CN211146484U - 超低氮燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了种超低氮燃烧装置，包括安装板，扩散筒，内筒，再循环套筒，若干燃料喷管，稳焰盘，垂直贯穿稳焰盘的中心喷管，贴合环布于内筒内侧的若干引燃喷管，与安装板连接的引风装置；扩散筒环设保温层，再循环套筒延伸至保温层，再循环套筒靠近保温层的一端开设若干呈环形布置的第一混气入口，燃料喷管形成位于第一混气入口外侧的第二混气入口，扩散筒靠近再循环套筒的一端形成径向向内收缩并与内筒连接的径缩环部，径缩环部开设若干第三混气通孔燃料喷管环形夹持保温层。本实用新型不仅提高了空气流速还进一步提高了对烟气的循环利用率，降低了燃料的能量密度，并在简化结构的同时保证了该超低氮燃烧装置的结构稳定性。

Description

超低氮燃烧装置

技术领域

本实用新型涉及燃烧器领域，更具体涉及超低氮燃烧装置。

背景技术

在工业锅炉、隧道窑炉和大型工业加热器中通常设置以天燃气(主要成分为甲烷)或者油等石化燃料为燃料的燃烧器，通过燃烧产生热量。现有技术中的燃烧器基本为采用扩散燃烧技术，并在燃烧器中通常设置主喷枪及旋风盘。天然气在主喷枪的前半段预热后将天然气与空气混合后进行燃烧。但这种结构的燃气燃烧器依然尾气中存在较高NO_X的问题，不符合国家节能减排及环保要求。低氮燃烧器是一种旨在降低燃烧器在燃烧时产生对环境有害的NO_X(即氮氧化合物)的新型燃烧器。

公开号为CN109099425A的中国发明专利还公开了一种烟气内循环超低氮燃烧器。该现有技术采用稳燃燃料管及旋流器起到稳定火焰的作用。热力型氮氧化物是燃烧用空气中的N₂在高温下氧化而生成的氮氧化物，其也是锅炉燃烧中最大的氮氧化物来源，也是低氮氧化物排放量控制的关键着眼点。在该现有技术中，虽然通过设置旋流器起到了稳定火焰的作用，但是其依然无法降低锥形环与旋流器附近的中心火焰温度，极易导致局部温度偏高而产生过量的热力型氮氧化物。同时，该现有技术还指出在旋流器外侧增加锥形环，由分级燃料管喷出的部分燃料撞击锥形环，可增加燃料与空气的混合，促进燃烧稳定，并能够促进烟气内循环的形成，减低燃烧区域的温度。然而，申请人指出该现有技术中的旋流器凹设于锥形环的中心内部，锥形环在事实上只能起到收拢火焰的技术效果。而其所揭示的烟气卷吸环虽然能实现一定程度上的烟气内循环，但是烟气卷吸环所开设的一圈卷吸孔远离旋流器，从而导致其所主张的通过设置烟气卷吸环能够显著减低氮氧化物的技术效果存疑，且该现有技术中所揭示的燃烧器对氮氧化物的排放控制效果并不理想。

同时，现有技术中的超低氮燃烧器通常处于1200℃以上的高温工作环境中。因此对超低氮燃烧器的结构稳定性提出了更高的技术要求。传统的超低氮燃烧器的结构稳定性并不理想。

有鉴于此，有必要对现有技术中的超低氮燃烧器予以改进，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于公开一种超低氮燃烧装置，用以克服现有技术中燃烧器所存在的上述缺陷，尤其是为了进一步提高对烟气循环利用率，降低燃烧区的氧含量、及火焰温度，降低氮氧化物产生量，并节约燃料的消耗量，同时提高该超低氮燃烧装置在高温工作环境中的结构稳定性。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种超低氮燃烧装置，包括：

