CN111520721A - 一种能烧重油、油浆和燃气的低NOx排放高效节能燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能烧重油、油浆和燃气的低NOx排放高效节能燃烧器，包括火盆砖，火盆砖的中心开设有将其上下贯穿的助燃空气通道，火盆砖的底部固定连接有消音筒体，消音筒体的下部设置有调风器，消音筒体的底部可拆卸地连接油枪组件的下端以及燃***组件的下端，油枪组件包括内油枪以及外油枪，燃***组件包括燃气外枪以及燃气内枪，内油枪的上端以及燃气内枪的上端均伸入至助燃空气通道中，火盆砖的外侧面上部向内收缩成锥形面，锥形面、助燃空气通道以及火盆砖的顶部均通过多个圆孔相互连通。适合于烧重油、油浆和各种燃气，可控制燃烧器火焰中局部浓度，实现燃料的过浓、过淡燃烧，实现低NOx燃烧排放。

Description

一种能烧重油、油浆和燃气的低NOx排放高效节能燃烧器

技术领域

本发明涉及燃烧器的技术领域，具体来说，涉及一种能烧重油、油浆和燃气的低NOx排放高效节能燃烧器。

背景技术

现有的油气联合燃烧器，只烧粘度好的柴油和燃料压力高于0.02MPa以上的燃料气，且大多数结构都是中间一支油枪，***几支燃***，大、小火盆砖；雾化不完全且火焰过于集中于中心；烟气排放不达标，特别是NOx排放超高；若烧粘度高的重油、油浆和沥青则烟囱冒黑烟，若烧燃料压力低于0.02MPa以下的燃料气则会发生回火情况。重油、油浆热值高，成本低，储存量多，因此研发出一种能烧重油、油浆和各种燃料气的低NOx排放燃烧器迫在眉睫且市场广阔。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种能烧重油、油浆和燃气的低NOx排放高效节能燃烧器，可烧重油、油浆和各种燃气，效果良好，烟气排放远远低于国家环保要求。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种能烧重油、油浆和燃气的低NOx排放高效节能燃烧器，包括火盆砖，所述火盆砖的中心开设有将其上下贯穿的助燃空气通道，所述火盆砖的底部固定连接有消音筒体，所述消音筒体的内部与所述助燃空气通道相连通，所述消音筒体的下部设置有调风器，所述消音筒体的底部可拆卸地连接油枪组件的下端以及燃***组件的下端，所述油枪组件包括至少一个内油枪以及多个外油枪，所述燃***组件包括多个燃气外枪以及分别与所述燃气外枪一一对应的燃气内枪，所述内油枪的上端以及所述燃气内枪的上端均伸入至所述助燃空气通道中，所述外油枪的上端以及所述燃气外枪的上端均围绕在所述火盆砖的外部，所述火盆砖的外侧面上部向内收缩成锥形面，所述锥形面、所述助燃空气通道以及所述火盆砖的顶部均通过多个圆孔相互连通。

进一步地，所述火盆砖固定连接在火盆砖套内，所述火盆砖套的底部固定连接所述消音筒体的顶部。

进一步地，所述消音筒体包括内筒和外筒，所述内筒与所述外筒之间填充有硅酸铝纤维棉，所述内筒的内部固设有多孔分流板，所述油枪组件与所述燃***组件均贯穿所述多孔分流板。

进一步地，所述消音筒体的顶部开设有观火孔和点火孔。

进一步地，所述消音筒体的底部可拆卸地连接长明灯的下端，所述长明灯的上端伸入所述助燃空气通道中。

进一步地，所述燃气内枪的下端固定连接对应的所述燃气外枪的中部且二者相互连通，所述燃气内枪的上端与所述燃气外枪的上端均设置有喷头，所述喷头上开设有多排喷孔，所述燃气外枪的下端贯穿所述消音筒体的底部后通过第一金属软管连接有支接管，所有的所述支接管通过环型枪管相互连通，所述环型枪管上设置有燃气接头，所述燃气外枪的下端固定连接有固定连接板，所述消音筒体的底部可拆卸地连接所述固定连接板。

