CN220355410U - 一种双引射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双引射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、燃气外围喷射管、中心空气分割筒、外围拢火管以及外围气体燃料引射器；空气通道筒和中心空气分割筒同轴设置；燃气通道管与空气通道筒同轴设置；外围拢火管与中心空气分割筒同轴设置；多个外围气体燃料引射器绕外围拢火管的轴线间隔设置在外围拢火管上；燃气外围喷射管与外围气体燃料引射器一一对应；燃气外围喷射管的一端与燃气通道管联通，另一端穿过空气通道筒后与外围气体燃料引射器的进气口对应。其能够降低尾部烟气氧浓度，进一步降低NOx并确保燃烧稳定且充分。

Description

一种双引射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，具体涉及一种双引射分级燃烧化工低氮燃烧器。

背景技术

燃烧器燃烧头部是整个燃烧器的关键核心部件，该部件的作用是将燃料气和助燃空气进行混合并组织燃烧，释放出热量用于实际需要。该部件的结构型式决定着燃烧过程的可靠性、稳定性，以及整个燃烧区域的速度、温度分布，这些都是影响烟气排放的关键因素。

现有的燃烧器大部分采用的是扩散式燃烧。为了保证充分燃烧，燃烧器一般采用燃料与空气混合较好的设计方式，这种方式的燃烧其火焰温度高，高温区面积大，容易产生大量的NOx。

因此，设计一种双引射分级燃烧化工低氮燃烧器，能够降低尾部烟气氧浓度，进一步降低NOx并确保燃烧稳定且充分，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，提供一种双引射分级燃烧化工低氮燃烧器，通过空气管道、燃气通道管、中心空气分割筒以及外围拢火管形成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，燃气外围喷射管和外围气体燃料引射器可以增加外围空气与燃料共同引射吸卷，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：

一种双引射分级燃烧化工低氮燃烧器，其包括空气通道筒、燃气通道管、燃气外围喷射管、中心空气分割筒、外围拢火管以及外围气体燃料引射器；空气通道筒和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；燃气通道管与空气通道筒同轴设置，且燃气通道管的一端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，且在沿中心空气分割筒的轴线方向上，外围拢火管与空气通道筒间隔形成分隔间隙；多个外围气体燃料引射器绕外围拢火管的轴线间隔设置在外围拢火管上；燃气外围喷射管与外围气体燃料引射器一一对应；燃气外围喷射管的一端与燃气通道管联通，另一端穿过空气通道筒后与外围气体燃料引射器的进气口对应。

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入段、第一收缩段、第二收缩段以及收口端；燃气外围喷射管上与燃气通道管的联通位置位于空气引入段，且燃气外围喷射管穿过第一收缩段后与外围气体燃料引射器的进气口对应；中心空气分割筒的一端穿过收口端后位于第二收缩段中；收口端的外缘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入段、燃气收缩段以及燃气主管段；燃气引入段上靠近燃气收缩段的一端绕燃气引入段的轴线周向开设有喷射口，且喷射口与燃气外围喷射管联通；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头；密封端头上绕其轴线间隔开设有径向燃料喷射孔。

进一步地，径向燃料喷射孔的数量在4～12。

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；燃气主管段穿过燃气孔；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在6～12个，且旋流角的角度范围在20°～60°；空气通气孔的数量范围在8～24。

进一步地，外围拢火管包括依次连接且直径逐渐增加的拢火段、第一扩张段以及拢火主管；拢火段与收口端相对设置，且拢火段与中心空气分割筒间隔；多个外围气体燃料引射器绕拢火主管的轴线间隔设置在拢火主管上。

进一步地，外围气体燃料引射器上靠近燃气外围喷射管的一端形成进气端，且进气端的直径由靠近燃气外围喷射管的一端向远离燃气外围喷射管的一端逐渐减小。

进一步地，燃气外围喷射管的数量范围在4～12。

本实用新型的有益效果在于：

双引射分级燃烧化工低氮燃烧器通过空气管道、燃气通道管、中心空气分割筒以及外围拢火管形成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，燃气外围喷射管和外围气体燃料引射器可以增加外围空气与燃料共同引射吸卷，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双引射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双引射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双引射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双引射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、空气引入段；12、第一收缩段；13、第二收缩段；14、收口端；02、燃气通道管；21、燃气引入段；22、燃气收缩段；23、燃气主管段；24、密封端头；241、径向燃料喷射孔；03、中心空气分割筒；04、防回火稳焰盘；41、空气通气孔；42、空气旋流叶片孔；05、外围拢火管；51、拢火段；52、第一扩张段；53、拢火主管；06、外围气体燃料引射器；07、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双引射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、燃气外围喷射管07、中心空气分割筒03、外围拢火管05以及外围气体燃料引射器06；空气通道筒01和中心空气分割筒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；燃气通道管02与空气通道筒01同轴设置，且燃气通道管02的一端依次穿过空气通道筒01和中心空气分割筒03；外围拢火管05与中心空气分割筒03同轴设置，且在沿中心空气分割筒03的轴线方向上，外围拢火管05与空气通道筒01间隔形成分隔间隙；多个外围气体燃料引射器06绕外围拢火管05的轴线间隔设置在外围拢火管05上；燃气外围喷射管07与外围气体燃料引射器06一一对应；燃气外围喷射管07的一端与燃气通道管02联通，另一端穿过空气通道筒01后与外围气体燃料引射器06的进气口对应。

