CN1113564A - 用于燃料燃烧的燃烧器 - Google Patents

Abstract

一种用于燃料燃烧的燃烧器10，它包括一通道 (32)，燃料和空气的混合流用作该通道口处的一次燃 烧。两个另外的环形通道(34、36)与通道(32)同轴 并在其径向外部，辅助空气流流过这两个环形通道， 以维持一次燃烧。两个环形通道(34、36)的出口渐 扩，以便与燃料和空气的混合流成一角度地排放辅助 空气流。部件(62)在环形通道内，阻滞辅助空气流的 排出。炉气在阻流部件(62)的下流区内循环。炉气 的循环推迟了燃料和空气的混合物与辅助空气流的 混合，这样产减少了便生的氮氧化物。

Description

本发明涉及燃烧器，更详细地说涉及在燃烧产物中产生低浓度的氮氧化物的燃烧器。

由于环境的关系，燃烧产物中污染物的排放在法律上受到限制。为此设计了减少污染物量，特别是氮氧化物的燃烧器，这些污染物是在燃烧运行中产生的。燃烧产物中氮氧化物的排放量取决于火焰温度、燃烧过程中供给的氧量以及燃料中的氮含量。

例如在欧洲专利第EP0343767号中，设计了一种减少氮氧化物排放的燃烧器，该专利已授与申请人。在EP0343767中描叙了一种燃烧器，它使用了一次、二次和三次助燃空气流。导流部件被放在一次助燃空气/燃料流中，以减少高浓度燃料区。位于燃烧器出口处促进火焰稳定的扰流部件在燃烧过程中与导流元件一起使用，以创造条件减少氮氧化物的排放。

由于法律上对燃烧产物中排放的污染物量的控制变得更严格，所以有必要进一步减少氮氧化物的排放。

本发明力求提供一种改进的用于燃烧燃烧室中燃料的燃烧器，它进一步减少燃烧产物中存在的氮氧化物的排放。

根据本发明，在运行中用于燃料燃烧的燃烧器被安装在炉内，并有一与炉墙毗连的排放平面，该燃烧器包括至少一个通道，在燃烧中流经该通道的燃料和空气的混合气流作为来自所述通道一个出口处的一次燃烧，该燃烧器还包括至少一个另外的环状通道，它与第一通道同轴并且在径向上位于第一通道的外部，辅助空气流经过该通道从出口处排出，然后与所述的一次燃烧产物一起燃烧，至少一个在出口处呈渐扩状的外环通道以与燃料和空气的混合流成一角度的方式排放辅助空气流，在至少一个外环通道的出口处设有一些部件，它们在燃烧器的排放平面处横穿燃烧器的出口，以阻滞由此排出的一部分辅助空气流，相邻的阻流部件限定了位于至少一个外通道出口处的一层不连续的孔隙，辅助空气流通过这些孔隙排出，渐扩的出口使得在阻流部件的下游产生压力梯度，这样引起在至少一个外通道径向上外部的炉气径向地向内流动并进入来自第一通道的空气和燃料混合流与来自外通道的辅助空气流之间，炉气推迟了气流的混合并减少了辅助空气中的氧含量，由此也就减少了氮氧化物的产生。

最好这些阻流部件是楔形的。

至少一个外通道的入口可是渐缩的并且可在其内部带有导向叶片。通过至少一个外通道入口的空气量可靠一环形挡板来控制。

在本发明优选实施例中，有两个另外的环形通道，它们都与至少一个第一通道同轴并带有用于与所述一次燃烧产物一起燃烧的辅助空气流。

叶片可被放置在径向内环通道中，它们使由此通过的辅助空气流形成旋流，叶片可在轴向上移动以改变由此通过的辅助空气的旋流程度。

最好至少一个第一通道设置一些在由此通道的空气与燃料混合物中产生富燃料区的部件。扰流装置也设在至少一个第一通道的出口处，以改善至少一个第一通道出口处空气和燃料混合物的流型。这些扰流装置位于从上述部件流出的空气流的尾流中。

在本发明的一个优选实施例中，在燃烧煤时，楔形板阻滞了辅助空气流流量15%的数量级。

本发明将参照附图进行描述：

图1是根据本发明构成的燃烧器的纵向截面示意图。

图2是图1中箭头B指示方向的视图。

图3是根据本发明所显示的纵燃烧器中排出的流型的计算机流线图。

参照图1，将一个燃烧器10安装在炉子的炉墙12内。燃烧器10可以是在炉子炉墙内安装的几个燃烧器中的一个。每个燃烧器10将点火燃料喷入炉内。

燃烧器10沿中心轴A延伸，它包括同轴管22、24、26和28，它们限定了一组同轴通道30、32、34和36。

位于中心通道30内的是一喷枪38，它将点火燃料喷入炉内。通过一与风箱42或风扇44相连的风管40将助燃空气供给喷枪38。

一次助燃空气流被供给环形通道32，燃料悬浮在一次助燃空气流中，它作为一螺旋流从环形通道32通过。限定通道32的风管24有一较大直径的入口段24A以及一锥形中间段24B，该中间段与一具有较小直径的出口部分24C相接。风管46与入口段24A相接并将一次助燃空气以偏心的方式送入通道32，这样使气流从风管24通过时产生旋转。