安装板，

垂直配置于安装板上的扩散筒，

套设于扩散筒的内部并纵向凸伸出所述扩散筒的内筒，

套设于内筒外部的再循环套筒，

环布于所述再循环套筒外侧的若干燃料喷管，

稳焰盘，

垂直贯穿所述稳焰盘的中心喷管，以及

贴合环布于内筒内侧的若干引燃喷管，以及与安装板连接的引风装置；

所述扩散筒环设保温层，所述再循环套筒延伸至保温层，所述再循环套筒靠近保温层的一端开设若干呈环形布置的第一混气入口，所述燃料喷管形成位于第一混气入口外侧的第二混气入口，所述扩散筒靠近再循环套筒的一端形成径向向内收缩并与内筒连接的径缩环部，所述径缩环部开设若干第三混气通孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述引风装置由燃烧器本体及引风机组成，所述扩散筒向燃烧器本体方向延伸并与燃烧器本体围合形成环形燃气室，所述引燃喷管、中心喷管及燃料喷管与环形燃气室连通；

所述环形燃气室连接燃气进管，所述引风机包括电机，控制器及与环形燃气室连通的风罩，所述风罩内设置控制空气流量的第一阀门，所述燃气进管内设置控制燃气流量的第二阀门。

作为本实用新型的进一步改进，所述再循环套筒与扩散筒之间纵向分离，所述再循环套筒与扩散筒之间焊接至少一个三角形的连接件。

作为本实用新型的进一步改进，所述燃料喷管由纵向并分离配置的主燃料喷管及输气管组成，所述第二混气入口由主燃料喷管及输气管纵向分离所形成，所述主燃料喷管的内部直径大于输气管的内部直径。

作为本实用新型的进一步改进，所述主燃料喷管内部形成横截面积为S1的第一混气通道，所述输气管内部形成横截面积S2的第一燃气通道；所述第一混气通道的横截面积S1与第一燃气通道的横截面积S2之比为3:1～2:1。

作为本实用新型的进一步改进，所述再循环套筒外侧环设有4～8个等间距分布的燃料喷管。

作为本实用新型的进一步改进，所述主燃料喷管的自由端形成面向外侧的倾斜面，所述倾斜面与中心喷管的中轴线所形成的夹角为45度。

作为本实用新型的进一步改进，所述稳焰盘开设稳焰孔，以通过所述稳焰孔形成密集的纵向火焰；所述中心喷管延伸过稳焰盘的末端部环形分布若干横向喷射孔，以通过所述横向喷射孔形成横向火焰；所述稳焰盘横向凹陷布置于内筒的内部，且横向抵靠引燃喷管，以通过所述稳焰盘与内筒共同夹持引燃喷管，所述引燃喷管纵向延伸过稳焰盘。

作为本实用新型的进一步改进，所述燃料喷管环形夹持保温层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型所揭示的超低氮燃烧装置中再循环套筒延伸至保温层，并在再循环套筒靠近保温层的一端开设若干呈环形布置的第一混气入口，扩散筒靠近再循环套筒的一端形成径向向内收缩并开设若干第三混气通孔且与内筒连接的径缩环部，由此不仅提高了空气流速还进一步提高了烟气的循环利用率；通过在燃料喷管所形成的第二混气入口，还进一步降低了燃料的能量密度；最后，由于再循环套筒延伸至保温层并与保温层形成一体式结构，在简化结构的同时还保证了该超低氮燃烧装置的结构稳定性，以适应锅炉的燃烧室的高温工作环境。

附图说明

图1为本实用新型所揭示的超低氮燃烧装置与炉墙装配的结构示意图；

图2为本实用新型所示出的一种超低氮燃烧装置所包含的扩散筒与引风装置装配的结构示意图；

图3为本实用新型所示出的超低氮燃烧装置的半剖立体图；

图4为图1所示出的超低氮燃烧装置中气体流动路径及火焰喷射路径的概念图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

需要理解的是，在本申请中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”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，仅是为了便于描述本技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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技术方案的限制。

