CN219656070U - 一种可变分级卷吸式低氮燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可变分级卷吸式低氮燃烧器，主体部分由中心燃气通道、燃气喷头、一次助燃空气分配阀、一次助燃烧空气旋流器、一次助燃空气调节杆、二次助燃空气分配阀、二次助燃空气调节杆、二次助燃空气通道、配风体、根部中心火焰区、烧嘴砖等组成。燃烧形式为中心燃气、一次助燃空气、二次助燃空气、卷吸烟气四股气流相结合形成的低氧低氮燃烧，在保证燃料充分燃烧的条件下，降低了氧浓度和火焰温度，使火焰区域温度分布均匀，避免了局部高温，减少氮氧化物的生成，从而将氮氧化物的排放浓度降至80mg/m³以下。形式适用于多种可燃气体燃料，例如天然气、液化石油气、发生炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气等。

Description

一种可变分级卷吸式低氮燃烧器

技术领域

本实用新型涉及一种燃气装置，尤其涉及一种可变分级卷吸式低氮燃烧器。

背景技术

氮氧化物是大气环境的重要污染源，导致酸雨、光化学烟雾和雾霾，对生态环境和人类的健康产生严重危害。

随着对环境问题的日益关注，对污染物尤其是氮氧化物排放的要求日益严格。

如图1所示，是目前普通式的燃烧器的结构示意图，该燃烧器存在着燃烧不充分、氮氧化物排放不满足排放要求等问题。

因此需要全面深入的研究燃料燃烧的过程，分析氮氧化物的产生机理，通过优良的结构设计达到燃烧阶段减排的要求，在保证燃料燃烧充分的基础上实现低NOx排放的目的。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供了一种可变分级卷吸式低氮燃烧器，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的可变分级卷吸式低氮燃烧器，包括主体部分，所述主体部分包括前部的烧嘴砖9和后部的配风体10；

所述烧嘴砖9的中心轴部位设有根部中心火焰区8，所述根部中心火焰区8的周围均布多个二次助燃空气通道7；

所述配风体10的中心轴部位设有燃气通道1，燃气通道1前端的燃气喷头6深入到所述根部中心火焰区8中；

所述配风体10的侧壁设有一次助燃空气分配阀3和二次助燃空气分配阀4，所述一次助燃空气分配阀3通过配风体10内部通道和一次助燃空气旋流器5与根部中心火焰区8连通，所述二次助燃空气分配阀4通过配风体10内部通道与二次助燃空气通道7连通。

与现有技术相比，本实用新型所提供的可变分级卷吸式低氮燃烧器，在保证燃料充分燃烧的条件下，降低了氧浓度和火焰温度，使火焰区域温度分布均匀，避免了局部高温，减少氮氧化物的生成。该燃烧器的结构形式适用于多种可燃气体燃料，例如天然气、液化石油气、发生炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气等。

附图说明

图1为现有技术的燃烧器侧面剖视结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的可变分级卷吸式低氮燃烧器侧面剖视结构示意图；

图3为本实用新型的可变分级卷吸式低氮燃烧器端面结构示意图。

图中：

21.燃气通道，22.助燃空气通道，23.助燃空气旋流器，24.燃气喷头，25.烧嘴砖，26.根部火焰区；

1.燃气通道，2.二次助燃空气调节杆，3.一次助燃空气分配阀，4.二次助燃空气分配阀，5.一次助燃空气旋流器，6.燃气喷头，7.二次助燃空气通道，8.根部中心火焰区，9.烧嘴砖，10.配风体，11.一次助燃空气调节杆。

具体实施方式

下面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，这并不构成对本实用新型的限制。基于本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型的保护范围。

首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：

术语“和/或”是表示两者任一或两者同时均可实现，例如，X和/或Y表示既包括“X”或“Y”的情况也包括“X和Y”的三种情况。

术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。

术语“由……组成”表示排除任何未明确列出的技术特征要素。若将该术语用于权利要求中，则该术语将使权利要求成为封闭式，使其不包含除明确列出的技术特征要素以外的技术特征要素，但与其相关的常规杂质除外。如果该术语只是出现在权利要求的某子句中，那么其仅限定在该子句中明确列出的要素，其他子句中所记载的要素并不被排除在整体权利要求之外。

