CN220269369U - 一种内循环分级燃烧化工低氮燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及提供一种内循环分级燃烧化工低氮燃烧器，涉及化工锅炉燃气燃烧器技术领域。该燃烧器包括空气通道筒、燃气通道管、中心空气分割筒、外围拢火管、燃气支管以及燃气外围喷射管；空气通道筒与中心空气分割筒之间间隔形成喷流间隙；燃气通道管的一端沿空气通道筒的轴线依次穿过空气通道筒和中心空气分割筒；外围拢火管包覆空气通道筒上靠近中心空气分割筒的一端；燃气通道管上绕管壁周向间隔开设有喷射孔；燃气外围喷射管与喷射孔联通；燃气外围喷射管上开设有引射孔；燃气支管与引射孔联通；多个燃气支管绕燃气外围喷射管间隔设置。其能够提高燃烧效率和燃烧稳定性，降低氮氧化合物的生成。

Description

一种内循环分级燃烧化工低氮燃烧器

技术领域

本实用新型属于化工锅炉燃气燃烧器技术领域，具体涉及一种内循环分级燃烧化工低氮燃烧器。

背景技术

现有的燃烧器燃烧温度能够达到设定的温度，但在燃烧的过程中由于空气与燃气无法实现较好的充分混合，进而导致燃烧效率较低、容易生成氮氧化合物，同时造成燃烧的不稳定。所以在如何进一步提高燃烧器的燃烧效率，尽可能的降低氮氧化合物的生成以及支持长时间的稳定燃烧，是燃烧器进行更新设计的重点。

因此，设计一种内循环分级燃烧化工低氮燃烧器，能够提高燃烧效率和燃烧稳定性的同时降低氮氧化合物的生成，是目前亟待解决的问题。

实用新型内容

基于此，本实用新型在于克服现有技术的缺陷，提供一种内循环分级燃烧化工低氮燃烧器，通过在空气管道的末端设置中心空气分割筒和外围拢火管形成空气的分级，进而同燃气通道管、燃气支管以及燃气外围喷射管形成燃气分级形式相匹配，实现燃气与空气多次分级混合的结构，使燃烧更加充分，有利于提高燃烧效率。同时，相比只有单一出口的外围喷射管，设置燃气支管后能够进一步增加外围空气与燃料的引射吸卷特性，使下游的烟气回流和燃气混合，降低了火焰温度，减少氮氧化合物的生成。另外，燃气通道管末端的中心径向喷射式稳定火焰保障了火焰的稳定性，从而保证了燃烧器可靠稳定的工作，减少了回火的危险性，提高了燃烧器使用过程中的安全性。

本实用新型提供的第一种技术方案：

一种内循环分级燃烧化工低氮燃烧器，其包括空气通道筒、燃气通道管、中心空气分割筒、外围拢火管、燃气支管以及燃气外围喷射管；空气通道筒与中心空气分割筒同轴设置，且空气通道筒的一端套设在中心空气分割筒的一端，且空气通道筒与中心空气分割筒之间间隔形成喷流间隙；燃气通道管与空气通道筒同轴设置，且燃气通道管的一端沿空气通道筒的轴线依次穿过空气通道筒和中心空气分割筒；外围拢火管与中心空气分割筒同轴设置，且外围拢火管包覆空气通道筒上靠近中心空气分割筒的一端；燃气通道管上绕管壁周向间隔开设有喷射孔；燃气外围喷射管的一端与喷射孔联通，另一端穿过空气通道筒后设置于中心空气分割筒与外围拢火管之间；燃气外围喷射管上靠近中心空气分割筒的一端绕其轴线开设有引射孔；燃气支管的一端与引射孔联通；多个燃气支管绕燃气外围喷射管间隔设置，且燃气支管位于外围拢火管中。

进一步地，空气通道筒包括依次连接且直径逐渐减小的空气引气段、第一收口段、中间空气收缩段以及空气收口端；中心空气分割筒的一端穿过空气收口端后位于中间空气收缩段；燃气外围喷射管穿过第一收口段后延伸至外围拢火管中；空气收口端与中心空气分割筒间隔。