耐磨衬管48分别安装在风管24的入口24A和中间段24B。衬里48具有沿通道32轴向延伸的与该衬里连成整体的肋50。当气流旋转时，悬浮在一次助燃空气流中的燃料受到离心力的作用。肋50促进一次空气流中燃料的再混合。

一组部件52围绕中心轴A等间隔地安装在风管的部分24C。部件52是类似带有曲线形截面的叶片，它们并行地延伸到环形通道32的中心轴A。悬浮在一次助燃空气流中的燃料撞击到部件52的曲面上。通过阻断燃料的旋流使部件52在其下游产生一系列具有高燃料-空气比的区域。

扰流部件54位于部件52下游的通道32的出口端。部件54是具有下流非流线形棱边的楔形体，且它们位于从部件52中流出流体的尾流中。

二次助燃空气流从风箱42提供给环形通道34。供给环形通道34的助燃空气量由可滑动的气流调节器56来控制。一组位于环形通道34中的叶片58使助燃空气在通过渐扩的环形通道34出口之前产生旋流。叶片58可以在轴向上移动以改变通过通道34渐扩出口的空气的旋流程度。

三次助燃空气流也由风箱42提供给环形通道36。环形通道36有一渐缩的入口，其内有导向叶片60。环形通道36的出口渐扩并且被楔形板62部分地阻塞。楔形板62横穿环形通道36的出口以阻滞部分三次空气流。在本发明的优选实施例中，当燃烧煤时楔形板62阻滞三次空气流流量的15%。

在燃烧运行过程中，燃料从喷枪38端部喷出并且在点火时与来自中心通道30的空气一起燃烧以产生火焰，达到点火的目的。这个火焰用于使炉子升温和点着来自通道32的燃料与一次空气的混合流，以便产生一个楔形体54相接近的火焰。通过通道34的二次助燃空气流提供了附加的氧源来维持火焰并防止灰的沉积。通过通道36的三次助燃空气流为较迟的火焰燃烧提供了氧气。

靠通道36的渐扩出口，使三次助燃空气流在径向上被导向外部。由于通导36的出口被楔形板62阻塞，三次流通过四个孔隙64被排入炉内。当三次助燃空气流排出炉内时，在该气流中产生一空间。

在楔形板62的下游空气流中产生的空间由渗入二次和三次空气流之间的向内流的热惰性炉气所填充。图3是一计算机炉内气体的流线图，它显示了孔隙64下游的循环流。由于这种装置，三次空气与一次燃料/空气混合物的混合被推迟，同时空气的含量被减少，其结果大大减少了所产生的氮氧化物。

本领域的技术人员可以理解到，本发明的燃烧器适用于固体、液体或气体燃料。

Claims (11)

1、一种用于燃料燃烧的燃烧器，运行时它被安装在炉墙内，并且具有一与炉墙毗连的排放平面，这种燃烧器包括至少一个通道，在运行中通过该通道的燃料和空气的混合流用于所述通道出口处的一次燃烧，还包括至少一个另外的环形通道，它与第一通道同轴并在径向上位于第一通道外部，通过该通道的辅助空气流在出口排放，用于与所述一次燃烧的产物一起燃烧，至少一个另外的环形通道在其出口处渐扩以便与燃料的空气的混合流成一角度地排放辅助空气流，在至少一个另外的环形通道出口有一当在燃烧器的排放平面处横穿其出口并以此来阻滞由此排放的一部分辅助空气流的部件，相邻的阻流部件限定了位于至少一个另外的通道出口处的一些不连续的孔隙，辅助空气流通过这些孔隙排出，渐扩的出口使得阻流部件下游产生一压力梯度，这样引起在至少一个另外通道的径向外部炉气径向地向里流动并进入来自第一通道的空气是和燃料的混合流与来自另外通道的辅助空气流之间，炉气推迟了阻流部件下游流的混合并减少了辅助空气中的含氧量，由此，减少了产生的氮氧化物。

2、如权利要求1中所述的燃烧器，其中，阻流部件是楔形的。

3、如权利要求1或2所述的燃烧器，其中至少一个另外通道的入口是渐缩的，并且其中带有导向叶片。

4、如权利要求1-3中任一所述的燃烧器，其中通过至少一个另外通道入口的空气量由一环形挡板控制。

5、如任一前述权利要求中所述的燃烧器，其中，有两个另外的环形通道，一个径向内环形通道和一个径向外环形通道，两者都与至少一个第一通道同轴，且都具有辅助空气流，以便与所述一次燃烧的产物一起燃烧。

6、如权利要求5中所述的燃烧器，其中叶片位于径向内环形通道中，它们使通过它的辅助空气流旋转。

7、如权利要求6中所述的燃烧器，其中叶片在轴向上可移动以改变由此通过的辅助空气的旋流程度。

8、如任一前述权利要求中所述的燃烧器，其中至少一个第一通道带有一些在通过的空气和燃料混合物中产生富燃料区的部件，该通道还带有改进至少一个第一通道出口处空气和燃料混合物的流型的扰流装置。

9、如权利要求8中所述燃烧器，其中扰流部件位于从上述部件出流的流体的尾流中。

10、如任一前述权利要求中所述的燃煤的燃烧器，其中阻流部件阻滞辅助空气流流量的15%。

11、上文所述燃烧器参照图1-3并如图1-3所示。

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