该双引射分级燃烧化工低氮燃烧器通过空气管道、燃气通道管02、中心空气分割筒03以及外围拢火管05形成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，燃气外围喷射管07和外围气体燃料引射器06可以增加外围空气与燃料共同引射吸卷，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。

下面详细介绍双引射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入段11、第一收缩段12、第二收缩段13以及收口端14；燃气外围喷射管07上与燃气通道管02的联通位置位于空气引入段11，且燃气外围喷射管07穿过第一收缩段12后与外围气体燃料引射器06的进气口对应；中心空气分割筒03的一端穿过收口端14后位于第二收缩段13中；收口端14的外缘与中心空气分割筒03间隔。

本申请中，第一收缩段12为直径连续减小的漏斗状筒壁；第二收缩段13为直径与所述第一收缩段12最小直径相同的圆筒；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入段21、燃气收缩段22以及燃气主管段23；燃气引入段21上靠近燃气收缩段22的一端绕燃气引入段21的轴线周向开设有喷射口，且喷射口与燃气外围喷射管07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后形成密封端头24；密封端头24上绕其轴线间隔开设有径向燃料喷射孔241。径向燃料喷射孔241的数量在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04；防回火稳焰盘04的中心开设有燃气孔；燃气主管段23穿过燃气孔；防回火稳焰盘04上绕燃气孔间隔开设有空气通气孔41和空气旋流叶片孔42；空气旋流叶片孔42的喷气方向与防回火稳焰盘04的盘面成角度设置形成旋流角。空气旋流叶片孔42的数量在6～12个，且旋流角的角度范围在20°～60°；空气通气孔41的数量范围在8～24。

外围拢火管05包括依次连接且直径逐渐增加的拢火段51、第一扩张段52以及拢火主管53；拢火段51与收口端14相对设置，且拢火段51与中心空气分割筒03间隔；多个外围气体燃料引射器06绕拢火主管53的轴线间隔设置在拢火主管53上。

外围气体燃料引射器06上靠近燃气外围喷射管07的一端形成进气端，且进气端的直径由靠近燃气外围喷射管07的一端向远离燃气外围喷射管07的一端逐渐减小。

另外，燃气外围喷射管07的数量范围在4～12。

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：

空气经空气引入段11、第一收缩段12、第二收缩段13以及收口端14进入燃烧器，在收口端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05之间流动，由于收口端14及中心空气分割筒03之间空气高速流动形成负压，会卷吸下游烟气与空气混合形成外围混合空气；另一部分空气通过防回火稳焰盘04表面的空气通气孔41和空气旋流叶片分别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41和空气旋流叶片喷射的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07高速喷出后流入外围气体燃料引射器06，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07高速流动形成了负压，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：

双引射分级燃烧化工低氮燃烧器通过空气管道、燃气通道管02、中心空气分割筒03以及外围拢火管05形成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，燃气外围喷射管07和外围气体燃料引射器06可以增加外围空气与燃料共同引射吸卷，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 (9)

1.一种双引射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、燃气外围喷射管、中心空气分割筒、外围拢火管以及外围气体燃料引射器；所述空气通道筒和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；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，且在沿所述中心空气分割筒的轴线方向上，所述外围拢火管与所述空气通道筒间隔形成分隔间隙；多个所述外围气体燃料引射器绕所述外围拢火管的轴线间隔设置在所述外围拢火管上；所述燃气外围喷射管与所述外围气体燃料引射器一一对应；所述燃气外围喷射管的一端与所述燃气通道管联通，另一端穿过所述空气通道筒后与所述外围气体燃料引射器的进气口对应。

2.如权利要求1所述的双引射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入段、第一收缩段、第二收缩段以及收口端；所述燃气外围喷射管上与所述燃气通道管的联通位置位于所述空气引入段，且所述燃气外围喷射管穿过所述第一收缩段后与所述外围气体燃料引射器的进气口对应；所述中心空气分割筒的一端穿过所述收口端后位于所述第二收缩段中；所述收口端的外缘与所述中心空气分割筒间隔。

3.如权利要求2所述的双引射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入段、燃气收缩段以及燃气主管段；所述燃气引入段上靠近所述燃气收缩段的一端绕所述燃气引入段的轴线周向开设有喷射口，且所述喷射口与所述燃气外围喷射管联通；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头；所述密封端头上绕其轴线间隔开设有径向燃料喷射孔。

4.如权利要求3所述的双引射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在4～12。

5.如权利要求3所述的双引射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；所述燃气主管段穿过所述燃气孔；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。

6.如权利要求5所述的双引射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在6～12个，且所述旋流角的角度范围在20°～60°；所述空气通气孔的数量范围在8～24。

7.如权利要求5所述的双引射分级燃烧化工低氮燃烧器，其特征在于，所述外围拢火管包括依次连接且直径逐渐增加的拢火段、第一扩张段以及拢火主管；所述拢火段与所述收口端相对设置，且所述拢火段与所述中心空气分割筒间隔；多个所述外围气体燃料引射器绕所述拢火主管的轴线间隔设置在所述拢火主管上。

8.如权利要求7所述的双引射分级燃烧化工低氮燃烧器，其特征在于，所述外围气体燃料引射器上靠近所述燃气外围喷射管的一端形成进气端，且所述进气端的直径由靠近所述燃气外围喷射管的一端向远离所述燃气外围喷射管的一端逐渐减小。

9.如权利要求1所述的双引射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在4～12。