从多个一次燃气喷孔103中喷出，避免各个一次燃气喷孔103之间燃气分布不均匀的现象。

可选地，如图1所示，多个一次燃气喷孔103环绕一次燃气第二平直段的中心轴线间隔布设在一次燃气第二平直段的周壁上，且一次燃气喷孔103的延伸方向与内侧助燃风通道104的延伸方向之间的夹角为90°。

在一些实施例中，如图1和图2所示，任一多边形封板13的角部与内侧助燃风筒体14的内周壁相连，相邻两个角之间的通道为对数螺旋线流通段1042。多边形封板13的各边与多个一次燃气喷孔103一一对应，也即是，一次燃气喷孔103的个数与多边形封板13的边数相同，从而与多边形封板13分隔出的对数螺旋线流通段1042的数量相同，以及在左右方向上的位置对应。并且，一次燃气喷孔103的数量为4～24个。

可以理解的是，内侧助燃空气在内侧助燃风通道104中首先匀速流动，在经过一次燃气扩散段的外周壁时，内侧助燃空气的流通面积逐渐减小，速度被逐渐加大。然后，在多边形封板13的阻挡作用下，流通面积进一步缩小，分成数个(如图2中所示的8个)对数螺旋线流通段1042，从而被分成数个高速射流进入回流段1043，并在回流段1043内形成回流区301。

进一步地，如图1所示，中心风筒体11的位于下游的端面、多边形封板13的位于下游的端面以及内侧助燃风筒体14的第二段的位于下游的端面平齐。

在一些实施例中，如图1所示，外侧助燃风筒体15包括由上游至下游的外侧助燃风平直段、外侧助燃风收缩段和外侧助燃风扩散段。外侧助燃风平直段的右端与外侧助燃风收缩段的左端相连，外侧助燃风收缩段与外侧助燃风扩散段在上游至下游的方向上间隔开。

外侧助燃风平直段、外侧助燃风收缩段和内侧助燃风筒体14限定出外侧助燃风加速段1051，外侧助燃风收缩段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐减小，外侧助燃风扩散段和内侧助燃风筒体14限定出外侧助燃风混烟段1052，外侧助燃风扩散段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐增大，外侧助燃风扩散段的位于下游的端面与内侧助燃风筒体14的第三段的位于下游的端面平齐。

可以理解的是，外侧助燃空气在外侧助燃风平直段中匀速流动，然后在外侧助燃风收缩段的作用下逐渐被加速，在外侧助燃风收缩段的右端开口处，高速流动的外侧助燃空气产生相比周围环境较低的压力，引射周围氧含量较低的燃烧环境气体一同进入外侧助燃风混烟段1052。在外侧助燃风混烟段1052中烟气和外侧助燃空气流速逐渐降低，进一步混合。

在一些实施例中，如图1所示，二次燃气筒体16包括由上游至下游的二次燃气第一平直段、二次燃气收缩段和二次燃气第二平直段，二次燃气第一平直段的右端与二次燃气收缩段的左端相连，二次燃气收缩段与二次燃气第二平直段在上游至下游的方向上间隔开。二次燃气收缩段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐减小，二次燃气第一平直段的内腔和二次燃气收缩段的内腔共同形成二次燃气加速段1061，二次燃气第二平直段的内腔为二次燃气混烟段1062。

可选地，二次燃气筒体16的数量为4～24个。可以理解的是，二次燃气首先在二次燃气第一平直段内匀速流动，然后在二次燃气收缩段逐渐加速。在二次燃气收缩段和二次燃气第二平直段之间的断开部位，燃烧空间的烟气被高速的二次燃气射流引入二次燃气混烟段1062。

在一些实施例中，如图1和图3所示，回流段1043的位于下游的端口和二次燃气混烟段1062的位于下游的端口在上游至下游的方向上间隔开。

可以理解的是，二次燃气的出口侧位于一次燃气的出口侧的下游，所以第一火焰环302和第二火焰环303也在上下游错开一定的距离，进一步避免了火焰在轴向方向叠加导致的高温区形成，也可以避免热力型氮氧化物的生成。

在一些实施例中，如图2所示，二次燃气混烟段1062的位于下游的端口的截面形状呈星形。

可选地，二次燃气第二平直段的右端设有堵头，堵头上开设有二次燃气星形喷孔，二次燃气星形喷孔的星形角的数量为3～20个。

可以理解的是，混合后的二次燃气从二次燃气星形喷孔中喷出，相比圆形喷孔，星形喷孔的边界线周长更长，能加剧二次燃气混烟段1062内的二次燃气和烟气在出口处进一步混合和扰动，混合后的二次燃气进入炉膛201后，也能加强与周围环境的低氧浓度气体的继续混合。

