CN216079794U - 新型低氮燃烧器 - Google Patents

Abstract

新型低氮燃烧器，包括点火组件、风机、燃气管、燃气阀门、火焰筒、燃烧头；风机出风管和火焰筒后侧端安装在一起，燃气管后端安装在火焰筒后侧下并和燃气阀门一端连接；燃烧头包括稳焰盘、中心燃气喷管、外层燃气喷管，多只外层燃气喷管后端分别安装在中心燃气喷管的中部外侧，稳焰盘的表面具有多个空气喷嘴，稳焰盘中部安装在中心燃气喷管的前侧；点火组件的点火电极及火焰检测器横向安装在火焰筒内；多只外层燃气喷管的前外侧端分别安装在火焰筒的前内侧端，多只外层燃气喷管的前内侧端安装有中心稳焰筒，中心燃气喷管的后侧端和燃气管的前端安装在一起。本新型能减少了热力型NOX的形成，并保证燃烧效率、燃烧更加稳定、烟气增加量适中。

Description

新型低氮燃烧器

技术领域

本实用新型涉及燃烧器设备技术领域，特别是一种新型低氮燃烧器。

背景技术

燃烧器是锅炉等应用的一种设备。现有的燃烧器结构一般包括风机和燃气管、燃烧头、点火组件（点火电极和火焰检测器、点火控制器）等，风机、燃气管和燃烧头经管道等连接，工作时，风机输出空气和燃气管输出的燃气在燃烧头处混合，进而点火组件的点火电极点燃燃气，燃烧头产生的火焰作用于锅炉等，达到为锅炉等加热的目的。

现有的燃烧器由于结构所限其燃烧头温度相对较高，这样对助燃空气中的氧气使用较多，其燃烧产生的热力型Nox（氮氧化合物）相对较多（可达100mg/m³以上），因此会对环境造成较大危害。目前为了降低燃烧器产生的热力型氮氧化合物对环境的影响，一般采用通过把锅炉燃烧排出的烟气经一根管道连接到燃烧器的进风口，把部分燃烧器经锅炉排放的烟气添加的燃烧器的助燃空气中，进而降低助燃空气的氧气浓度，以此来降低燃料燃烧后，锅炉排放烟气中Nox的浓度（上述结构方式简称FGR）。但是上述方式存在以下缺点：（1）燃烧效率降低，进而会造成锅炉出力平均降低5~10%左右，锅炉的热效率平均降低3-5%左右；（2）由于从锅炉烟囱循环过来的烟气中含有大量的水蒸气，和燃烧器的新助燃空气混合后会产生冷凝水，会导致燃烧器燃烧稳定性差、甚至造成熄火现象；（3）会造成烟气量过多增加，引起锅炉、烟囱、燃烧器等系统的震动，对设备的安全使用具有隐患。基于上述，提供一种可减少火焰点中心温度，能降低热力型Nox产生量的燃烧器显得尤为必要。

发明内容

为了克服现有不具有减少Nox排放的燃烧器因结构所限，燃烧头中心点温度过高会产生过多热力型Nox，以及具有减少Nox排放的燃烧器会导致燃烧效率降低、燃烧不稳定、烟气量过多增加的弊端，本实用新型提供了结构紧凑、使用方便，工作时在相关机构共同作用下，燃烧中能把部分锅炉烟气直接添加到助燃空气中，降低了助燃空气的氧气浓度， 由此通过降低燃料热值实现燃烧温度的降低，减少了热力型NOX的形成，且保证了燃烧效率、燃烧更加稳定、烟气增加量适中，并对环境保护能起到有利技术支撑的低氮燃烧器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

新型低氮燃烧器，包括点火组件、风机、燃气管、燃气阀门、火焰筒、燃烧头；其特征在于风机的出风管和火焰筒的后侧端安装在一起，燃气管的后端安装在火焰筒的后侧下并和燃气阀门一端连接；所述燃烧头包括稳焰盘、中心燃气喷管、外层燃气喷管，外层燃气喷管具有多只，多只外层燃气喷管的后端环形分布间隔距离分别安装在中心燃气喷管的中部外侧；所述中心燃气喷管的前端是封闭式结构，稳焰盘的表面间隔距离具有多个空气喷嘴，稳焰盘中部安装在中心燃气喷管的前侧；所述点火组件的点火电极及火焰检测器横向安装在火焰筒内；所述多只外层燃气喷管的前外侧端分别安装在火焰筒的前内侧端，多只外层燃气喷管的前内侧端安装有前后端为开放式结构的中心稳焰筒，中心稳焰筒的后端和稳焰盘的外侧之间间隔间隙作为负压口；所述中心燃气喷管的后侧端和燃气管的前端安装在一起且互通，火焰筒外侧安装在锅炉的炉膛前侧。