请参图1至图4所示出的本实用新型超低氮燃烧装置的一种具体实施方式。

在详细阐述本实用新型超低氮燃烧装置的具体技术方案之前，对本实用新型所涉及的技术概念予以必要说明。

本实施例所披露的一种超低氮燃烧装置以图1与图所示出的视角水平对接，并嵌入安装在图1的炉墙100中。该炉墙100可作为锅炉的一部分。表示空间方位的术语“内侧”与“外侧”均是相对于图3中的中心喷管30的中轴线200而言。表示空间方位的术语“外侧”、“侧前方”及“侧后方”中的前后位置关系均是指以图1所示出的视角中的纵向方向，其中，远离安装板52的方向是“前方”，靠近安装板52的方向是“后方”。因此，“外侧”、“侧前方”与“侧后方”是指同时相对于中轴线200的径向方向及纵向方向。同时，在本实施例中，术语“低氮”与术语“低氮氧化物”(低NOx)具等同技术含义。“燃料”特指具可流动性且能够燃烧的气体，在本实施例中，申请人将燃料选用天然气(其主要成分为甲烷，CH₄)作示范性说明，因此“燃料”与“天然气”在本实施例可作为等同技术特征予以理解。

具体而言，本实施例所揭示的超低氮燃烧装置，其包括：安装板52，垂直配置于安装板52上的扩散筒60，套设于扩散筒60的内部并纵向凸伸出所述扩散筒60的内筒40，套设于内筒40外部的再循环套筒10，环布于该再循环套筒10外侧的若干燃料喷管，稳焰盘31，垂直贯穿所述稳焰盘31的中心喷管30，以及贴合环布于内筒40内侧的若干引燃喷管80，以及与安装板52连接的引风装置；其中，多个燃料喷管环形夹持保温层64。燃料喷管独立且垂直安装于安装板52上，从而实现对单根燃料喷管的更换，且在更换过程中不需要破坏或者拆除保温层64。具体的，该保温层64的内部填充选用石棉绳与耐火泥混合制成的保温材料。

如图1与图3所示，在本实施例中，该扩散筒60环设保温层64，再循环套筒10延伸至保温层64，从而将再循环套筒10与保温层64形成一个整体，通过上述结构，显著地提高了该超低氮燃烧装置在高温工作环境中的结构稳定性。同时，在本实施例中，该保温层64形成一圈环形台阶641(参图1所示)，扩散筒60靠近安装板52的端部抵支在环形台阶641上。同时，扩散筒60进一步向燃烧器本体50的内部沿中轴线200的延伸方向予以延伸，并与内壳551形成一个连续结构。

尤其的，在本实施例中，该再循环套筒10靠近保温层64的一端开设若干呈环形布置的第一混气入口63，燃料喷管形成位于第一混气入口63外侧的第二混气入口211。多个第一混气入口63构成一个圆环形。同时，扩散筒60靠近再循环套筒10的一端形成径向向内收缩并与内筒40连接的径缩环部61，所述径缩环部61开设若干第三混气通孔66。具体的，该第三混气通孔66的数量可为一个，也可为两个或者数量更多，且最优选为如图3中所示出的形状，即，将径缩环部61展开后，该第三混气通孔66呈扇环形。第三混气通孔66连通第二混气通道19与环形腔体17，以提供空气进入到第二混气通道19的流通路径。

在本实施例中，该径缩环部61不仅能够用于连接内筒40，还能够通过径缩环部61所开设若干第三混气通孔66，将引风装置所鼓入的空气300沿箭头99所示出的流动途径穿过第三混气通孔66以进入到第二混气通道19中，并与第一混气入口63自燃烧室400中沿箭头209所示出的烟气进行混合，以在第二混气通道19中进行混气处理。