进一步地，所述内油枪与所述外油枪均包括油枪外管以及油枪内管，所述油枪外管连接有油枪连接管，所有的所述油枪连接管通过第二金属软管相互连通，所述油枪内管连接有油枪连接支管，所有的所述油枪连接支管通过第三金属软管相互连通，所述内油枪的油枪内管下端连接有油枪连接法兰，所述内油枪的油枪外管的下端连接有雾化蒸汽连接法兰或压缩空气连接法兰。

进一步地，所述油枪外管的下端固定连接有油枪连接板，所述消音筒体的底部可拆卸地连接所述油枪连接板。

进一步地，所述内油枪的上端与所述外油枪的上端均设置有油喷头组件，所述油喷头组件包括油喷头和混合器，所述油喷头的下端密封连接连接套的上端，所述连接套的下端连接所述油枪外管的上端，所述混合器的下端位于所述连接套内并连接所述油枪内管的上端，所述混合器的中部与所述连接套的上端密封连接，所述混合器的上端位于所述油喷头内，所述混合器的下端内部通过第一通孔连通所述连接套的下端内部，所述混合器的上端内部通过第二通孔连通所述油喷头的内部。

进一步地，所述调风器配有FGR烟气循环***。

本发明的有益效果：适合于烧重油、油浆和各种燃气，可控制燃烧器火焰中局部浓度，实现燃料的过浓、过淡燃烧，实现低NOx燃烧排放，效果良好，烟气排放远远低于国家环保要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例所述的能烧重油、油浆和燃气的低NOx排放高效节能燃烧器的正视剖视图；

图2是根据本发明实施例所述的能烧重油、油浆和燃气的低NOx排放高效节能燃烧器的俯图；

图3是根据本发明实施例所述的能烧重油、油浆和燃气的低NOx排放高效节能燃烧器的A向剖视图；

图4是根据本发明实施例所述的能烧重油、油浆和燃气的低NOx排放高效节能燃烧器的B向视图；

图5是根据本发明实施例所述的燃***组件的正视图；

图6是根据本发明实施例所述的燃***组件的俯视图；

图7是根据本发明实施例所述的油枪组件的正视图；

图8是根据本发明实施例所述的油枪组件的俯视图；

图9是根据本发明实施例所述的油喷头组件的剖视图；

图10是根据本发明实施例所述的火盆砖的正视剖视图；

图11是根据本发明实施例所述的火盆砖的俯视图。

图中：

1、火盆砖；2、燃***组件；3、消音筒体；4、长明灯；5、油枪组件；6、调风器；7、多孔分流板；8、稳定旋流器；9、燃气外枪；10、燃气内枪；11、喷头；12、固定连接板；13、环型枪管；14、支接管；15、第一金属软管；16、燃气接头；17、油喷头；18、混合器；19、连接套；20、油喷头组件；21、油枪外管；22、油枪内管；23、油枪连接板；24、油枪连接管；25、油枪连接支管；26、第三金属软管；27、油枪连接法兰；28、雾化蒸汽连接法兰；29、圆孔；30、观火孔；31、点火孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-11所示，根据本发明实施例所述的一种能烧重油、油浆和燃气的低NOx排放高效节能燃烧器，包括火盆砖1，所述火盆砖1的中心开设有将其上下贯穿的助燃空气通道，所述火盆砖1的底部固定连接有消音筒体3，所述消音筒体3的内部与所述助燃空气通道相连通，所述消音筒体3的下部设置有调风器6，所述消音筒体3的底部可拆卸地连接油枪组件5的下端以及燃***组件2的下端，所述油枪组件5包括至少一个内油枪以及多个外油枪，所述燃***组件2包括多个燃气外枪9以及分别与所述燃气外枪9一一对应的燃气内枪10，所述内油枪的上端以及所述燃气内枪10的上端均伸入至所述助燃空气通道中，所述外油枪的上端以及所述燃气外枪9的上端均围绕在所述火盆砖1的外部，所述火盆砖1的外侧面上部向内收缩成锥形面，所述锥形面、所述助燃空气通道以及所述火盆砖1的顶部均通过多个圆孔29相互连通。