综上，下面具体描述本实用新型实施例的燃气燃烧器的效果：

一次燃气被一次燃气喷孔103加速到100～350m/s，内侧助燃空气在一次燃气扩散段不断扩张的形状和多边形封板13分隔的对数螺旋线流通段1042的作用下，被加速到50～100m/s。一次燃气和内侧助燃空气成90°高速混合，有利于避免快速型氮氧化物的形成。

混合后的一次燃气在多边形封板13右侧的回流段1043内形成一个回流区301，如果通入中心风，回流区301被中心风从中心冲破，从而形成一个环形的回流区301，进而形成第一火焰环302，避免高温区的形成，减少了热力型氮氧化物的形成，回流区301的存在有利于燃气的稳燃。

外侧助燃空气引入炉膛201内的烟气后，形成氧含量17.4％～19.0％的助燃空气，除了补充第一火焰环302不足的助燃空气，主要提供二次燃气所需要的助燃空气。二次燃气在二次燃气混烟段1062先和炉膛201内的烟气混合后，在二次燃气星型喷孔的作用下进一步加强二次燃气和烟气的扰动，在从二次燃气星型喷孔喷出后，遇到氧含量17.4％～19.0％的外侧助燃空气，形成的第二火焰环303。由于是燃气和烟气的混合气体遇到氧含量低的助燃空气，所以减弱了二次燃气的燃烧温度，物局部高温区的形成，减少了热力型氮氧化物的生成。

第一火焰环302和第二火焰环303被外侧助燃空气引入燃烧区域的内循环烟气后形成氧含量17.4％～19.0％的助燃空气分割开，在接近燃烧器出口的位置，形成两个独立的燃烧火焰环，避免了火焰在径向叠加导致的高温区形成，减少热力型氮氧化物的生成。同时，二次燃气的出口侧相比一次燃气的出口侧更靠近燃气流动方向的下游，所以第一火焰环302和第二火焰环303在流动方向的上下游也错开一定距离，进一步避免了火焰在轴向方向叠加导致的高温区形成，也可以避免热力型氮氧化物的形成。

采用本实用新型实施例的燃气燃烧器，若不外加循环烟气，在设计工况下，氮氧化物的排放值小于30mg/m3(以3.5％的氧含量为基准折算)。若单独内侧助燃风添加循环烟气至19％，外侧助燃空气不添加循环烟气，保持21％的氧含量，氮氧化物的排放值小于15mg/m3(以3.5％的氧含量为基准折算)。

下面结合附图描述本实用新型实施例的锅炉。

如图7所示，本实用新型实施例的锅炉包括炉体2和上述任一实施例中的燃气燃烧器，燃气燃烧器设在炉体2上，且外侧助燃风加速段1051的位于下游的端口和二次燃气加速段1061的位于下游的端口均位于炉体2的炉膛201内。

换言之，外侧助燃风加速段1051与外侧助燃风混烟段1052之间的断开部位以及二次燃气加速段1061与二次燃气混烟段1062之间的断开部位均位于炉体2的炉膛201内。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，而不是指示或暗示所指的装置或元件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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种燃气燃烧器，其特征在于，包括：

燃烧器本体，所述燃烧器本体具有中心风通道、一次燃气通道、多个一次燃气喷孔、内侧助燃风通道、外侧助燃风通道和多个二次燃气通道，所述一次燃气通道、所述内侧助燃风通道和所述外侧助燃风通道沿所述中心风通道的径向由内至外依次间隔分布；

所述内侧助燃风通道包括内侧助燃风加速段、多个对数螺旋线流通段、回流段，所述内侧助燃风加速段经所述对数螺旋线流通段与所述回流段连通，所述回流段位于所述中心风通道的下游且与所述中心风通道连通，所述一次燃气通道经所述一次燃气喷孔与所述内侧助燃风加速段连通，所述一次燃气喷孔的延伸方向与所述内侧助燃风通道的延伸方向之间具有夹角；

所述外侧助燃风通道包括由上游至下游间隔分布的外侧助燃风加速段和外侧助燃风混烟段，多个所述二次燃气通道绕所述外侧助燃风通道的周向间隔分布，所述二次燃气通道包括由上游至下游间隔分布的二次燃气加速段和二次燃气混烟段。

