CN204704817U - 一种低氮氧化物燃气燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低氮氧化物燃气燃烧器，包括一级燃烧器和二级燃烧器；所述一级燃烧器设于中心，所述二级燃气燃烧器设于所述一级燃烧器的***；所述一级燃烧器由环向对称布置的中心燃气喷管和设于中心燃气喷管前方的一级旋流器构成；所述二级燃烧器由外层燃气管、外层燃气喷口、文丘里通道以及二级旋流器构成，所述外层燃气喷口和外层燃气管均环向对称布置，所述外层燃气喷口通过外层燃气空腔与外层燃气管连通，所述文丘里通道设于外层燃气喷口和中心燃气喷管之间，所述二级旋流器设于所述文丘里通道的出口处。本实用新型具有燃烧区域火焰温度均匀，无明显高温区域产生，进而抑制了氮氧化物排放的优点。

Description

一种低氮氧化物燃气燃烧器

技术领域

本实用新型属于燃烧器技术领域，尤其涉及一种低氮氧化物燃气燃烧器。

背景技术

随着环保要求的提高和天然气使用的普及，低污染燃气燃烧技术越来越得到企业的重视。燃气燃烧具有安全高效、操作简便等特点，理应得到推广应用。

目前我国燃气燃烧器的应用存在粗放、设计不合理等缺点，导致其污染物排放大多不满足现行环保标准。

燃气燃烧器运行时产生的NOx主要为NO，因此，研究燃烧过程中NOx的生成途径主要是研究NO的生成途径。燃烧过程的NO生成型式主要有三种：第一种为为热力型(Thermal NO)，第二种为是快速型(Prompt NO)，第三种为燃料型(Fuel NO)。工程上由于实际燃气特性所限，燃料型NO和快速型NO的生成较难控制，一般通过控制热力型NO的生成来达到抑制NOx排放的目的。

在现有的一些低氮燃烧技术，主要以燃烧分级技术、浓淡燃烧技术等为基础，但是燃气和空气的分布，以及相应的分配调节机构和空气的通道结构形式均没有进行***的研究，导致燃气燃烧器在实际使用中存在温度场不均匀、燃烧不充分等问题，污染物也无法得到很好的控制。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种氮氧化物排放低的低氮氧化物燃气燃烧器，以克服现有技术存在的不足。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种低氮氧化物燃气燃烧器，其特征在于：包括一级燃烧器和二级燃烧器；所述一级燃烧器设于中心，所述二级燃气燃烧器设于所述一级燃烧器的***；所述一级燃烧器由环向对称布置的中心燃气喷管和设于中心燃气喷管前方的一级旋流器构成；所述二级燃烧器由外层燃气管、外层燃气喷口、文丘里通道以及二级旋流器构成，所述外层燃气喷口和外层燃气管均环向对称布置，所述外层燃气喷口通过外层燃气空腔与外层燃气管连通，所述文丘里通道设于外层燃气喷口和中心燃气喷管之间，所述二级旋流器设于所述文丘里通道的出口处。

还包括有燃气总管，所述外层燃气管和所述中心燃气喷管均连通所述燃气总管。

所述燃气总管和中心燃气喷管位于一中心套筒内，所述中心套管内部形成中心风通道，所述中心套筒与所述外层燃气管、外层燃气空腔之间形成内层风通道，所述文丘里通道位于所述内层风通道的出口处。

所述外层燃气空腔和炉壁之间形成外层风通道。

所述外层燃气空腔的后部设有连接到中心套管上且竖向布置的进风隔板，所述进风隔板与所述外层燃气空腔之间设有调节风门。

所述进风隔板与安装口之间具有连通到中心风通道的进风间隙。

采用上述技术方案，该燃烧器的烧方法为：

通过控制燃气和空气配比，由一级燃烧器生成进行贫氧燃烧的一级燃烧区域，由二级燃烧器生成进行过氧燃烧的位于所述一级燃烧区域外侧的二级燃烧区域。

其中燃气和空气的配比方法为：在中心一级燃烧器喷出的空气量低于燃气燃烧所需理论空气量，从而发生贫氧燃烧反应，形成一级燃烧区域；同时，外侧二级燃烧器喷出空气量高于燃气燃烧所需理论空气量，从而发生过氧燃烧反应，形成二级燃烧区域。这样的燃烧方式能够保证燃烧区平均温度较低且温度场均匀。

另外，空气通过所述文丘里通道的加速作用产生高速直流风，将一级燃烧区域的燃烧火焰产生的烟气卷吸回一级燃烧区域，降低此区域燃烧平均温度。并且，通过外层风通道在燃烧火焰的最外侧，布置少量直 流风，直吹至火焰尾部与部分未燃烧完全的高温燃气再次进行燃烧反应，保证燃烧完全。

可见，本实用新型具有燃烧区域火焰温度均匀，无明显高温区域产生，进而抑制了氮氧化物排放的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的低氮氧化物燃气燃烧器，为筒状结构，其包括有外壳201、中心套筒202、外层燃气空腔203、调节风门4、燃气总管6、点火枪7、安装口8、外层燃气管5、中心燃气喷管9、一级旋流器10、二级旋流器11。