引风装置由燃烧器本体50及引风机70组成，扩散筒60向燃烧器本体50方向延伸并与燃烧器本体50围合形成环形燃气室55，引燃喷管80、中心喷管30及燃料喷管与环形燃气室55连通。环形燃气室55连接燃气进管51。该引风机70包括电机72，控制器71及与环形燃气室55连通的风罩73，风罩73内设置控制空气流量的第一阀门75，燃气进管51内设置控制燃气流量的第二阀门56。第一阀门75与第二阀门56均受控于该控制器71，并可通过该控制器71控制第一阀门75与第二阀门56的打开或者闭合的程度。该控制器71可选用单片机或者PLC控制的控制硬件，以控制电机72的转速与运行时间。控制器71与电机72均与市电连接。具体的，在本实施例中，该控制器71的型号为西门子LMV智能控制器。

安装板52呈圆形并通过螺栓(未示出)与炉墙100的内壁面贴合以可靠连接，从而将整个超低氮燃烧装置安装在炉墙100的内壁面上。同时，扩散筒60、中心喷管30、再循环套筒10及稳焰盘31等实体组件均采用能够承受1200℃以上的耐热不锈钢合金制成。

再循环套筒10的自由端(即远离安装板52的一端)形成外扩的圆环形的扩口部11，以通过该扩口部11扩大主火焰213的火焰半径，使天然气与空气能够形成涡流，从而提高天然气的燃烧效率。扩口部11的内壁面111与中心喷管30的中轴线200形成45度的夹角，并通过该扩口部11对引燃火焰96起到引导作用，以形成外扩的引燃火焰96。该超低氮燃烧装置与图2所示出的引风装置连接。通过上述结构，能够强化如图3所示出的主火焰213在径向方向上的扩散程度，并有利于强化燃烧室400内的还原性烟气向安装板52方向的再循环。所述还原性烟气内含有因天然气不完全燃烧所形成的碳离子、氢离子、一氧化碳，从而降低了燃烧室400内热力型氮氧化物的含量。

引风装置的作用是从外界吸入含有氧气的空气(氧气含量约为21％)。电机72的输出轴(未示出)位于风罩73的部分配置叶片，以通过叶片的转动形成空气流300。空气流300可贯穿该燃烧器本体50，在扩散筒60与内筒40作用下分别形成箭头94所示出的空气流、箭头99所示出的空气流。风罩73的底部设置进风口74，外界中的空气沿箭头704进入到风罩73中。空气流300同时通入由扩散筒60与内筒40所形成的环形腔体17、由中心喷管30与内筒40所形成的环形腔体18中。

结合2所示，安装板52连接燃烧器本体50及燃气输送总管51。天然气以箭头501的方向通入燃气输送总管51中。该燃气进管51的横截面积为S5。燃烧器本体50的内部为空心结构并与燃气输送总管51连通，燃烧器本体50内置有管道92及管道53。管道92与中心喷管30连通，以向中心喷管30内输送天然气。管道53呈环形布置，并与引燃喷管80的数量相等，以将每一个管道53与引燃喷管80连通，以向引燃喷管80中独立输送天然气(参图3中的箭头93所示)。天然气以箭头92所示出的方向通入中心喷管30中。

结合图1所示，燃料喷管由纵向并分离配置的主燃料喷管20及输气管21组成，且该燃烧器本体50还可另外设置多个为燃料喷管独立输送天然气的管道215，且上述管道215均与环形燃气室55连通。环形燃气室55由外壳及内壳551组成，管道53及管道54贯通内壳551，并建立输气管21及中心喷管30与环形燃气室55的天然气供应路径。

同时，在本实施例中，再循环套筒10的外侧环形布置六个引燃喷管80；优选的，可将引燃喷管80与每一个主燃料喷管20配置为共同指向中心喷管30的中轴线200的方式，以便于引燃喷管80引燃主燃料喷管20，以形成一圈主火焰213。在本实施例中，通过设置一圈引燃喷管80，并有利于使得主火焰213的燃烧具有更好的稳定性，防止该超低氮燃烧器在点火过程中可能产生的“脱火”及“爆燃”现象，提高了该超低氮燃烧器工作的使用安全性及燃烧稳定性。