进一步地，所述外层燃气喷管和中心燃气喷管内部互通。

进一步地，所述中心燃气喷管的前端侧部间隔距离具有多个开孔作为中心燃气喷嘴。

进一步地，所述点火电极前部位于其中一个中心燃气喷嘴的侧端、且间隔距离，火焰检测器的探测头前端位于其中一个外层燃气喷管侧端前、且间隔距离。

进一步地，所述多只外层燃气喷管的外侧端和内侧端之间是倾斜结构。

本实用新型有益效果是：本新型结构紧凑、使用方便，本实用新型燃烧中高压鼓风机输出的高流速空气从稳焰盘多个空气喷嘴及中心稳焰筒和火焰筒前部之间喷出时，基于伯努利流体力学原理，会在火焰筒前侧和中心火焰筒前侧出口结合部，形成强烈虹吸效应，进而在此处负压区域，在燃烧器本体火焰筒出口处形成很强的烟气涡流，把锅炉炉膛内燃烧后高温贫氧烟气吸入到多只外层燃气喷管形成的外层多级火焰中，这样能分别实现风机输出的助燃空气和烟气的内循环及燃料和烟气双重内循环，烟气同燃料进行再混合，就能降低燃气燃烧后燃料热值实现燃烧温度的降低，进而减少了热力型NOX的形成，能把燃烧后排出的烟气中氮氧化物削减50%以上达到30mg/m³以下。本新型保证了燃烧效率、燃烧更加稳定、烟气增加量适中，且对环境保护能起到有利技术支撑。基于上述，本新型具有好的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型局部立体结构示意图。

图2是本实用新型稳焰盘、外层燃气喷管、中心燃气喷管之间立体结构示意图。

图3是本实用新型前视整体平面结构示意图。

图4是本实用新型整体平面结构示意图。

具体实施方式

图1、2、3、4所示新型低氮燃烧器，包括点火组件、高压风机1、“┍”型燃气管2、燃气阀门（图中未画出）、火焰筒3、燃烧头，点火组件包括点火电极11及火焰检测器12、点火控制器（位于电气控制箱内未画出）；高压风机1的出风管和火焰筒3的后侧端法兰盘经螺杆螺母连接在一起，燃气管2的下后中部外侧和火焰筒3的后下侧端中部开孔焊接在一起（开孔和燃气管3外侧之间密封），燃气管2外下部和燃气阀门一端经螺纹连接，燃气阀门另一端和燃气管道经管道及管道接头连接；所述燃烧头包括圆形稳焰盘41、中心燃气喷管42、“┍”型外层燃气喷管43，中心燃气喷管42的中部环形分布具有多个开孔，外层燃气喷管43具有多只，多只外层燃气喷管43的后端下环形分布分别焊接在中心燃气喷管42的多个开孔外侧；所述中心燃气喷管42的前端是封闭式结构，稳焰盘41中部具有一个固定孔，稳焰盘41的表面间隔一定距离具有多个开孔作为空气喷嘴411，稳焰盘41中部固定孔焊接在中心燃气喷管42的中心喷嘴421后侧；所述点火电极11及火焰检测器12横向安装在火焰筒3内、且后端分别位于火焰筒3及风机1出风管的后外侧端（结合部位密封），点火电极11和火焰检测器12前部分别经由稳焰盘41上端左右侧两个开孔向稳焰盘41前端引出；所述多只外层燃气喷管43的前外侧端分别焊接在火焰筒3的前内侧端，多只外层燃气喷管43的内侧端焊接有一只前后端为开放式结构的环形中心稳焰筒5，稳焰筒5的前端位于火焰筒3的前内侧，中心稳焰筒5的后端和稳焰盘41的外侧之间间隔一定间隙作为负压口10；所述中心燃气喷管42的后侧端和燃气管2的前端焊接在一起且互通，火焰筒3外侧安装在锅炉的炉膛6前侧。

图1、2、3、4所示，外层燃气喷管43和中心燃气喷管42内部互通。中心燃气喷管42的前端侧部间隔一定距离具有多个开孔作为中心燃气喷嘴421。点火电极5前部位于其中一个中心燃气喷嘴421的侧端、且间隔一定距离(1厘米），火焰检测器6的探测头前端位于其中一个外层燃气喷管43侧端前(5厘米)。多只外层燃气喷管43的外侧端和内侧端之间是倾斜结构。