其中，安装口8由竖向的口部挡板81和连接在口部挡板81边缘的环状围板82构成。

燃气总管6位于燃烧器的中心，穿过安装口8的口部挡板81，向炉膛延伸；外层燃气管5和中心燃气喷管9均为数根，环向对称布置在燃气总管6的四周，且均与燃气总管6连通，其中，中心燃气喷管9布置在中心，外层燃气管5布置在***。

中心套管202套在中心燃气喷管9和外层燃气管5之间。外层燃气空腔203一端与外层燃气管5的喷出口连接，另一端的端面上方分布有环向对称布置的外层燃气喷口12。

在外层燃气空腔203的后部设有竖向的进风隔板21，该进风隔板21焊接在中心套管202上，调节风门4设置在该进风隔板21与外层燃气空腔203之间。在外层燃气空腔203的内壁板213和中心套管202之间还形成文丘里通道2。文丘里通道2的出口22位置比中心燃气喷管9的喷口位置略微超前。

燃气总管6的端头还分布环向布置的燃气喷口。一级旋流器10安装 在燃气总管6的端头并可在燃气总管6的端头上进行轴向位置滑动调节，用于旋流空气和直流空气的按合适比例分配。中心燃气喷管9的燃气喷口恰好位于一级旋流器10的后方，且位置接近。

二级旋流器11安装在中心套管202的端头，即文丘里通道2的出口22位置，且该二级旋流器11可在中心套管202的端头上进行轴向位置滑动调节，用于旋流空气和直流空气的按合适比例分配。

点火枪7固定在燃气总管6旁，其点火头接近中心燃气喷管9的燃气喷口。

另外，在安装口8的环向围板82与进风隔板21之间具有进风间隙23，经进风间隙23、口部挡板81与进风隔板21之间的通道、中心套筒202的内部形成中心风通道101。外层燃气空腔203的外壁板223与炉壁100之间形成外层风通道1。经调节风门4和文丘里通道2形成内层风通道102。

在该低氮氧化物燃气燃烧器中，一级旋流器10、中心燃气喷管9形成了一级燃烧器。中心燃气喷管9将燃气分散供给，避免混合气流中燃气混合不充分；文丘里通道2、二级旋流器11、外层燃气喷口12形成了二级燃烧器，布置在一级燃烧器的***。进入内层通道102中的风通过文丘里通道2加速流出，部分经过二级旋流器旋流喷出，部分直流喷出。燃气喷口通过合理角度分散喷出。

点火枪7利用少量燃气和空气产生稳定火焰，用于主燃烧器引燃作用。

本实用新型的低氮氧化物燃气燃烧器的***组成，与其它低氮氧化物燃气燃烧器不同，本实用新型采用燃料分级和空气分级的方法，通过燃气和空气配比，在一级燃烧器燃烧区域，保证发生贫氧燃烧，而在二级燃烧器燃烧区域，发生过氧燃烧，同时在二级燃烧器外侧，空气通过文丘里管的加速作用产生高速直流风，能够将燃烧火焰产生的烟气卷吸回燃烧区，降低了燃烧区的平均火焰温度。在燃烧火焰的最外侧，布置少量直流风，直吹至火焰尾部与部分未燃烧完全的高温燃气再次进行燃烧反应。这个设计保证燃烧火焰充满炉膛，且燃烧区域火焰温度均匀， 无明显高温区域产生，进而抑制了氮氧化物排放。

因此，本实用新型具有燃烧区域火焰温度均匀，无明显高温区域产生，进而抑制了氮氧化物排放的优点。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本实用新型所提出的权利要求的保护范围内，利用本实用新型所揭示的技术内容所作出的局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本实用新型的技术特征内容，均仍属本实用新型技术特征的范围内。

Claims (6)

1.一种低氮氧化物燃气燃烧器，其特征在于：包括一级燃烧器和二级燃烧器；所述一级燃烧器设于中心，所述二级燃气燃烧器设于所述一级燃烧器的***；所述一级燃烧器由环向对称布置的中心燃气喷管和设于中心燃气喷管前方的一级旋流器构成；所述二级燃烧器由外层燃气管、外层燃气喷口、文丘里通道以及二级旋流器构成，所述外层燃气喷口和外层燃气管均环向对称布置，所述外层燃气喷口通过外层燃气空腔与外层燃气管连通，所述文丘里通道设于外层燃气喷口和中心燃气喷管之间，所述二级旋流器设于所述文丘里通道的出口处。

2.根据权利要求1所述的低氮氧化物燃气燃烧器，其特征在于：还包括有燃气总管，所述外层燃气管和所述中心燃气喷管均连通所述燃气总管。

3.根据权利要求1所述的低氮氧化物燃气燃烧器，其特征在于：所述燃气总管和中心燃气喷管位于一中心套筒内，所述中心套管内部形成中心风通道，所述中心套筒与所述外层燃气管、外层燃气空腔之间形成内层风通道，所述文丘里通道位于所述内层风通道的出口处。

4.根据权利要求3所述的低氮氧化物燃气燃烧器，其特征在于：所述外层燃气空腔和炉壁之间形成外层风通道。

5.根据权利要求4所述的低氮氧化物燃气燃烧器，其特征在于：所述外层燃气空腔的后部设有连接到中心套管上且竖向布置的进风隔板，所述进风隔板与所述外层燃气空腔之间设有调节风门。

6.根据权利要求5所述的低氮氧化物燃气燃烧器，其特征在于：所述进风隔板与安装口之间具有连通到中心风通道的进风间隙。