在本发明的一个具体实施例中，所述火盆砖1固定连接在火盆砖套内，所述火盆砖套的底部固定连接所述消音筒体3的顶部。

在本发明的一个具体实施例中，所述消音筒体3包括内筒和外筒，所述内筒与所述外筒之间填充有硅酸铝纤维棉，所述内筒的内部固设有多孔分流板7，所述油枪组件5与所述燃***组件2均贯穿所述多孔分流板7。

在本发明的一个具体实施例中，所述消音筒体3的顶部开设有观火孔30和点火孔31。

在本发明的一个具体实施例中，所述消音筒体3的底部可拆卸地连接长明灯4的下端，所述长明灯4的上端伸入所述助燃空气通道中。

在本发明的一个具体实施例中，所述燃气内枪10的下端固定连接对应的所述燃气外枪9的中部且二者相互连通，所述燃气内枪10的上端与所述燃气外枪9的上端均设置有喷头11，所述喷头11上开设有多排喷孔，所述燃气外枪9的下端贯穿所述消音筒体3的底部后通过第一金属软管15连接有支接管14，所有的所述支接管14通过环型枪管13相互连通，所述环型枪管13上设置有燃气接头16，所述燃气外枪9的下端固定连接有固定连接板12，所述消音筒体3的底部可拆卸地连接所述固定连接板12。

在本发明的一个具体实施例中，所述内油枪与所述外油枪均包括油枪外管21以及油枪内管22，所述油枪外管21连接有油枪连接管24，所有的所述油枪连接管24通过第二金属软管相互连通，所述油枪内管22连接有油枪连接支管25，所有的所述油枪连接支管25通过第三金属软管26相互连通，所述内油枪的油枪内管22下端连接有油枪连接法兰27，所述内油枪的油枪外管21的下端连接有雾化蒸汽连接法兰28或压缩空气连接法兰。

在本发明的一个具体实施例中，所述油枪外管21的下端固定连接有油枪连接板23，所述消音筒体3的底部可拆卸地连接所述油枪连接板23。

在本发明的一个具体实施例中，所述内油枪的上端与所述外油枪的上端均设置有油喷头组件20，所述油喷头组件20包括油喷头17和混合器18，所述油喷头17的下端密封连接连接套19的上端，所述连接套19的下端连接所述油枪外管21的上端，所述混合器18的下端位于所述连接套19内并连接所述油枪内管22的上端，所述混合器18的中部与所述连接套19的上端密封连接，所述混合器18的上端位于所述油喷头17内，所述混合器18的下端内部通过第一通孔连通所述连接套19的下端内部，所述混合器18的上端内部通过第二通孔连通所述油喷头17的内部。

在本发明的一个具体实施例中，所述调风器6配有FGR烟气循环***。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。

本发明所述的能烧重油、油浆和燃气的低NOx排放高效节能燃烧器包括火盆砖1、燃***组件2、消音筒体3、长明灯4、油枪组件5、调风器6和 FGR烟气循环***。

燃***组件2由喷头11、燃气外枪9、燃气内枪10、固定连接板12、环型枪管13、支接管14、第一金属软管15、燃气接头16等零件组成。油枪组件5由油喷头组件20、油枪外管21、油枪内管22、油枪连接板23、油枪连接管24、油枪连接支管25、第二金属软管、第三金属软管26、油枪连接法兰27、雾化蒸汽连接法兰28或压缩空气连接法兰等零件组成。