参图1所示，燃料喷管由纵向并分离配置的主燃料喷管20及输气管21组成，第二混气入口211由主燃料喷管20及输气管21纵向分离所形成，主燃料喷管20的内部直径大于输气管21的内部直径。主燃料喷管20与输气管21呈同轴且纵向布置，并在主燃料喷管20与输气管21通过两个三角形的连接件218通过焊接方式予以连接。同时，参图1所示，在本实施例中，该主燃料喷管20的末端延伸过再循环套筒10的扩口部11，并与再循环套筒10的扩口部11之间形成d2的距离。通过上述结构，使得主火焰213的火焰根部适当的远离稳焰盘31所形成短小且密集的纵向火焰314，从而更有利于降低中心火焰温度，从而降低热力型氮氧化物的产生。具体的，在本实施例中，d2为2厘米。

参图1、图2及图4所示，在本实施例中，该主燃料喷管20内部形成横截面积为S1的第一混气通道203，输气管21内部形成横截面积S2的第一燃气通道217。该第一混气通道203的横截面积S1与第一燃气通道217的横截面积S2之比为3:1～2:1，并最优选为2.5:1。中心喷管30内部形成横截面积为S3的第二燃气通道307，引燃喷管80内部形成横截面积为S4的第三燃气通道803。

再循环套筒10外侧环形等间距的布置4～8个燃料喷管，并在本实施例中，再循环套筒10外侧环形等间距的布置六个燃料喷管。该燃料喷管的数量并不具体限定，可视实际需要对燃料喷管的数量进行增加或者减少，并且上述六个燃料喷管消耗绝大部分的燃料，形成主火焰213(参图4所示)。再循环套筒10与扩散筒60之间纵向分离，并由所述再循环套筒10的尾端形成环形的第一混气入口63，燃料喷管形成位于第一混气入口63外侧的第二混气入口211。

燃烧室400中的烟气(烟气中的氧气含量为3～5％)沿图1或者图4中的箭头201所示出的流动路径，自该第二混气入口211进入到第一混气通道203中。在本实施例中，由于在天然气内混入了大量还原性离子成分的烟气，该还原性离子包括碳离子、氢离子、一氧化碳。通过向第一混气通道203中混入上述还原性离子成分的烟气，降低了主火焰213在燃烧过程中在燃烧室400中氮气分子与氧气分子的结合概率，从根本上遏制了氮气分子与氧气分子的结合几率，从而显著地降低了燃烧室400内热力型氮氧化物的含量；此外，由于向第一混气通道203中混入上述还原性离子成分的烟气，使得自第一燃气通道217中输送的天然气的能量密度予以降低。

同时，在本实施例中，该再循环套筒10与内筒40同轴且嵌套设置，以形成环形的第二混气通道19。烟气被炉墙100阻挡并形成箭头209所所示出的流动路径，以将烟气重新沿箭头301及箭头209所示出的烟气流动路径，将烟气自第一混气入口63重新回流至环形的第二混气通道19中进行再次混气处理，以降低环形的第二混气通道19中的氧气含量。该第一混气入口63呈圆环形。箭头95为包含空气及回流的烟气的流经路径。通过上述技术方案，不仅提高了烟气的循环利用率，还进一步降低了燃料(即天然气)的能量密度，以遏制NOx的产生量。

环形腔体17在引风机70的作用下向第二混气通道19中输送新鲜空气，并通过第一混气入口62吸入回流的烟气。具体的，环形腔体17向第二混气通道19中每输送1M³的新鲜空气可通过第一混气入口63吸入回流的烟气约0.5～1M³。同时，在本实施例中，第一燃气通道217向燃烧室400输送1M³的天然气的过程中可通过第二混气入口211吸入回流的烟气约0.5～1M³。引风装置向炉膛的燃烧室400所鼓入的新鲜空气通过环形腔体18向燃烧室400进行输送。