进一步地，燃气通道管包括依次连接且直径逐渐减小的燃气引气段、燃气收缩段以及燃气主管段；燃气引气段位于空气引起段中，且燃气引气段上靠近第一收口段的一端绕管壁间隔开设有引射孔；燃气外围喷射管与引射孔联通；第一收口段上靠近燃气主管段的一端在中间空气收缩段中与燃气主管段联通；燃气主管段上远离燃气收缩段的一端穿过中心空气分割筒后形成密封端；密封端上绕管壁间隔开设有径向燃料喷射孔。

进一步地，中心空气分割筒上远离空气通道筒的一端设置有防回火稳焰盘；防回火稳焰盘的中心开设有燃气孔；防回火稳焰盘上绕燃气孔间隔开设有空气通气孔和空气旋流叶片孔；空气旋流叶片孔的喷气方向与防回火稳焰盘的盘面成角度设置形成旋流角。

进一步地，空气旋流叶片孔的数量范围为6～12，旋流角的角度范围为20°～60°。

进一步地，燃气外围喷射管的数量范围为2～5，且每个燃气外围喷射管上燃气支管的数量范围在4～12。

进一步地，径向燃料喷射孔的数量范围在4～12。

本实用新型的有益效果在于：

内循环分级燃烧化工低氮燃烧器通过在空气管道的末端设置中心空气分割筒和外围拢火管形成空气的分级，进而同燃气通道管、燃气支管以及燃气外围喷射管形成燃气分级形式相匹配，实现燃气与空气多次分级混合的结构，使燃烧更加充分，有利于提高燃烧效率。同时，相比只有单一出口的外围喷射管，设置燃气支管后能够进一步增加外围空气与燃料的引射吸卷特性，使下游的烟气回流和燃气混合，降低了火焰温度，减少氮氧化合物的生成。另外，燃气通道管末端的中心径向喷射式稳定火焰保障了火焰的稳定性，从而保证了燃烧器可靠稳定的工作，减少了回火的危险性，提高了燃烧器使用过程中的安全性。

附图说明

图1为本实用新型实施例内循环分级燃烧化工低氮燃烧器的第一视角结构示意图；

图2为本实用新型实施例内循环分级燃烧化工低氮燃烧器的第二视角结构示意图；

图3为本实用新型实施例内循环分级燃烧化工低氮燃烧器的第三视角结构示意图；

图4为本实用新型实施例内循环分级燃烧化工低氮燃烧器的第四视角结构示意图。

附图标记说明：

01、空气通道筒；11、空气引气段；12、第一收口段；13、中间空气收缩段；14、空气收口端；02、燃气通道管；21、燃气引气段；22、燃气收缩段；23、燃气主管段；24、密封端；241、径向燃料喷射孔；03、中心空气分割筒；31、防回火稳焰盘；311、空气通气孔；312、空气旋流叶片孔；04、外围拢火管；05、燃气支管；06、燃气外围喷射管。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：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，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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申请的限制。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

请参考图1-图4，本申请实施例提供一种内循环分级燃烧化工低氮燃烧器，其包括空气通道筒01、燃气通道管02、中心空气分割筒03、外围拢火管04、燃气支管05以及燃气外围喷射管06；空气通道筒01与中心空气分割筒03同轴设置，且空气通道筒01的一端套设在中心空气分割筒03的一端，且空气通道筒01与中心空气分割筒03之间间隔形成喷流间隙；燃气通道管02与空气通道筒01同轴设置，且燃气通道管02的一端沿空气通道筒01的轴线依次穿过空气通道筒01和中心空气分割筒03；外围拢火管04与中心空气分割筒03同轴设置，且外围拢火管04包覆空气通道筒01上靠近中心空气分割筒03的一端；燃气通道管02上绕管壁周向间隔开设有喷射孔；燃气外围喷射管06的一端与喷射孔联通，另一端穿过空气通道筒01后设置于中心空气分割筒03与外围拢火管04之间；燃气外围喷射管06上靠近中心空气分割筒03的一端绕其轴线开设有引射孔；燃气支管05的一端与引射孔联通；多个燃气支管05绕燃气外围喷射管06间隔设置，且燃气支管05位于外围拢火管04中。