火盆砖1用螺栓固定安装在火盆砖套内，火盆砖套与消音筒体3相连接，并伸出炉膛衬体；火盆砖1结构为多层次阶梯宝塔多孔式，即在多台阶宝榙斜面结构上开设N个圆孔29，圆孔29围绕火盆砖1圆周排列，从而使火盆砖1上部的内外两侧面及顶部能彼此连通，燃气内枪10喷射燃烧时，火焰均匀扩散至每个圆孔29，形成稳定又均匀的环形圆柱状火焰，保证燃气外枪9稳定充分燃烧；火盆砖1外侧面为多台阶宝榙斜面结构，即外侧面上部向内收缩成锥形面，在其燃气外枪9和外油枪沿着火盆砖1的锥形面喷射燃烧时，会形成大负压区，从而携带炉膛烟气形成强大烟气回流，降低NOx的生成。

消音筒体3由内筒、外筒、炉膛连接板、多孔分流板7、隔板、观火孔30、点火孔31、火检等组成，内筒和外筒均包括筒壁和底板，内筒的筒壁与外筒的筒壁之间以及内筒的底板与外筒的底板之间均夹有50mm～80mm厚的硅酸铝纤维棉，通过硅酸铝纤维棉来达到消声和低热传导的功能，隔热保温性能优良，使消音筒体3向外散热损失降至最低，因而达到高效、节能和环保目的。

内筒内设置有多孔分流板7和进空气腔。空气从调风器6进入至消音筒体3内并通过多孔分流板7进入至助燃空气通道中，通过多孔分流板7可使空气分布更加均布，使空气与燃料混合充分。燃气外枪9、外油枪、内油枪和长明灯均采用螺栓固定在底板上并穿过内筒后伸向火盆砖1，炉膛连接板用于通过螺栓连接火盆砖套，底板和炉膛连接板都经数控机床精加工而成，可保证孔与孔同轴度，从而保证燃气外枪9、外油枪、内油枪和长明灯垂直无偏差，为了维修方便，每支燃气外枪9、外油枪、内油枪和长明灯都可从内筒中自由地抽出来。

在火盆砖1外部均布设计6～N支燃气外枪9；与之相对应在火盆砖1内部一一对应设计6～N支燃气内枪10；燃气外枪9与燃气内枪10都根据不同热负荷采用由不同型号的不锈钢管和耐高温材料（Cr25Ni20）制成的喷头11，每个喷头11上钻多排喷孔，任意一排的喷孔大小与其余排的喷孔大小不同，燃气外枪9与燃气内枪10焊在一起形成Y字型，燃气外枪9占燃***组件2的热负荷分配比为80%～85%，燃气内枪10占燃***组件2热负荷分配比为15%～20%，燃气外枪9用螺栓固定在底板上（能单独自由抽出），并穿过多孔分流板7后伸向火盆砖1，燃气外枪9通过第一金属软管15连接支接管14，支接管14与环型枪管13焊接，从而使所有的燃气外枪9和燃气内枪10都通过环型枪管13相连通，环型枪管13通过燃气接头16与现场输气管相连；燃气内枪10占总燃料比为15%～20%，而与之混合的空气却是总量的，一级燃烧在极大的过剩空气量下进行，火焰温度低，NOx的生成量也低，这样形成富氧分散燃烧；燃气外枪9占总燃料比为80%～85%；喷孔多层次分布，这样在火盆砖1外周围形成多层次火焰，从而最大限度利用炉膛有限空间，使燃气能在整个燃烧室尽可能大的空间里进行二次燃烧，使得炉膛内各个部分的热负荷均匀，同时经一级燃烧后的空气烟气混合物中，氧浓度已降低，而二级燃料时还将炉内的烟气卷吸入燃烧区，多种因素降低了火焰平均温度和峰值温度，从而降低了NOx的排放，并且有效避免了一氧化碳产生，燃烧稳定可靠。