通过设置第一混气入口63与第三混气通孔66，从而将自环形腔体17向第二混气通道19中所输送的新鲜空气中的氧气含量从21％降低至10～18％，在保证燃烧室400内主火焰213燃烧稳定的同时，也能够在第二混气通道19远离安装板52处的环形区域中形成“贫氧区”。由于内筒40向燃烧室400输送新鲜空气，从而在内筒40的开口处形成“富氧区”。由此使得主火焰213末端空间的烟气及火焰沿箭头97及箭头98所示出的路径，回流至“富氧区”，从而保证了天然气的充分燃烧，同时降低了主火焰213的火焰温度，同时能够使得主火焰213的火焰温度在燃烧室400中趋于均匀。

经过实际测算，本实施例所揭示的超低氮燃烧装置在形成燃烧室400的炉膛上使用时，当燃烧室400中的热负荷小于1200kw/m³时，氮氧化物的排放量小于28mg/m³。

参图1及图3所示，稳焰盘31开设稳焰孔312，稳焰孔312在稳焰盘31中沿径向方向均匀开设，并与环形腔体18连通。以通过所述稳焰孔312形成密集的纵向火焰314。中心喷管30延伸过稳焰盘31的末端部环形分布若干横向喷射孔311，以通过横向喷射孔311形成横向火焰315。稳焰盘31横向凹陷布置于内筒40的内部，且横向抵靠引燃喷管80，以通过所述稳焰盘31与内筒40共同夹持引燃喷管80，引燃喷管80纵向延伸过稳焰盘31，但不在纵向方向上延伸过内筒40。

需要说明的是，在本实施例中，稳焰盘31与内筒40之间依然会形成径向宽度与引燃喷管80的外径相等的一圈间隔布置的间隙303，自引风装置所鼓入的空气可沿图4中箭头94的方向水平喷射至燃烧室400中，以辅助引燃喷管80的燃烧。

引燃喷管80在本实施例中的作用是形成外扩的引燃火焰96，并通过该引燃火焰96引燃再循环套筒10外侧的六个燃料喷管，而形成一圈主火焰213。引燃喷管80贴合设置于内筒40的内壁面401；作为实施例的合理变形，还可将引燃喷管80与内筒40为一体式结构，甚至还可将引燃喷管80贴合设置于内筒40的外壁面402，或者将引燃喷管80依次交替设置贴合设置于内筒40的内壁面401与外壁面402。同时，引燃喷管80优选为与设置于再循环套筒10外侧的燃料喷管共同指向该中心喷管30的中轴线200。

稳焰盘31横向凹陷布置于内筒40的内部，不仅利于稳焰盘31形成稳定且短小的纵向火焰314，还能够在内筒40的开口处的“富氧区”中形成稳定的纵向火焰，并由纵向火焰314引燃一圈引燃喷管80，以由引燃喷管80形成外扩的引燃火焰96，并有利于提高引燃火焰96燃烧的稳定性，并最终通过引燃火焰96点燃主火焰213，从而显著地提高了主火焰213的稳定性，且能够降低纵向火焰314的温度，从而显著降低了稳焰盘31附近“富氧区”中氮氧化物的产生量。***一圈燃料喷管通过引燃火焰96形成稳定燃烧的主火焰213。在燃烧室400内形成“贫氧区”，该主火焰213在燃烧室400中形成大范围的火焰循环与热量循环，以维持一圈主火焰213、一圈引燃火焰96及中心火焰(即纵向火焰314)的稳定燃烧。

同时，在本实施例中，通过稳焰盘31所形成的短小火焰，即上述纵向火焰314，能够降低该超低氮燃烧装置在待机工作及正常工作时中心火焰的温度，从而降低氮氧化物的产生量，尤其能够降低热力型氮氧化物的产生量。同时，中心喷管30的末端可配置为插接连接的中心燃烧头32，中心燃烧头32的环布一圈横向喷射孔311(参图4所示)；或者省略该中心燃烧头32，并直接在末端封闭的中心喷管30的末端直接开设一圈横向喷射孔311(参图3所示)。参图4所示，该超低氮燃烧装置还包括靠近中心喷管30并与其平行设置的点火电极81，点火电极81延伸过稳焰盘31，并形成径向向内弯曲的点火针811，从而通过点火针811引燃沿箭头92并在中心喷管30中流动的天然气，以引燃整个稳焰盘31。