该内循环分级燃烧化工低氮燃烧器通过在空气管道的末端设置中心空气分割筒03和外围拢火管04形成空气的分级，进而同燃气通道管02、燃气支管05以及燃气外围喷射管06形成燃气分级形式相匹配，实现燃气与空气多次分级混合的结构，使燃烧更加充分，有利于提高燃烧效率。同时，相比只有单一出口的外围喷射管，设置燃气支管05后能够进一步增加外围空气与燃料的引射吸卷特性，使下游的烟气回流和燃气混合，降低了火焰温度，减少氮氧化合物的生成。另外，燃气通道管02末端的中心径向喷射式稳定火焰保障了火焰的稳定性，从而保证了燃烧器可靠稳定的工作，减少了回火的危险性，提高了燃烧器使用过程中的安全性。

下面详细介绍内循环分级燃烧化工低氮燃烧器的具体结构：

空气通道筒01包括依次连接且直径逐渐减小的空气引气段11、第一收口段12、中间空气收缩段13以及空气收口端14；中心空气分割筒03的一端穿过空气收口端14后位于中间空气收缩段13；燃气外围喷射管06穿过第一收口段12后延伸至外围拢火管04中；空气收口端14与中心空气分割筒03间隔。

本申请中，第一收口段12为直径连续减小的漏斗状筒壁；空气收口端14为直径与所述第一收口段12最小直径相同的圆筒，且空气收口端14为朝向轴线内折形成斜边。

燃气通道管02包括依次连接且直径逐渐减小的燃气引气段21、燃气收缩段22以及燃气主管段23；燃气引气段21位于空气引起段中，且燃气引气段21上靠近第一收口段12的一端绕管壁间隔开设有引射孔；燃气外围喷射管06与引射孔联通；第一收口段12上靠近燃气主管段23的一端在中间空气收缩段13中与燃气主管段23联通；燃气主管段23上远离燃气收缩段22的一端穿过中心空气分割筒03后形成密封端24；密封端24上绕管壁间隔开设有径向燃料喷射孔241。

燃气外围喷射管06的数量范围为2～5，且每个燃气外围喷射管06上燃气支管05的数量范围在4～12。径向燃料喷射孔241的数量范围在4～12。

中心空气分割筒03上远离空气通道筒01的一端设置有防回火稳焰盘31；防回火稳焰盘31的中心开设有燃气孔；防回火稳焰盘31上绕燃气孔间隔开设有空气通气孔311和空气旋流叶片孔312；空气旋流叶片孔312的喷气方向与防回火稳焰盘31的盘面成角度设置形成旋流角。其中，空气旋流叶片孔312的数量范围为6～12，旋流角的角度范围为20°～60°。

以下提供所述上引射分级燃烧化工低氮燃烧器的进气实施方式：

空气由空气引气段11、第一收口段12、中间空气收缩段13、空气收口端14以及中心空气分割筒03进入燃烧器，在空气收口端14及中心空气分割筒03之间分成两部分，一部分空气从中心空气分割筒03和外围拢火管04之间流动，形成外围空气，随燃料支管05喷口加速的燃料气混合形成外围射流空气；另一部分空气通过防回火稳焰盘31表面的空气通气孔311或者空气旋流叶片孔312，形成中心射流和旋流空气；

燃气流入燃气通道管02分成两部分。第一部分燃气通过径向燃料喷射孔241喷射而出，与空气通气孔311和空气旋流叶片孔312空气进行混合形成中心火焰；该区域空气量比较大，在中心区域形成了低氮富氧的燃烧氛围；第二部分燃气通过燃气外围喷射管06高速喷出后流入外围拢火管04与中心空气分割筒03形成的环形空间，与部分外围空气混合后，向下游发展形成外围扩散火焰区域，由于燃气在燃气外围喷射管06高速流动形成了负压，同时，在空气收口端14及中心空气分割筒03之间空气也高速流动形成负压；使得空气、烟气回流卷吸与第二部分燃气混合，促进了燃气和空气、烟气的混合，使燃烧更加充分，而且低温烟气的混入也使得火焰温度下降，NOx也随之降低；而多余的外围空气将中心的中心火焰区域和外围的扩散火焰形成一定的分割，增加分级效果，火焰温度和NOx进一步下降。