油枪组件5包括内油枪和外油枪，内油枪和外油枪均包括油枪外管21和油枪内管22，油喷头组件20由连接套19、混合器18和油喷头17组成，油从内油枪进入混合器18，高压高温蒸汽或压缩空气从外油枪进入到连接套19，再通过混合器18下部四周的第一通孔进入混合器18与油进行雾化再进入油喷头17内部，充分雾化的油形成细小细小的雾化颗粒喷到膛炉燃烧，燃烧充分，降低了NOx的生成；混合器18与油喷头17采用迷宫密封结构，很好的解决了漏油问题。内油枪的数量为一支，火盆砖1的中心处，内油枪占油枪组件5热负荷的18%～25%，在火盆砖1***均布设计4～N支外油枪，外油枪占油枪组件5热负荷的75%～82%。内油枪和外油枪都用螺栓固定在底板上（能单独自由抽出），并穿过多孔分流板7后伸向到火盆砖1，油枪外管21与油枪连接管24焊接，所有的油枪连接管24通过第二金属软管彼此连接，油枪内管22与油枪连接支管25焊接，所有的油枪连接支管25通过第三金属软管26彼此连接；内油枪的油枪内管22下端焊接油枪连接法兰27，油枪连接法兰27用于连接现场输油管，内油枪的油枪外管21焊接雾化蒸汽连接法兰28或压缩空气连接法兰，雾化蒸汽连接法兰28或压缩空气连接法兰用于连接现场输气管。内油枪的油喷头组件20配有稳定旋流器8。

FGR烟气循环***由烟道、弯头、阀门、引风机、保温层、膨胀节、法兰等组成，烟道一端通过内筒中间进入到助燃空气通道，另一端接弯头、阀门、膨胀节再与引风机相连，引风机进口通过烟道与预热器烟管相连，从预热器烟管抽10%～25%的烟气进入助燃空气腔与助燃空气混合形成烟气再循环，稀释了空气氧含量，可抑制NOx的生成。

本发明所述的能烧重油、油浆和燃气的低NOx排放高效节能燃烧器可适应于石油化工、冶金工业、工业窑炉、锅炉、焚烧炉、熔炼炉等加热设备，符合底烧式、侧烧式，淡蓝色圆形旋涡火焰，适合于烧粘度高的重油、油浆及沥青，同时又能烧各种高压、高热值燃气和各种低压、低热值燃气：如：天然气、液化气、焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、沼气、催化干气、自产干气及各种自产尾气等，燃料油和燃料气能单烧又能混烧；油枪组件5采用了高压高温蒸汽或压缩空气雾化、迷宫密封结构；燃烧原理采用空气分级分散、燃料分级分散、富氧、厌氧燃烧技术、烟气内循环技术、多点分散燃烧技术来降低火焰中心高温区的温度，同时采用FGR烟气循环***，降低NOx的生成，符合环保要求。

综上，借助于本发明的上述技术方案，适合于烧重油、油浆和各种燃气，具有特殊设计的多层次阶梯宝塔多孔式火盆砖、特殊的油枪组件、分散燃烧技术、巧妙的多孔分流板、特殊的消音筒体3以及特殊设计的燃气内枪10、燃气外枪9、FGR烟气循环***；通过燃气内枪10与燃气外枪9在火盆砖内外形成对应的喷射，可形成燃料的分级燃烧，通过合理的燃料配比，控制了燃烧器火焰中局部浓度，实现了燃料的过浓、过淡燃烧，实现了低NOx燃烧排放。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种能烧重油、油浆和燃气的低NOx排放高效节能燃烧器，包括火盆砖（1），所述火盆砖（1）的中心开设有将其上下贯穿的助燃空气通道，所述火盆砖（1）的底部固定连接有消音筒体（3），所述消音筒体（3）的内部与所述助燃空气通道相连通，所述消音筒体（3）的下部设置有调风器（6），其特征在于，所述消音筒体（3）的底部可拆卸地连接油枪组件（5）的下端以及燃***组件（2）的下端，所述油枪组件（5）包括至少一个内油枪以及多个外油枪，所述燃***组件（2）包括多个燃气外枪（9）以及分别与所述燃气外枪（9）一一对应的燃气内枪（10），所述内油枪的上端以及所述燃气内枪（10）的上端均伸入至所述助燃空气通道中，所述外油枪的上端以及所述燃气外枪（9）的上端均围绕在所述火盆砖（1）的外部，所述火盆砖（1）的外侧面上部向内收缩成锥形面，所述锥形面、所述助燃空气通道以及所述火盆砖（1）的顶部均通过多个圆孔（29）相互连通。