重新参图1所示，主燃料喷管20的自由端形成面向外侧的倾斜面202，所述倾斜面202与中心喷管30的中轴线200所形成的夹角为锐角，并具体为30～60度之间，并优选为45度。在本实施例中，由于在主燃料喷管20的自由端形成了一圈倾斜面202，且每一圈斜面均与中轴线200形成锐角。

通过上述结构，进一步扩大了由六个主火焰213所组成的火焰的燃烧半径，使天然气与空气能够形成涡流，从而加速烟气从第一混气入口63及第二混气入口211分别进入至第二混气通道19与第一混气通道203中，以进一步提高对烟气的重复利用率及循环量。第二混气入口211呈圆环形。同时，通过将主燃料喷管20的自由端形成面向外侧的倾斜面202，进一步降低了天然气在高温区的停留时间，从而遏制氮氧化物的产生。该主燃料喷管20的自由端是远离安装板52的一端端部。

第二混气通道19中箭头95所对应的混合气体(该混合气体包含自引风机70通过第三混气通孔66所鼓入的新鲜空气，以及自第一混气入口63回流的烟气)被鼓入燃烧室400中，并参与燃烧。

同时，在本实施例中，所有第一燃气通道217的横截面积S2之和占燃气输送总管51的总燃气输送量的70～90％，所有第二燃气通道217的横截面积S3之后占燃气输送总管51的总燃气输送量的5～15％，所有第三燃气通道803的横截面积S4之和占燃气输送总管51的总燃气输送量的5～15％。进一步优选的，可将上述燃气消耗比例的设定进一步限定为如下：

所有第一燃气通道217的横截面积S2之和占燃气输送总管51的总燃气输送量的80％，所有第二燃气通道217的横截面积S3之后占燃气输送总管51的总燃气输送量的10％，所有第三燃气通道803的横截面积S4之和占燃气输送总管51的总燃气输送量的10％。通过上述燃气消耗比例的设定，能够确保一圈主火焰213的持续稳定的燃烧，还能够降低中心火焰的火焰温度，以降低热力型氮氧化物的产生量；同时，还能确保主火焰213、横向火焰315级及纵向火焰314燃烧的稳定性，解决了传统的低氮燃烧器在燃烧时容易发生“脱火”及由于天然气燃烧不充分所导致的“爆燃”现象，从而显著地提高了该超低氮燃烧器在燃烧时的稳定性与安全性。

如图2及图4所示，在本实施例中，扩散筒60的厚度整体保持相同，并在该扩散筒60靠近再循环套筒10的一端形成径向向内收缩的径缩环部61，以通过所述径缩环部61与内筒40提升流经由扩散筒60与内筒40所形成的环形腔体17中空气的流速。具体而言，通过设置径缩环部61能够对径缩环部61的内壁面611对箭头99所示出的空气流起到汇集压缩作用，以提高箭头99所示出的空气流的流速，防止空气从圆环形的第二混气通道19的开口处散逸至燃烧室400中，以利于形成箭头95所对应的混合气体。

本实施例所揭示的烟气内循环超低氮燃烧器综合FIR(Fuel Inner Return，烟气内循环)与FGR(Fuel Gas Return，烟气外循环)的技术优势，显著地提高了燃烧室400内的烟气循环量；同时实现了主火焰213、引燃火焰96及中心火焰(即纵向火焰314)的稳定燃烧。该烟气内循环超低氮燃烧器能够降低燃烧区的火焰温度，尤其能够降低“富氧区”的中心火焰温度，避免形成局部高温区，降低了整个燃烧室400中的空气过量系数，并能够节约燃料的消耗量约4％。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.超低氮燃烧装置，其特征在于，包括：