各个燃烧区域受旋流作用产生了混合效果和剪切作用，进行着剧烈的物质和热量传递，共同形成稳定、高效的燃烧区域。

综上所述，本实用新型所提供的实施例，其主要的有效效果有：

内循环分级燃烧化工低氮燃烧器通过在空气管道的末端设置中心空气分割筒03和外围拢火筒形成空气的分级，进而同燃气通道管02、燃气支管05以及燃气外围喷射管06形成燃气分级形式相匹配，实现燃气与空气多次分级混合的结构，使燃烧更加充分，有利于提高燃烧效率。同时，相比只有单一出口的外围喷射管，设置燃气支管05后能够进一步增加外围空气与燃料的引射吸卷特性，使下游的烟气回流和燃气混合，降低了火焰温度，减少氮氧化合物的生成。另外，燃气通道管02末端的中心径向喷射式稳定火焰保障了火焰的稳定性，从而保证了燃烧器可靠稳定的工作，减少了回火的危险性，提高了燃烧器使用过程中的安全性。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种内循环分级燃烧化工低氮燃烧器，其特征在于，包括空气通道筒、燃气通道管、中心空气分割筒、外围拢火管、燃气支管以及燃气外围喷射管；所述空气通道筒与所述中心空气分割筒同轴设置，且所述空气通道筒的一端套设在所述中心空气分割筒的一端，且所述空气通道筒与所述中心空气分割筒之间间隔形成喷流间隙；所述燃气通道管与所述空气通道筒同轴设置，且所述燃气通道管的一端沿所述空气通道筒的轴线依次穿过所述空气通道筒和所述中心空气分割筒；所述外围拢火管与所述中心空气分割筒同轴设置，且所述外围拢火管包覆所述空气通道筒上靠近所述中心空气分割筒的一端；所述燃气通道管上绕管壁周向间隔开设有喷射孔；所述燃气外围喷射管的一端与所述喷射孔联通，另一端穿过所述空气通道筒后设置于所述中心空气分割筒与所述外围拢火管之间；所述燃气外围喷射管上靠近所述中心空气分割筒的一端绕其轴线开设有引射孔；所述燃气支管的一端与所述引射孔联通；多个所述燃气支管绕所述燃气外围喷射管间隔设置，且所述燃气支管位于所述外围拢火管中。

2.如权利要求1所述的内循环分级燃烧化工低氮燃烧器，其特征在于，所述空气通道筒包括依次连接且直径逐渐减小的空气引气段、第一收口段、中间空气收缩段以及空气收口端；所述中心空气分割筒的一端穿过所述空气收口端后位于所述中间空气收缩段；所述燃气外围喷射管穿过所述第一收口段后延伸至所述外围拢火管中；所述空气收口端与所述中心空气分割筒间隔。

3.如权利要求2所述的内循环分级燃烧化工低氮燃烧器，其特征在于，所述燃气通道管包括依次连接且直径逐渐减小的燃气引气段、燃气收缩段以及燃气主管段；所述燃气引气段位于所述空气引起段中，且所述燃气引气段上靠近所述第一收口段的一端绕管壁间隔开设有引射孔；所述燃气外围喷射管与所述引射孔联通；所述第一收口段上靠近所述燃气主管段的一端在所述中间空气收缩段中与所述燃气主管段联通；所述燃气主管段上远离所述燃气收缩段的一端穿过所述中心空气分割筒后形成密封端；所述密封端上绕管壁间隔开设有径向燃料喷射孔。

4.如权利要求3所述的内循环分级燃烧化工低氮燃烧器，其特征在于，所述中心空气分割筒上远离所述空气通道筒的一端设置有防回火稳焰盘；所述防回火稳焰盘的中心开设有燃气孔；所述防回火稳焰盘上绕所述燃气孔间隔开设有空气通气孔和空气旋流叶片孔；所述空气旋流叶片孔的喷气方向与所述防回火稳焰盘的盘面成角度设置形成旋流角。

5.如权利要求4所述的内循环分级燃烧化工低氮燃烧器，其特征在于，所述空气旋流叶片孔的数量范围为6～12，所述旋流角的角度范围为20°～60°。

6.如权利要求5所述的内循环分级燃烧化工低氮燃烧器，其特征在于，所述燃气外围喷射管的数量范围为2～5，且每个所述燃气外围喷射管上所述燃气支管的数量范围在4～12。

7.如权利要求5所述的内循环分级燃烧化工低氮燃烧器，其特征在于，所述径向燃料喷射孔的数量范围在4～12。