除另有明确的规定或限定外，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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。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文中的具体含义。

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”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，仅是为了便于描述和简化描述，而不是明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文的限制。

本实用新型实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本实用新型实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本实用新型实施例中所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本实用新型的可变分级卷吸式低氮燃烧器，包括主体部分，所述主体部分包括前部的烧嘴砖9和后部的配风体10；

所述烧嘴砖9的中心轴部位设有根部中心火焰区8，所述根部中心火焰区8的周围均布多个二次助燃空气通道7；

所述配风体10的中心轴部位设有燃气通道1，燃气通道1前端的燃气喷头6深入到所述根部中心火焰区8中；

所述配风体10的侧壁设有一次助燃空气分配阀3和二次助燃空气分配阀4，所述一次助燃空气分配阀3通过配风体10内部通道和一次助燃空气旋流器5与根部中心火焰区8连通，所述二次助燃空气分配阀4通过配风体10内部通道与二次助燃空气通道7连通。

所述一次助燃空气旋流器5设有一次助燃空气调节杆11，所述二次助燃空气通道7设有二次助燃空气调节杆2；

所述一次助燃空气调节杆11的前端与一次助燃空气旋流器5的旋流强度调节板连接；

所述二次助燃空气调节杆2的前端与二次助燃空气通道7前端的气流喷射角度调节板连接。

所述燃气喷头6为多孔旋流式喷头，包括一个中心直孔和多个径向斜孔。

所述二次助燃空气通道7的气流喷射角度与燃烧器的轴向中心线呈锐角夹角斜向外侧朝向。

综上可见，本实用新型实施例的可变分级卷吸式低氮燃烧器，燃烧器的燃烧形式为中心燃气、一次助燃空气、二次助燃空气、卷吸烟气四股气流相结合形成的低氧低氮燃烧，燃气由燃气通道通入，一次助燃空气经由一次助燃烧空气分配阀通入，燃气与一次助燃烧空气混合后燃烧，形成贫氧的中心根部火焰，二次助燃烧空气位于燃烧砖的外环，斜向向外喷出产生涡旋负压，卷吸中心根部火焰形成的烟气形成混合气流，这股混合气流最终均匀的与中心根部火焰相结合，使火焰处于低氧状态下稳定燃烧。该种燃烧形式在保证燃料充分燃烧的条件下，降低了氧浓度和火焰温度，使火焰区域温度分布均匀，避免了局部高温，减少氮氧化物的生成，从而将氮氧化物的排放浓度降至80mg/m³以下。

该燃烧器的结构形式适用于多种可燃气体燃料，例如天然气、液化石油气、发生炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气等。

为了更加清晰地展现出本实用新型所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本实用新型实施例所提供的进行详细描述。

实施例1

如图2、图3所示：

主体部分包括燃气通道1、燃气喷头6、一次助燃空气分配阀3、一次助燃空气旋流器5、一次助燃空气调节杆11、二次助燃空气分配阀4、二次助燃空气调节杆2、二次助燃空气通道7、配风体10、根部中心火焰区8、烧嘴砖9等；

燃气通道1位于燃燃器的中心位置，燃气从燃气通道1通入，经燃气喷头6喷出。燃气喷头6为多孔旋流式喷头，燃气从一个中心直孔和多个径向斜孔旋流喷出。

助燃空气分为两路，第一路为一次助燃空气，每二路为二次助燃空气。分别由一次助燃空气分配阀3和二次助燃空气分配阀4通入，助燃空气分配阀可调整助燃空气的流量，一次助燃空气的流量约占总流量的50％-60％,二次助燃空气的流量约占总流量的40-50％。

一次助燃空气流经一次助燃空气旋流器5后形成旋转气流喷出，气流的旋流强度可调，通过一次助燃空气调节杆11的轴向前后移动，调节一次助燃空气旋转风和直流风的比例，从而调节一次助燃空气的旋流强度。

一次助燃空气与燃气在根部中心火焰区8燃烧，产生富含CO的还原性贫氧烟气。

二次助燃空气从二次助燃空气分配阀4通入，经二次助燃空气通道7喷出，喷出角度与燃烧器的轴向中心线呈锐角夹角。二次助燃空气通道为多个圆孔通道，沿烧嘴砖9圆周方向均布。配有多个二次助燃空气调节杆2，用于调节每个二次助燃空气通道7的气流喷射角度，二次助燃空气调节杆2通过轴向前后移动实现气流喷射角度的调整。