图1、2、3、4所示，本新型结构紧凑、使用方便。本实用新型工作时，高压鼓风机（高压风机1）输出的高流速空气从火焰筒3后端流入，然后分成两路，一路从稳焰盘多个空气喷嘴411朝前喷出，另一路从中心稳焰筒5和火焰筒3前部之间的负压口10喷出。可燃气体经阀芯打开的燃气阀门分成两路，一路从中心燃烧管42的前侧端多个中心燃气喷嘴421喷出并和稳焰盘多个空气喷嘴411朝前喷出的空气混合；另一路从多只外层燃烧喷管43前侧端喷出并和中心稳焰筒5与火焰筒3前部之间的负压口喷出的空气混合。空气和燃气混合后工作人员打开点火组件的点火控制器，于是点火控制器输出高压电在点火电极11前形成强烈的电火花、将中心燃气喷嘴处混合燃气点燃（此处旋转燃烧的火焰主要对多只外层燃烧喷管前产生的火焰起到稳焰作用，防止多只外层燃烧喷管前产生的火焰只朝前喷出，无法形成有效火焰团），进而将多只外层燃烧喷管43负压区处混合燃烧气体点燃产生火焰对锅炉进行加热（点火完毕、火焰检测器12检测到后输出信号到点火控制器，点火控制器停止点火，本新型进入正常燃烧程序）。本新型中特别的，在多只外层燃气喷管43的前内侧端分布有前后端为开放式结构的环形中心稳焰筒5，稳焰筒5的前端位于火焰筒3的内侧，中心稳焰筒5的后端和稳焰盘41的外侧之间间隔一定间隙2厘米作为负压口，工作中，基于伯努利流体力学原理，由于空气及燃气的高速流动燃烧，会在火焰筒3前侧和中心火焰筒42前侧出口结合部（负压口），形成强烈虹吸效应，进而在此处负压区域10，在火焰筒3出口处形成很强的烟气涡流，把锅炉炉膛内燃烧后高温贫氧烟气吸入到多只外层燃气喷管43形成的外层多级火焰中，这样能分别实现风机1输出的助燃空气和烟气的内循环及燃料和烟气双重内循环，烟气同燃料进行再混合，就能降低燃气燃烧后燃料热值、实现燃烧温度的降低，进而减少了热力型NOX的形成，能把燃烧后排出的烟气中氮氧化物削减50%以上达到30mg/m³以下。图4中，7是锅炉炉膛内的烟气、8是中心燃烧管42前点燃的旋转火焰、9是多只外层燃气喷管43前生产的外层火焰、10是形成的负压区域。

图1、2、3、4所示，本新型中，通过上述机构共同作用具有以下优点。（1） 高温烟气在炉膛6内停留时间长，有利辐射放热，效率相较于现有FGR技术提升0.5~2%以上，节能效益好，由于不使用烟气再循环风机，能节省电能消耗。（2）由于不使用FGR结构，相对FGR低氮改造方式锅炉出力提升15~20%以上，经济效益好。（3）由于不使用FGR，无需连接外部烟气循环管道，安装简便容易，没有烟气冷凝水对锅炉的腐蚀，彻底解决了烟气冷凝水对锅炉本体的腐蚀问题，延长锅炉寿命，经济效益好。（4）因为是烟气在炉膛6内循环，炉膛内烟气总量没有增加，没有振动；不采用烟气外循环方式，没有多台锅炉共用烟道时烟气部分再循环对其他锅炉排烟的干扰问题，燃烧稳定性好。（5）因为不用烟气外循环，没有震动，无须担心烟气冷凝水对燃烧器燃烧稳定性的影响，安全效益高。（6）因为不采用烟气外循环方式，不会出现环保检查时生产厂家为了应付检查临时使用FGR 功能，平时关掉FGR功能超标准排放的问题，所以社会效益好。以下表格是本新型和现有FGR改造燃烧器的技术的效能对比。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.新型低氮燃烧器，包括点火组件、风机、燃气管、燃气阀门、火焰筒、燃烧头；其特征在于风机的出风管和火焰筒的后侧端安装在一起，燃气管的后端安装在火焰筒的后侧下并和燃气阀门一端连接；所述燃烧头包括稳焰盘、中心燃气喷管、外层燃气喷管，外层燃气喷管具有多只，多只外层燃气喷管的后端环形分布间隔距离分别安装在中心燃气喷管的中部外侧；所述中心燃气喷管的前端是封闭式结构，稳焰盘的表面间隔距离具有多个空气喷嘴，稳焰盘中部安装在中心燃气喷管的前侧；所述点火组件的点火电极及火焰检测器横向安装在火焰筒内；所述多只外层燃气喷管的前外侧端分别安装在火焰筒的前内侧端，多只外层燃气喷管的前内侧端安装有前后端为开放式结构的中心稳焰筒，中心稳焰筒的后端和稳焰盘的外侧之间间隔间隙作为负压口；所述中心燃气喷管的后侧端和燃气管的前端安装在一起且互通，火焰筒外侧安装在锅炉的炉膛前侧。

2.根据权利要求1所述的新型低氮燃烧器，其特征在于，外层燃气喷管和中心燃气喷管内部互通。

3.根据权利要求1所述的新型低氮燃烧器，其特征在于，中心燃气喷管的前端侧部间隔距离具有多个开孔作为中心燃气喷嘴。

4.根据权利要求1所述的新型低氮燃烧器，其特征在于，点火电极前部位于其中一个中心燃气喷嘴的侧端、且间隔距离，火焰检测器的探测头前端位于其中一个外层燃气喷管侧端前、且间隔距离。

5.根据权利要求1所述的新型低氮燃烧器，其特征在于，多只外层燃气喷管的外侧端和内侧端之间是倾斜结构。

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