安装板(52)，

垂直配置于安装板(52)上的扩散筒(60)，

套设于扩散筒(60)的内部并纵向凸伸出所述扩散筒(60)的内筒(40)，

套设于内筒(40)外部的再循环套筒(10)，

环布于所述再循环套筒(10)外侧的若干燃料喷管，

稳焰盘(31)，

垂直贯穿所述稳焰盘(31)的中心喷管(30)，以及

贴合环布于内筒(40)内侧的若干引燃喷管(80)，以及与安装板(52)连接的引风装置；

所述扩散筒(60)环设保温层(64)，所述再循环套筒(10)延伸至保温层(64)，所述再循环套筒(10)靠近保温层(64)的一端开设若干呈环形布置的第一混气入口(63)，所述燃料喷管形成位于第一混气入口(63)外侧的第二混气入口(211)，所述扩散筒(60)靠近再循环套筒(10)的一端形成径向向内收缩并与内筒(40)连接的径缩环部(61)，所述径缩环部(61)开设若干第三混气通孔(66)。

2.根据权利要求1所述的超低氮燃烧装置，其特征在于，所述引风装置由燃烧器本体(50)及引风机(70)组成，所述扩散筒(60)向燃烧器本体(50)方向延伸并与燃烧器本体(50)围合形成环形燃气室(55)，所述引燃喷管(80)、中心喷管(30)及燃料喷管与环形燃气室(55)连通；

所述环形燃气室(55)连接燃气进管(51)，所述引风机(70)包括电机(72)，控制器(71)及与环形燃气室(55)连通的风罩(73)，所述风罩(73)内设置控制空气流量的第一阀门(75)，所述燃气进管(51)内设置控制燃气流量的第二阀门(56)。

3.根据权利要求1所述的超低氮燃烧装置，其特征在于，所述再循环套筒(10)与扩散筒(60)之间纵向分离，所述再循环套筒(10)与扩散筒(60)之间焊接至少一个三角形的连接件(218)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的超低氮燃烧装置，其特征在于，所述燃料喷管由纵向并分离配置的主燃料喷管(20)及输气管(21)组成，所述第二混气入口(211)由主燃料喷管(20)及输气管(21)纵向分离所形成，所述主燃料喷管(20)的内部直径大于输气管(21)的内部直径。

5.根据权利要求4所述的超低氮燃烧装置，其特征在于，所述主燃料喷管(20)内部形成横截面积为S1的第一混气通道(203)，所述输气管(21)内部形成横截面积S2的第一燃气通道(217)；所述第一混气通道(203)的横截面积S1与第一燃气通道(217)的横截面积S2之比为3:1～2:1。

6.根据权利要求4所述的超低氮燃烧装置，其特征在于，所述再循环套筒(10)外侧环设有4～8个等间距分布的燃料喷管。

7.根据权利要求4所述的超低氮燃烧装置，其特征在于，所述主燃料喷管(20)的自由端形成面向外侧的倾斜面(202)，所述倾斜面(202)与中心喷管(30)的中轴线(200)所形成的夹角为45度。

8.根据权利要求1所述的超低氮燃烧装置，其特征在于，所述稳焰盘(31)开设稳焰孔(312)，以通过所述稳焰孔(312)形成密集的纵向火焰(314)；所述中心喷管(30)延伸过稳焰盘(31)的末端部环形分布若干横向喷射孔(311)，以通过所述横向喷射孔(311)形成横向火焰(315)；

所述稳焰盘(31)横向凹陷布置于内筒(40)的内部，且横向抵靠引燃喷管(80)，以通过所述稳焰盘(31)与内筒(40)共同夹持引燃喷管(80)，所述引燃喷管(80)纵向延伸过稳焰盘(31)。

9.根据权利要求1所述的超低氮燃烧装置，其特征在于，所述燃料喷管环形夹持保温层(64)。

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