二次助燃空气因喷出气流为斜向向外高速喷出，与水平轴向呈一定夹角，高速喷射的气流通过这个夹角产生涡旋负压，可将中心根部火焰产生的还原性贫氧烟气卷吸入二次助燃空气中，使之成为混合了烟气的低氧气流，这股气流再逐渐与根部中心火焰相结合，最终将燃料完合燃烧。

由于火焰无论是在根部中心火焰区还是在与二次助燃空气结合后，均是处于一种低氧燃烧的状态，这使得燃料燃烧减慢，燃烧反应区加大，燃烧温度变低，且在总氧量满足燃烧需求的情况下有效控制了氧气的供给浓度和供给过程，从源头上抑制了氮氧化物的生成；另由于助燃空气分级并且每级均可调的结构，使燃料与氧气的分布更均匀可控，形成了均匀稳定的温度场，避免了局部剧烈燃烧造成的高温积聚,既保证了燃料的充分燃烧，又降低了氮氧化物的生成。

该燃烧器适用于多种气体燃料，燃气热值范围在1200Kcal/Nm3-20000 Kcal/Nm3的燃气均可适用。例如天然气、液化石油气、发生炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气等。

燃烧器的燃烧形式为中心燃气、一次助燃空气、二次助燃空气、卷吸烟气四股气流相结合形成的低氧低氮燃烧，燃气由燃气通道通入，由燃气喷头喷出，一次助燃空气经由一次空气分配阀通入，经一次助燃空气旋流器喷出，一次助燃空气量约量总风量的50-60％，燃气与一次助燃空气混合形成贫氧的中心根部火焰，二次助燃空气位于燃烧砖的外环，风量约为总风量的40-50％，二次助燃空气喷流方向是与斜向向外喷出，与燃烧器的轴向中心线呈一定夹角，通过这个夹角产生涡旋负压，卷吸中心根部火焰形成的烟气，使烟气混入二次空气，这股混合气流最终均匀的与中心根部火焰相结合，使火焰处于低氧状态下稳定燃烧。该种燃烧形式在保证燃料充分燃烧的条件下，降低了氧浓度和火焰温度，使火焰区域温度分布均匀，避免了局部高温，减少氮氧化物的生成，从而将氮氧化物的排放浓度降至80mg/m³以下。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文背景技术部分公开的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (4)

1.一种可变分级卷吸式低氮燃烧器，其特征在于，包括主体部分，所述主体部分包括前部的烧嘴砖(9)和后部的配风体(10)；

所述烧嘴砖(9)的中心轴部位设有根部中心火焰区(8)，所述根部中心火焰区(8)的周围均布多个二次助燃空气通道(7)；

所述配风体(10)的中心轴部位设有燃气通道(1)，燃气通道(1)前端的燃气喷头(6)深入到所述根部中心火焰区(8)中；

所述配风体(10)的侧壁设有一次助燃空气分配阀(3)和二次助燃空气分配阀(4)，所述一次助燃空气分配阀(3)通过配风体(10)内部通道和一次助燃空气旋流器(5)与根部中心火焰区(8)连通，所述二次助燃空气分配阀(4)通过配风体(10)内部通道与二次助燃空气通道(7)连通。

2.根据权利要求1所述的可变分级卷吸式低氮燃烧器，其特征在于，所述一次助燃空气旋流器(5)设有一次助燃空气调节杆(11)，所述二次助燃空气通道(7)设有二次助燃空气调节杆(2)；

所述一次助燃空气调节杆(11)的前端与一次助燃空气旋流器(5)的旋流强度调节板连接；

所述二次助燃空气调节杆(2)的前端与二次助燃空气通道(7)前端的气流喷射角度调节板连接。

3.根据权利要求2所述的可变分级卷吸式低氮燃烧器，其特征在于，所述燃气喷头(6)为多孔旋流式喷头，包括一个中心直孔和多个径向斜孔。

4.根据权利要求3所述的可变分级卷吸式低氮燃烧器，其特征在于，所述二次助燃空气通道(7)的气流喷射角度与燃烧器的轴向中心线呈锐角夹角斜向外侧朝向。