CN220541080U - 一种丙烷分级燃烧燃气引射的低氮燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及燃烧器技术领域，公开了一种丙烷分级燃烧燃气引射的低氮燃烧器，包括空气通道筒和与其同轴设置的燃气通道管；空气通道筒套设于燃气通道管外侧；燃气通道管的末端依次同轴有燃气收缩段、燃气平直段；空气通道筒的末端依次同轴设置有中间空气收缩段、中间空气平直段14和空气调整段；空气调整段的***径向圆周均匀分布有多根***气体燃料引射器；***气体燃料引射器端头设置有径向分散孔；燃气通道管上径向圆周均匀分布有多根燃气***喷射管；燃气通道管端部设置有径向燃料喷射管、径向燃料喷射孔以及防回火稳焰盘。本实用新型通过增加***的气体燃料高速引射，使下游的烟气回流和气体燃料混合，降低火焰温度，减少氮氧化合物生成。
Description
技术领域
本实用新型属于燃烧器技术领域，具体涉及一种丙烷分级燃烧燃气引射的低氮燃烧器。
背景技术
当前社会环境问题日益突出，国际社会愈发关注环境污染带来的影响和后果。在我国，能源供需和环境污染的矛盾日益突出，大气污染引气的酸雨、雾霾等持续的对社会发展、人类健康带来严重的伤害，为此国家对环保要求日益严格，最新的大气排放标准降低了烟尘浓度、NOx、CO等污染气体的排放量。因此无论是作为应对国家政策对排放的严格要求，还是各种燃气的大量使用引发的节能和排放的环保需求，研制低NOx排放的燃烧器将成为解决这些矛盾的关键因素。因此，一种低NOx燃气燃烧器结构的设计对于组织燃烧、降低污染物排放尤为重要。
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。如何设计一种是目前研发技术人员急需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种丙烷分级燃烧燃气引射的低氮燃烧器，将分级燃烧技术、预混燃烧技术应用到强制鼓风燃烧器技术中，旨在解决常用化工锅炉丙烷燃气燃烧器氮氧化物排放高和燃烧不稳定等问题。
为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种丙烷分级燃烧燃气引射的低氮燃烧器，包括空气通道筒和与其同轴设置的燃气通道管，所述空气通道筒套设于燃气通道管外侧；
所述燃气通道管的末端依次同轴有燃气收缩段、燃气平直段；所述空气通道筒的末端依次同轴设置有中间空气收缩段、中间空气平直段和空气调整段；所述空气调整段包括喇叭段、平直段和空气收口，所述空气调整段的***径向圆周均匀分布有多根***气体燃料引射器，所述***气体燃料引射器端头设置有径向分散孔；所述燃气通道管上径向圆周均匀分布有多根燃气***喷射管；所述燃气***喷射管的末端置于***气体燃料引射器内；所述燃气通道管端部设置有径向燃料喷射管、径向燃料喷射孔以及防回火稳焰盘。
进一步，所述***气体燃料引射器包括引射口和引射筒；所述引射筒两端开口；所述引射口为缩小状；所述引射口孔径较小的一端与引射筒连接；所述燃气***喷射管的末端置于引射口内；所述引射筒的孔径大于燃气***喷射管的孔径。
进一步，所述径向燃料喷射管和径向燃料喷射孔均设置在防回火稳焰盘和燃气通道管的端部之间。
进一步，所述防回火稳焰盘表面圆周均布有空气通气孔或者空气旋流叶片。
进一步，所述空气旋流器叶片的叶片数量为6～12个。
进一步，所述空气旋流器叶片的旋流角度为20°～60°。
进一步，所述径向燃料喷射管的数量为4～10根。
进一步，所述燃气***喷射管的数量为4～12根，所述***气体燃料引射器的数量与燃气***喷射管的数量保持一致。
进一步，所述径向燃料喷射孔的数量为4～12个。
与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)燃料与空气均进行多次分级，使得燃烧更加充分，提高燃烧效率；
(2)增加***的气体燃料高速引射，使下游的烟气回流和气体燃料混合，降低火焰温度，减少氮氧化合物生成；
(3)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
本实用新型可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；
图1为本实用新型一种丙烷分级燃烧燃气引射的低氮燃烧器的剖视图；
图2为本实用新型一种丙烷分级燃烧燃气引射的低氮燃烧器的局部示意图；
图3为本实用新型一种丙烷分级燃烧燃气引射的低氮燃烧器使用空气通气孔时的侧视图；
图4为本实用新型一种丙烷分级燃烧燃气引射的低氮燃烧器使用空气旋流片时的侧视图；
图5是本实用新型一种丙烷分级燃烧燃气引射的低氮燃烧器的立体图。
主要元件符号说明如下：