2.根据权利要求1所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述燃烧器本体包括：

中心风筒体；

一次燃气筒体，所述一次燃气筒体套设在所述中心风筒体外，所述中心风筒体和所述一次燃气筒体在内外方向上间隔开，所述中心风筒体和所述一次燃气筒体限定出所述一次燃气通道，所述一次燃气喷孔设在所述一次燃气筒体上；

多边形封板，所述多边形封板的边线为对数螺旋线，所述多边形封板具有中心孔，所述多边形封板套设在所述中心风筒体上，所述一次燃气筒体的位于下游的一端与所述多边形封板相连，以使所述多边形封板封堵所述一次燃气通道的位于下游的端口；

内侧助燃风筒体，所述内侧助燃风筒体套设在所述一次燃气筒体外，所述一次燃气筒体和所述内侧助燃风筒体在内外方向上间隔开，所述一次燃气筒体和所述内侧助燃风筒体的第一段限定出所述内侧助燃风加速段，所述多边形封板和所述内侧助燃风筒体的第二段限定出多个所述对数螺旋线流通段，所述内侧助燃风筒体的第三段的内腔为所述回流段，所述内侧助燃风筒体的第三段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐增大；

外侧助燃风筒体，所述外侧助燃风筒体套设在所述内侧助燃风筒体外，所述内侧助燃风筒体和所述外侧助燃风筒体在内外方向上间隔开，所述内侧助燃风筒体和所述外侧助燃风筒体限定出所述外侧助燃风通道；

多个二次燃气筒体，多个所述二次燃气筒体绕所述外侧助燃风筒体的周向间隔分布，所述二次燃气筒体的内部为所述二次燃气通道。

3.根据权利要求2所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述一次燃气筒体包括由上游至下游依次相连的一次燃气第一平直段、一次燃气扩散段和一次燃气第二平直段，所述一次燃气扩散段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐增大，所述一次燃气第二平直段的位于下游的一端与所述多边形封板的位于上游的端面相连。

4.根据权利要求3所述的燃气燃烧器，其特征在于，多个所述一次燃气喷孔环绕所述一次燃气第二平直段的中心轴线间隔布设在所述一次燃气第二平直段的周壁上，且所述一次燃气喷孔的延伸方向与所述内侧助燃风通道的延伸方向之间的夹角为90°。

5.根据权利要求2所述的燃气燃烧器，其特征在于，任一所述多边形封板的角部与所述内侧助燃风筒体的内周壁相连，所述多边形封板的各边与多个所述一次燃气喷孔一一对应，所述中心风筒体的位于下游的端面、所述多边形封板的位于下游的端面以及所述内侧助燃风筒体的第二段的位于下游的端面平齐。

6.根据权利要求2所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述外侧助燃风筒体包括由上游至下游的外侧助燃风平直段、外侧助燃风收缩段和外侧助燃风扩散段，所述外侧助燃风平直段与所述外侧助燃风收缩段相连，所述外侧助燃风收缩段与所述外侧助燃风扩散段在上游至下游的方向上间隔开，所述外侧助燃风平直段、所述外侧助燃风收缩段和所述内侧助燃风筒体限定出所述外侧助燃风加速段，所述外侧助燃风收缩段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐减小，所述外侧助燃风扩散段和所述内侧助燃风筒体限定出所述外侧助燃风混烟段，所述外侧助燃风扩散段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐增大，所述外侧助燃风扩散段的位于下游的端面与所述内侧助燃风筒体的第三段的位于下游的端面平齐。

7.根据权利要求2所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述二次燃气筒体包括由上游至下游的二次燃气第一平直段、二次燃气收缩段和二次燃气第二平直段，所述二次燃气第一平直段与所述二次燃气收缩段相连，所述二次燃气收缩段与所述二次燃气第二平直段在上游至下游的方向上间隔开，所述二次燃气收缩段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐减小，所述二次燃气第一平直段的内腔和所述二次燃气收缩段的内腔共同形成所述二次燃气加速段，所述二次燃气第二平直段的内腔为所述二次燃气混烟段。

8.根据权利要求1所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述回流段的位于下游的端口和所述二次燃气混烟段的位于下游的端口在上游至下游的方向上间隔开。

9.根据权利要求1所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述二次燃气混烟段的位于下游的端口的截面形状呈星形。

10.一种锅炉，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的燃气燃烧器和炉体，所述燃气燃烧器设在所述炉体上，且所述外侧助燃风加速段的位于下游的端口和所述二次燃气加速段的位于下游的端口均位于所述炉体的炉膛内。