2.根据权利要求1所述的能烧重油、油浆和燃气的低NOx排放高效节能燃烧器，其特征在于，所述火盆砖（1）固定连接在火盆砖套内，所述火盆砖套的底部固定连接所述消音筒体（3）的顶部。

3.根据权利要求1所述的能烧重油、油浆和燃气的低NOx排放高效节能燃烧器，其特征在于，所述消音筒体（3）包括内筒和外筒，所述内筒与所述外筒之间填充有硅酸铝纤维棉，所述内筒的内部固设有多孔分流板（7），所述油枪组件（5）与所述燃***组件（2）均贯穿所述多孔分流板（7）。

4.根据权利要求1所述的能烧重油、油浆和燃气的低NOx排放高效节能燃烧器，其特征在于，所述消音筒体（3）的顶部开设有观火孔（30）和点火孔（31）。

5.根据权利要求1所述的能烧重油、油浆和燃气的低NOx排放高效节能燃烧器，其特征在于，所述消音筒体（3）的底部可拆卸地连接长明灯（4）的下端，所述长明灯（4）的上端伸入所述助燃空气通道中。

6.根据权利要求1所述的能烧重油、油浆和燃气的低NOx排放高效节能燃烧器，其特征在于，所述燃气内枪（10）的下端固定连接对应的所述燃气外枪（9）的中部且二者相互连通，所述燃气内枪（10）的上端与所述燃气外枪（9）的上端均设置有喷头（11），所述喷头（11）上开设有多排喷孔，所述燃气外枪（9）的下端贯穿所述消音筒体（3）的底部后通过第一金属软管（15）连接有支接管（14），所有的所述支接管（14）通过环型枪管（13）相互连通，所述环型枪管（13）上设置有燃气接头（16），所述燃气外枪（9）的下端固定连接有固定连接板（12），所述消音筒体（3）的底部可拆卸地连接所述固定连接板（12）。

7.根据权利要求1所述的能烧重油、油浆和燃气的低NOx排放高效节能燃烧器，其特征在于，所述内油枪与所述外油枪均包括油枪外管（21）以及油枪内管（22），所述油枪外管（21）连接有油枪连接管（24），所有的所述油枪连接管（24）通过第二金属软管相互连通，所述油枪内管（22）连接有油枪连接支管（25），所有的所述油枪连接支管（25）通过第三金属软管（26）相互连通，所述内油枪的油枪内管（22）下端连接有油枪连接法兰（27），所述内油枪的油枪外管（21）的下端连接有雾化蒸汽连接法兰（28）或压缩空气连接法兰。

8.根据权利要求7所述的能烧重油、油浆和燃气的低NOx排放高效节能燃烧器，其特征在于，所述油枪外管（21）的下端固定连接有油枪连接板（23），所述消音筒体（3）的底部可拆卸地连接所述油枪连接板（23）。

9.根据权利要求7所述的能烧重油、油浆和燃气的低NOx排放高效节能燃烧器，其特征在于，所述内油枪的上端与所述外油枪的上端均设置有油喷头组件（20），所述油喷头组件（20）包括油喷头（17）和混合器（18），所述油喷头（17）的下端密封连接连接套（19）的上端，所述连接套（19）的下端连接所述油枪外管（21）的上端，所述混合器（18）的下端位于所述连接套（19）内并连接所述油枪内管（22）的上端，所述混合器（18）的中部与所述连接套（19）的上端密封连接，所述混合器（18）的上端位于所述油喷头（17）内，所述混合器（18）的下端内部通过第一通孔连通所述连接套（19）的下端内部，所述混合器（18）的上端内部通过第二通孔连通所述油喷头（17）的内部。

10.根据权利要求1所述的能烧重油、油浆和燃气的低NOx排放高效节能燃烧器，其特征在于，所述调风器（6）配有FGR烟气循环***。

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