空气通道筒1；燃气通道管2；燃气***喷射管3；***气体燃料引射器4；径向分散孔5；空气收缩段6；防回火稳焰盘7；径向燃料喷射管8；空气通气孔9；空气收口10；径向燃料喷射孔11；空气旋流叶片12；燃气收缩段13；中间空气平直段14。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明，需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号，附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“前”、“后”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本实用新型的保护范围。
如图1-5所示，一种丙烷分级燃烧燃气引射的低氮燃烧器，包括空气通道筒1和与其同轴设置的燃气通道管2，所述空气通道筒1套设于燃气通道管2外侧：
所述燃气通道管2的末端依次同轴有燃气收缩段13、燃气平直段；具体而言燃气通道管2的孔径大于燃气平直段的孔径，燃气收缩段13靠近燃气通道管2的一端孔径与燃气通道管2的孔径大小保持一致，燃气收缩段13靠近燃气平直段的一端孔径与燃气平直段的孔径大小保持一致，燃气收缩段13的孔径大小由燃气通道管2向燃气平直段逐渐变小；由于燃气通道管2孔径大于燃气平直段的孔径以及燃气收缩段13逐渐变小的设计，燃气在管道中流动时会逐渐加速。这种加速效应可以促使燃气与空气更好地混合，增强燃烧过程中的气体扩散和混合效果；
所述空气通道筒1的末端依次同轴设置有中间空气平直段14、空气调整段；该空气收缩段6的形状、结构与上述燃气收缩段13类似，在此就不再赘述。所述空气调整段包括喇叭段、平直段和空气收口10，该平直段的孔径大小介于中间空气平直段14和空气通道筒1之间；平直段一端与收缩段相连，另一端与喇叭段连接；所述空气调整段的***径向圆周均匀分布有多根***气体燃料引射器4，所述***气体燃料引射器4端头设置有多个径向分散孔5；所述燃气通道管2上径向圆周均匀分布有多根燃气***喷射管3；所述燃气***喷射管3的末端置于***气体燃料引射器4内；所述燃气通道管2端部设置有径向燃料喷射管8、径向燃料喷射孔11以及防回火稳焰盘7。
与现有技术相比，该燃烧器通过燃气通道管2和空气通道筒1的特殊结构设计，有效地降低了氮氧化物的生成。与传统燃烧器相比，它可以显著减少对环境的污染。优化的通道结构和混合设计使得燃气和空气能够更好地混合，提高了燃烧效率。这可以降低燃料消耗并减少能源浪费。此外，通过引入***气体燃料引射器4和燃气***喷射管3，***的气体燃料高速引射，使下游的烟气回流和气体燃料混合，降低火焰温度，减少氮氧化合物生成。
在一些实施例中，所述***气体燃料引射器4包括引射口和引射筒；所述引射筒两端开口；所述引射口为缩小状；所述引射口孔径较小的一端与引射筒连接；所述燃气***喷射管3的末端置于引射口内；所述引射筒的孔径大于燃气***喷射管3的孔径。
通过引射筒的设计，可以调节气体的速度和流量，确保***气体燃料以适当的速度进入引射口，实现燃气和空气的均匀混合。由于引射口的缩小状设计使得气体流速增加，从而增加了引射口附近的负压效应。这有助于在引射口附近形成较强的吸气作用，使燃气和空气更好地混合。此外，燃气***喷射管3的末端置于引射口内，进一步促进了气体的混合和均匀分布。这样有助于控制燃烧过程中的燃料燃烧温度峰值，较低的燃烧温度峰值有助于减少氮氧化物(NOx)的生成，从而降低对环境的污染。
在一些实施例中，所述径向燃料喷射管8和径向燃料喷射孔11均设置在防回火稳焰盘7和燃气通道管2的端部之间。将径向燃料喷射管8和径向燃料喷射孔11设置在防回火稳焰盘7和燃气通道管2的端部之间，可以更好地控制燃料的喷射方向。通过调整喷射孔的位置和角度，可以将燃料喷射到适当的位置，与空气充分混合并形成稳定的燃烧区域。
在一些实施例中，所述防回火稳焰盘7表面圆周均布有空气通气孔9或者空气旋流叶片12。空气通气孔9或空气旋流叶片12的设置可以引入额外的空气，并将其注入燃烧区域。通过调节空气的量和分布，可以控制燃烧区域的温度分布。这有助于避免燃烧过程中的局部高温区域，减少氮氧化物(NOx)的生成。当防回火稳焰盘7表面圆周均布空气旋流叶片12时，还可以形成旋流效应，使气体在防回火稳焰盘7周围形成旋转流动，这种旋流可以增强燃料和空气的混合，并使燃烧更加均匀和稳定。
在一些实施例中，所述空气旋流叶片12的叶片数量为6～12个；所述空气旋流叶片12的旋流角度为20°～60°；所述径向燃料喷射管8的数量为4～10根；所述燃气***喷射管3的数量为4～12根，所述***气体燃料引射器4的数量与燃气***喷射管3的数量保持一致；所述径向燃料喷射孔11为4～12个。
通过调整空气旋流器叶片的数量和旋流角度，可以产生旋流效应，使气体在燃烧区域形成旋转流动。这有助于增强燃料和空气的混合，提高燃烧效率和稳定性。径向燃料喷射管8的数量决定了喷射燃料的位置和分布，通过调整喷射支管的数量，可以实现燃料在燃烧器中的合理分布，促进燃料与空气的混合，从而提高燃烧效率和控制氮氧化物(NOx)的生成。***燃气引射支管和***气体燃料引射器4的数量决定了***燃料的喷射位置和分布。通过适当布置***燃气引射支管和***气体燃料引射器4，可以实现燃料在燃烧器***的合理喷射，增加燃料的混合和燃烧表面积，提高燃烧效率和稳定性。径向喷射孔的数量决定了燃料从喷射支管进入燃气通道管2的位置和分布，通过调整径向喷射孔的数量，可以控制燃料的喷射方向和速度，从而影响燃料与空气的混合和燃烧过程。通过上述设置可以实现更好的燃料和空气混合，提高燃烧效率和稳定性，同时降低氮氧化物(NOx)的生成。这样的设计可以优化低氮燃烧器的性能，改善燃烧过程。
使用时，空气通道筒1用于空气流经的通道，将空气引导至锅炉炉膛，燃气通道管2用于燃气进入燃烧器的通道，将燃气引导至锅炉炉膛。空气由空气通道筒1以及空气收缩段6、中间空气收缩段14进入燃烧器，在空气收口10及防回火稳焰盘7之间分成两部分，一部分空气从空气收口10和防回火稳焰盘7之间流动，形成***空气，随***气体燃料引射器4喷口加速的燃料气混合形成***射流空气；另一部分空气通过防回火稳焰盘7表面的空气通气孔9或者空气旋流叶片12，形成中心射流或旋流空气；
燃气流入燃气通道管2分成三部分。第一部分燃气通过径向燃料喷射管8喷射而出，与空气通气孔9空气进行混合形成中间火焰；第二部分燃气通过径向燃料喷射孔11喷射而出，与空气通气孔9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；第三部分燃气通过燃气***喷射管3高速喷出后流入***气体燃料引射器4，与部分***空气混合后，向下游发展形成***扩散火焰区域，由于燃气在***气体燃料引射器4流动形成了负压，使得空气、烟气回流卷吸与第三部分燃气混合，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***空气将中心的中心火焰区域和***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。
以上对本实用新型提供的一种丙烷分级燃烧燃气引射的低氮燃烧器进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种丙烷分级燃烧燃气引射的低氮燃烧器，包括空气通道筒(1)和与其同轴设置的燃气通道管(2)，所述空气通道筒(1)套设于燃气通道管(2)外侧，其特征在于：
所述燃气通道管(2)的末端依次同轴有燃气收缩段(13)、燃气平直段；所述空气通道筒(1)的末端依次同轴设置有中间空气收缩段(6)、中间空气平直段(14)和空气调整段；所述空气调整段包括喇叭段、平直段和空气收口(10)，所述空气调整段的***径向圆周均匀分布有多根***气体燃料引射器，所述***气体燃料引射器端头设置有径向分散孔(5)；所述燃气通道管(2)上径向圆周均匀分布有多根燃气***喷射管(3)；所述燃气***喷射管(3)的末端置于***气体燃料引射器内；所述燃气通道管(2)端部设置有径向燃料喷射管(8)、径向燃料喷射孔(11)以及防回火稳焰盘(7)。
2.根据权利要求1所述的一种丙烷分级燃烧燃气引射的低氮燃烧器，其特征在于：
所述***气体燃料引射器包括引射口和引射筒；所述引射筒两端开口；所述引射口为缩小状；所述引射口孔径较小的一端与引射筒连接；所述燃气***喷射管(3)的末端置于引射口内；所述引射筒的孔径大于燃气***喷射管(3)的孔径。
3.根据权利要求2所述的一种丙烷分级燃烧燃气引射的低氮燃烧器，其特征在于：
所述径向燃料喷射管(8)和径向燃料喷射孔(11)均设置在防回火稳焰盘(7)和燃气通道管(2)的端部之间。
4.根据权利要求2所述的一种丙烷分级燃烧燃气引射的低氮燃烧器，其特征在于：
所述防回火稳焰盘(7)表面圆周均布有空气通气孔(9)或者空气旋流叶片(12)。
5.根据权利要求4所述的一种丙烷分级燃烧燃气引射的低氮燃烧器，其特征在于：
所述空气旋流叶片(12)的叶片数量为6～12个。
6.根据权利要求4所述的一种丙烷分级燃烧燃气引射的低氮燃烧器，其特征在于：
所述空气旋流叶片(12)的旋流角度为20°～60°。
7.根据权利要求3所述的一种丙烷分级燃烧燃气引射的低氮燃烧器，其特征在于：
所述径向燃料喷射管(8)的数量为4～10根。
8.根据权利要求3所述的一种丙烷分级燃烧燃气引射的低氮燃烧器，其特征在于：
所述燃气***喷射管(3)的数量为4～12根，所述***气体燃料引射器(4)的数量与燃气***喷射管(3)的数量保持一致。
9.根据权利要求3所述的一种丙烷分级燃烧燃气引射的低氮燃烧器，其特征在于：
所述径向燃料喷射孔(11)的数量为4～12个。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |