CN219889553U - 一种自动调节风量的低氮燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及燃烧器技术领域，公开了一种自动调节风量的低氮燃烧器，该燃烧器包括空气进气段、进气环腔、燃烧器控制器和风量调节机构：空气进气段设置助燃空气气压管和炉膛气压管；进气环腔外壁连通设置有燃气进气管；进气环腔内壁连通设置中心燃气连接支管；中心燃气连接支管的尾端连通设置中心燃气主管；中心燃气主管的中心位置贯穿设置有中心空气管；中心燃气主管下游末端安装有稳焰盘，中心空气管外套设有空气分隔筒；进气环腔的尾部连接有空气管；空气管尾部还依次设置有空气管收缩锥段、空气引射器收缩段和空气引射器混合管。本实用新型通过检测进风风压的变化及时调整进风量，以适应不同环境下的合理配风，使燃烧器运行更加稳定、低氮。

Description

一种自动调节风量的低氮燃烧器

技术领域

本实用新型属于燃烧器技术领域，具体涉及一种自动调节风量的低氮燃烧器。

背景技术

加热炉在运行过程中，产生了大量的烟气排放，其中NOx、CO等带来了大气污染，对环境、人身健康产生了恶劣的影响，影响社会可持续发展。在国内节能减排的大背景下，我国逐年加大了对环境问题的治理力度，对烟气中污染物的排放限制日益严格。无论是应对国家政策的严格限制，还是大气污染带来的危害，都需要设计更加节能、环保的燃烧器，解决发展和环境保护的矛盾。

燃烧器的低NOx技术中，预混燃烧存在回火爆炸、不容易控制的危险性，而且也不足够节能；而烟气外循环也存在火焰不稳定、增加成本的因素，不利于加热炉长期稳定的运行。因此采用分级燃烧、烟气内循环等技术，是更加合理的技术手段。

此外，对燃烧器可以实现的控制是根据负荷输出大小，按照设定好的助燃空气风门开度和燃气风门开度进行调节，形成自动控制燃烧器的控制方案。但是工业用的加热炉或者锅炉一般在户外，受到环境的影响很大，昼夜温差、狂风暴雨、四季温差等等都会使得空气的压强、密度发生变化，此时燃烧器进风量发生变化，导致燃烧过程不充分或者局部温度过高导致的NOx排放过高，不利于燃烧器的空气、燃气配比，对燃烧器的节能、环保排放、安全运行产生不利影响。

因此，一种能适应环境，自动调节进风量的低氮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。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自动调节风量的低氮燃烧器，用来解决现有技术中，工业用的加热炉或者锅炉一般在户外，受到环境的影响很大，昼夜温差、狂风暴雨、四季温差等等都会使得空气的压强、密度发生变化，此时燃烧器进风量发生变化，导致燃烧过程不充分或者局部温度过高导致的NOx排放过高，不利于燃烧器的空气、燃气配比，对燃烧器的节能、环保排放、安全运行产生不利影响的问题。

为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种自动调节风量的低氮燃烧器，所述燃烧器包括空气进气段、进气环腔、燃烧器控制器和风量调节机构：

所述空气进气段设置有助燃空气气压管和炉膛气压管；所述助燃空气气压管一端与空气进气段连通，另一端设置有空气压强传感器；所述炉膛气压管一端设置在燃烧器的尾端；另一端设置有炉膛压强传感器；所述空气压强传感器、炉膛压强传感器和风量调节机构均与燃烧器控制器连接；所述进气环腔外壁连通设置有燃气进气管；

所述进气环腔内壁连通设置有中心燃气连接支管；所述中心燃气连接支管的尾端连通设置有中心燃气主管；所述中心燃气主管的中心位置贯穿设置有中心空气管；所述中心燃气主管下游末端安装有稳焰盘，所述稳焰盘和中心燃气主管之间均匀分布了若干中心主管径向喷孔和中心主管径向喷管；所述稳焰盘在中心主管径向喷管之间均匀布置有稳焰盘空气孔；所述中心空气管外套设有空气分隔筒；

所述进气环腔侧壁上均匀设置有多根外围燃气支管；所述外围燃气支管尾端布置有外围燃气支管轴向中心喷孔和外围燃气支管外围外斜喷孔；

所述进气环腔的尾部连接有空气管；所述空气管尾部还依次设置有空气管收缩锥段、空气引射器收缩段和空气引射器混合管。

进一步，所述空气管收缩锥段与空气管连接，所述空气管收缩锥段与空气管形成第一内角，所述第一内角90-180°；所述空气引射器收缩段和空气引射器混合管连接；所述空气管收缩锥段和空气引射器收缩段平行设置且具有一定的间隔。

进一步，所述炉膛气压管的一端垂直连接空气引射器混合管，并从连接处获取燃烧区域的压强即炉膛压强，并通过炉膛压强传感器将炉膛压强反馈至燃烧器控制器。

进一步，所述燃烧器控制器内设置安全燃烧区域压强波动安全阈值，当燃烧室燃烧区域的压强波动比较大时并超过安全燃烧区域压强波动安全阈值时，燃烧器控制器报警或者熄火保护。

进一步，所述助燃空气气压管轴线垂直于空气进气段环面，从连接处获取空气进气段的压强即助燃空气进气压强，并通过空气压强传感器将空气进气压强反馈至燃烧器控制器。

进一步，所述燃烧器控制器内设置有最低助燃空气进气压强阈值，当空气进气段的压强过低时，燃烧器控制器做出安全联锁报警并停机，避免助燃风风量风压不足引起的安全事故。

进一步，所述燃烧器控制器设置对不同负荷下的低助燃空气进气压强曲线、对应助燃空气进气压强波动的最大范围阈值和可允许变化时间，当对应负荷的空气进气段的压强发生较大的波动且持续的时间超过可允许变化时间时，燃烧器控制器调整进风量的大小，将压力波动减小至助燃空气进气压强波动的最大范围阈值之内，保证进风量和燃气的配比。

进一步，所述风量调节机构为燃烧器风机或燃烧器空气进风的调节挡板。

进一步，所述中心主管径向喷孔的燃气通气面积占总燃气出气面积的4％～10％。

进一步，所述进气环腔由进气环腔外侧环板、进气环腔外侧管板、进气环腔内侧扩张板和进气环腔内侧管板构成；所述进气环腔内侧扩张板为扩张斜面，用于助燃空气从空气进气段进入空气管时的实现平滑流动，减小压损。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)加强空气和燃气的混合，使混合更加均匀，提高燃烧效率，增大锅炉热效率；

(2)形成空气和燃料的分级，形成多级火焰，降低了火焰温度，从而大大减少了氮氧化物的排放；

(3)采用烟气内循环和部分预混燃烧技术，进一步降低氮氧化物的排放。

(4)检测进风风压的变化及时调整进风量，以适应不同环境下的合理配风，使燃烧器运行更加稳定、低氮。

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为本实用新型一种自动调节风量的低氮燃烧器的剖视图；

图2为本实用新型一种自动调节风量的低氮燃烧器的立体结构示意图；

图3为本实用新型一种自动调节风量的低氮燃烧器的侧视图。

主要元件符号说明如下：

空气进气段1；燃气进气管2；进气环腔外侧环板21；进气环腔外侧管板22；进气环腔内侧扩张板23；进气环腔内侧管板24；中心燃气连接支管25；空气分隔筒3；

空气管4；空气管收缩锥段41；空气引射器混合管5；空气引射器收缩段51；外围燃气支管6；预混燃气喷孔61；外围燃气支管封闭板62；外围燃气支管轴向中心喷孔63；外围燃气支管外围外斜喷孔64；中心燃气主管7；中心空气管71；中心燃气主管前端封闭板72；中心燃气主管末端封闭板73；支撑杆74；中心主管径向喷孔75；中心主管径向喷管76；

稳焰盘8；稳焰盘空气孔81；助燃空气气压管9；空气压强传感器91；炉膛气压管10；炉膛压强传感器101；燃烧器控制器100。

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1-3所示，一种自动调节风量的低氮燃烧器，所述燃烧器包括空气进气段1、进气环腔、燃烧器控制器100和风量调节机构：

所述空气进气段1设置有助燃空气气压管9和炉膛气压管10；所述助燃空气气压管9一端与空气进气段1连通，另一端设置有空气压强传感器91；所述炉膛气压管10一端设置在燃烧器的尾端；另一端设置有炉膛压强传感器101；所述空气压强传感器91、炉膛压强传感器101和风量调节机构均与燃烧器控制器100连接；所述进气环腔外壁连通设置有燃气进气管2；在一些实施例中，该进气环腔由进气环腔外侧环板21、进气环腔外侧管板22、进气环腔内侧扩张板23和进气环腔内侧管板24构成；具体而言，燃气进气管2与进气环腔外侧管板22连接，进而与进气环腔连通，用于向燃烧器输入燃气。

所述进气环腔内壁连通设置有中心燃气连接支管25，具体而言，中心燃气连接支管25与进气环腔内侧管板24，进而与进气环腔连通；所述中心燃气连接支管25的尾端连通设置有中心燃气主管7；所述中心燃气主管7的两端封闭；在一些实施例中，中心燃气主管7通过中心燃气主管前端封闭板72和中心燃气主管末端封闭板73进行密封；中心燃气主管7的中心位置贯穿设置有中心空气管71。进气环腔内的中心燃气连接支管25和中心燃气主管7的设计，使得燃气可以从中心位置进入燃烧器。通过这种布局，燃气可以在燃烧器内均匀分布，从而实现更加均匀的燃烧过程。此外，中心空气管71的中心位置贯穿设置有助于将空气和燃气分隔开来，避免它们混合太早或太过密集。这种分隔可以确保在合适的位置和时间点上进行空气和燃气的混合，以提供更好的燃烧效果。

所述中心燃气主管7下游末端安装有稳焰盘8，并在稳焰盘8和中心燃气主管末端封闭板73之间均匀分布了若干中心主管径向喷孔75和中心主管径向喷管76；所述中心主管径向喷孔75和中心主管径向喷管76错落分布；所述中心主管径向喷管76紧贴稳焰盘8布置；所述稳焰盘8在中心主管径向喷管76之间均匀布置有稳焰盘空气孔81。稳焰盘8位于中心燃气主管7下游末端，并且紧贴着中心主管径向喷管76布置。稳焰盘8通过提供适当的阻力和湍流效应，可以帮助维持火焰的稳定性，防止火焰的熄灭或剧烈波动。中心主管径向喷孔75和中心主管径向喷管76的错落分布，可以实现燃气的均匀喷射。通过调节中心主管径向喷孔75和喷管的数量、直径和布局，可以控制燃气喷射的速度、角度和分布，从而实现燃烧过程的优化。稳焰盘8和中心主管径向喷管76之间均匀布置的稳焰盘空气孔81可以引入辅助空气。这些空气孔使空气与燃气在稳焰盘8附近进行混合，提供了额外的氧气供应和湍流效应，有助于燃烧过程的完全燃烧和稳定性。这样设置，共同实现了火焰的稳定、燃气喷射的控制以及空气的调节，进一步提高了低氮燃烧器的燃烧效率和稳定性。

所述中心空气管71外套设有空气分隔筒3；该空气分隔筒3位于中心空气管71和炉膛气压管10之间。具体而言，所述空气分隔筒3位于空气引射器混合管5和稳焰盘8之间；所述中心燃气主管7中部位置安装若干均匀分布的支撑杆74，支撑杆74另一端穿过空气分隔筒3并最终连接空气引射器混合管5。这些支撑杆74起到支撑和固定空气引射器混合管5的作用，确保其位置稳定并与其他组件正确对齐。

所述进气环腔侧壁上均匀设置有多根外围燃气支管6；所述外围燃气支管6尾端布置有外围燃气支管轴向中心喷孔63和外围燃气支管外围外斜喷孔64；具体而言，所述在进气环腔内侧扩张板23上均匀安装若干外围燃气支管6；所述外围燃气支管6一端连接在进气环腔内侧扩张板23，另一侧依次穿过空气管收缩锥段41和空气引射器收缩段51，并伸出空气引射器混合管5末端，且位于空气引射器混合管5外侧。所述外围燃气支管6在靠近空气管4与空气管收缩锥段41连接处开设有若干均匀分布的预混燃气喷孔61；所述预混燃气喷孔61仅在背向空气管4的外围燃气支管6部分开设。所述外围燃气支管6末端安装有外围燃气支管封闭板62；所述外围燃气支管封闭板62布置了外围燃气支管轴向中心喷孔63和若干均匀分布的外围燃气支管外围外斜喷孔64；所述外围外斜喷孔的喷口轴线方向与外围燃气支管6的轴线方向呈一定的角度并偏离外围燃气支管6的轴线方向。通过在进气环腔侧壁上均匀设置多根外围燃气支管6，可以实现外围燃气的均匀喷射。外围燃气支管6末端布置有外围燃气支管轴向中心喷孔63和外围燃气支管外围外斜喷孔64。这些喷孔和喷管的布置使得外围燃气能够以轴向中心和外围外斜的方式喷射，控制燃气的喷射速度、角度和分布。外围燃气支管6靠近空气管4与空气管收缩锥段41连接处开设了若干均匀分布的预混燃气喷孔61。这些喷孔位于外围燃气支管6的一部分，在背向空气管4的外围燃气支管6部分开设。通过预混燃气喷孔61，外围燃气可以与进入空气管4的空气进行混合，实现预混燃烧，提高燃烧效率和稳定性。外围燃气支管6末端安装有外围燃气支管封闭板62，上面布置了外围燃气支管轴向中心喷孔63和外围燃气支管外围外斜喷孔64。外围燃气支管外围外斜喷孔64的喷口轴线方向与外围燃气支管6的轴线方向呈一定的角度并偏离外围燃气支管6的轴线方向。这样的布置可以控制外围燃气喷射的方向和角度，使其更好地与空气混合和燃烧。

所述进气环腔的尾部连接有空气管4；所述空气管4尾部依次设置有空气管收缩锥段41、空气引射器收缩段51和空气引射器混合管5；所述空气进气段1、进气环腔、空气管4、空气管收缩锥段41、空气引射器收缩段51、空气引射器混合管5、中心燃气主管7、中心空气管71、空气分隔筒3均同轴设置。通过同轴设置，空气可以在进气环腔、空气管4和空气引射器混合管5中顺利引导和流动。空气管收缩锥段41、空气引射器收缩段51和空气引射器混合管5的设计使得空气能够经过逐渐收缩的通道，增加流速，进而与燃气充分混合，实现更好的燃烧效果。空气和燃气的流动路径更为紧凑和一致，减少了流动的扰动和湍流，提高了燃烧的稳定性。同时，空气分隔筒3位于中心空气管71和炉膛气压管10之间，起到了隔离和保护的作用，防止外界因素对燃烧过程的干扰，进一步增强了燃烧的稳定性。此外这样设置，可以有效利用燃烧器的空间，使整个系统结构更加紧凑和一体化。这样的设计可以降低燃烧器的整体尺寸，便于安装和维护，并提供更大的灵活性和适应性，适用于不同的燃烧器布置和应用场景。

使用时，助燃空气从空气进气段1进入燃烧器头部，并流经空气管4、空气分隔筒3、中心空气管71、空气引射器混合管5后喷出燃烧器头部；助燃空气从空气进气段1进入燃烧器头部后，进入空气管4中流动后受到中心燃气主管前端封闭板72和空气分隔筒3的影响分为多股空气。一部分空气沿着中心空气管71流出形成中心空气；一部分空气沿着空气分隔筒3和中心燃气主管7之间的通道流动并流经稳焰盘8时，从稳焰盘空气孔81、稳焰盘8边缘与空气分隔筒3的通道喷出形成中间空气；剩余空气继续沿着空气分隔筒3和空气管收缩锥段41之间的通道流动后，收到空气管收缩锥段41面积收缩的影响形成加速气流后继续流动进入空气引射器混合管5和空气分隔筒3之间的通道持续发展后喷出形成最外围空气。由此形成了中心空气、中间空气和外围空气三部分空气分级状态；

进气环腔外侧环板21、进气环腔外侧管板22、进气环腔内侧扩张板23、进气环腔内侧管板24形成了进气环腔；中心燃气主管7、中心空气管71、中心燃气主管前端封闭板72和中心燃气主管末端封闭板73形成了中心燃气环腔；

燃气从燃气进气管2流动进入进气环腔后分成两部分；

第一部分燃气沿着中心燃气连接支管25流动进入中心燃气环腔后，分别在中心燃气主管7末端的中心主管径向喷孔75和中心主管径向喷管76喷出分隔成两股燃气；从中心主管径向喷孔75径向喷出的燃气与中间空气混合后喷出并在下游形成中心火焰区域，该区域空气量少，形成了贫氧燃烧，燃烧温度低，并产生化学还原氛围，减少NOx的生成，由于空气冲击稳焰盘8后会在下游形成钝体回流区域，因此中心火焰区域中存在将下游高温烟气卷吸到钝体回流区域再次引燃未燃混合物的作用，形成了稳定的火焰区域；从中心主管径向喷管76喷出的燃气与轴向流动的中间空气进行混合，这种垂直相互冲击的混合方式使得混合非常均匀，这部分混合气在下游形成了中间火焰区域，这部分混合器空气过量，形成了贫燃料燃烧，燃烧温度低，减少NOx的生成；

第二部分燃气沿着外围燃气支管6流动，分别从中部的预混燃气喷孔61和外围燃气支管封闭板62布置的外围燃气支管轴向中心喷孔63和外围燃气支管外围外斜喷孔64喷出。从中部的预混燃气喷孔61喷出的燃气与在空气分隔筒3和空气管收缩锥段41之间的通道流动的空气进行混合后，混合气在空气管收缩锥段41收缩的作用下进一步混合，并从空气引射器混合管5和空气分隔筒3之间的通道充分混合发展后喷出形成了中间预混火焰区域，该区域为贫燃料预混燃烧区域，燃烧温度低，减少NOx的生成，由于外围燃气支管6离空气管4避免较近，因此预混燃气喷孔61仅在背向空气管4的外围燃气支管6部分开设；

剩余的燃气流经外围燃气支管6末端的外围燃气支管封闭板62后，从外围燃气支管封闭板62上的外围燃气支管轴向中心喷孔63和若干均匀分布的外围燃气支管外围外斜喷孔64喷出后向下游发展，并卷吸贫燃料预混燃烧区域的剩余空气进行混合燃烧，形成外围火焰区域，这部分火焰为富燃料燃烧，燃烧温度低，减少NOx的生成，由于从多孔喷出，且外围外斜喷孔的喷口轴线方向与外围燃气支管6的轴线方向呈一定的角度并偏离外围燃气支管6的轴线方向，形成了以外围燃气支管6轴线为中心的多股喷射火焰，即增强了燃气和空气的混合，也分散火焰，避免形成局部高温，并在下游形成再燃火焰还原氛围，避免高温NOx的生成。

由于预混混合气在空气管收缩锥段41的收缩作用下，其速度不断增大，流速增大形成了负压引射作用，使得下游的烟气从空气管收缩锥段41与空气引射器收缩段51形成的通道中不断回流，并与预混混合气进行掺混，由于烟气的冷却、抑制作用，使得燃烧火焰温度下降，减少了氮氧化物的形成。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。

另一方面，燃烧器控制器100将采集到的炉膛压强和空气进气压强与内置的适合燃烧器工作的炉膛压强阀值和空气进气压强阀值相比较，如果炉膛压强和空气进气压强偏离上述阀值，燃烧器控制器100控制风量调节机构及时调整燃烧器的进风量，以适应不同环境下的合理配风，使燃烧器运行更加稳定、低氮。本实施例中，风量调节机构的形式多种多样，1、可以通过调节风门的开度来控制进风量。风门可以手动或自动控制，通过改变风门的开度大小，调节进风量的大小。2、利用变频器控制风机的转速，从而调节进风量。通过改变风机的转速，可以实现对进风量的精确控制。3、采用可调节的风道截面，通过调节风道截面的开口面积来控制进风量。这可以通过手动或电动执行器实现。4、通过调节风机叶片的角度来改变风机的风量输出。这种方式通常用于较大的风机系统中，可以实现较大范围的进风量调节。这些结构或方式可以单独使用或组合使用，根据具体的应用需求和控制要求选择合适的调节方法。不同的燃烧器厂家和系统设计者可能会采用不同的调节结构或方式，以实现低氮燃烧器的优化控制。

在一些实施例中，所述空气管收缩锥段41与空气管4连接，所述空气管收缩锥段41与空气管4形成内角，所述内角90-180°；所述空气引射器收缩段51和空气引射器混合管5连接；所述空气管收缩锥段41和空气引射器收缩段51平行设置且具有一定的间隔。空气引射器收缩段51的设置有助于形成稳定的空气引射环境。通过空气管收缩锥段41和空气引射器收缩段51的平行设置及其之间的间隔，可以有效控制空气的引射速度和方向，使其与燃气混合更加均匀和稳定，减少非均匀燃烧和火焰失稳的可能性。另一方面，通过精确控制空气管收缩锥段41、空气引射器收缩段51和空气引射器混合管5之间的结构和间隔，可以在燃烧器内部形成适当的气流动态和压力分布。这有助于实现更加均匀的燃烧过程，提高燃烧的效率和稳定性，并减少产生氮氧化物等有害物质的可能性。

在一些实施例中，所述炉膛气压管10的一端垂直连接空气引射器混合管5，并从连接处获取燃烧区域的压强即炉膛内气压，并通过炉膛压强传感器101将炉膛内气压反馈至燃烧器控制器100。具体而言，所述炉膛气压管10一端连接炉膛压强传感器101后，垂直穿过空气进气段1后弯折平行于空气进气段1轴线方向，一直延伸到空气引射器混合管5末端后弯折垂直连接空气引射器混合管5。由于炉膛气压管10的一端弯折垂直连接空气引射器混合管5，可以进一步提高炉膛压强传感器101的准确性。通过连接炉膛压强传感器101并获取炉膛内气压信息，燃烧器控制器100可以实时监测燃烧区域的压强情况。这对于燃烧过程的控制非常重要，因为炉膛内的气压变化会影响燃烧过程的稳定性和效率。通过实时反馈炉膛内气压信息，燃烧器控制器100可以相应地通过调节进风量进而调整燃气和空气的比例，以保持理想的燃烧状态。

在一些实施例中，所述燃烧器控制器100内设置安全燃烧区域压强波动安全阈值，当燃烧室燃烧区域的压强波动比较大时并超过安全燃烧区域压强波动安全阈值时，燃烧器控制器100报警或者熄火保护。通过在燃烧器控制器100内设置安全燃烧区域压强波动安全阈值，可以监测燃烧室燃烧区域的压强波动情况。如果燃烧区域的压强波动超过设定的安全阈值，这可能表明燃烧过程出现异常或不稳定的情况，存在安全隐患。燃烧器控制器100会根据这一情况采取相应的保护措施，例如触发报警装置或执行熄火保护程序，以避免潜在的危险。

在一些实施例中，所述助燃空气气压管9轴线垂直于空气进气段1环面，从连接处获取空气进气段1的压强即助燃空气进气压强，并通过空气压强传感器91将空气进气压强反馈至燃烧器控制器100。具体而言，所述助燃空气气压管9一端连接于空气进气段1，另一端连接空气压强传感器91，助燃空气气压管9轴线垂直于空气进气段1环面。助燃空气的进气压强是影响燃烧器燃烧效果的重要因素之一。通过连接助燃空气气压管9并获取助燃空气进气压强，燃烧器控制器100可以实时监测助燃空气的压力情况。根据所测得的助燃空气进气压强信息，控制器可以相应地调节燃气和助燃空气的供应比例，以实现燃烧过程的精确控制和优化燃烧效果。

在一些实施例中，所述燃烧器控制器100内设置有最低助燃空气进气压强阈值，当空气进气段1的压强过低时，燃烧器控制器100做出安全联锁报警并停机，避免助燃风风量风压不足引起的安全事故。助燃空气在燃烧过程中起到稳定燃烧和提供氧气的作用。当助燃空气的进气压强过低时，会导致助燃风量不足，燃烧过程中供氧不充分，从而影响燃烧效果和燃烧稳定性。通过在燃烧器控制器100内设置最低助燃空气进气压强阈值，当检测到空气进气段1的压强低于阈值时，控制器可以做出安全联锁报警并停机，以保证助燃空气的充分供应，从而维持燃烧效果的稳定性和优化燃烧过程。当助燃风量和风压不足时，燃烧器的燃烧过程可能出现异常情况，如火焰熄灭、不完全燃烧、燃烧室内积聚可燃气体等。这些情况可能导致安全事故，如气体泄漏、爆炸等。通过设置最低助燃空气进气压强阈值，并进行安全联锁报警并停机的控制策略，可以及时发现助燃空气供应不足的情况，并采取相应的安全保护措施，避免潜在的安全风险和事故发生。

在一些实施例中，所述燃烧器控制器100设置对不同负荷下的低助燃空气进气压强曲线、对应助燃空气进气压强波动的最大范围阈值和可允许变化时间，当对应负荷的空气进气段1的压强发生较大的波动且持续的时间超过可允许变化时间时，燃烧器控制器100调整进风量的大小，将压力波动减小至助燃空气进气压强波动的最大范围阈值之内，保证进风量和燃气的配比。在不同负荷下，助燃空气的进气压强需要满足一定的稳定性要求，以保证燃烧器的正常运行和燃烧效果的稳定性。通过设置对不同负荷下的低助燃空气进气压强曲线，并监测空气进气段1的压强波动情况，燃烧器控制器100可以根据实际情况进行调整，确保助燃空气进气压强的稳定性，从而实现燃烧过程的稳定性和可靠性。进风量和燃气的配比对于燃烧效率具有重要影响。当助燃空气进气压强发生较大波动且持续时间超过可允许变化时间时，可能导致进风量和燃气配比失衡，进而影响燃烧效率和热能利用率。通过燃烧器控制器100对进风量进行调整，将压力波动控制在助燃空气进气压强波动的最大范围阈值之内，可以保持进风量和燃气的适当配比，提高燃烧效率和系统的能源利用效率。

在一些实施例中，所述风量调节机构为燃烧器风机或燃烧器空气进风的调节挡板。当风量调节机构为燃烧器风机时，通过控制燃烧器风机的转速或输出功率，可以调节燃烧器的风量。风机的调节机构可以根据需求调整风机的工作状态，从而控制进风量的大小。当风量调节机构为燃烧器空气进风的调节挡板时，该挡板位于燃烧器的空气进风口，通过调整挡板的开度，可以控制空气进风的量。开度越大，进风量越大；开度越小，进风量越小。进风量的调节对于低氮燃烧器的低氮排放控制具有重要意义。通过精确控制进风量，可以实现适当的燃烧温度和氧气含量，有效控制氮氧化物的生成，降低燃烧过程中的氮氧化物排放。

在一些实施例中，所述中心主管径向喷孔75的燃气通气面积占总燃气出气面积的4％～10％。低氮燃烧器的设计目标之一是控制氮氧化物(NOx)的生成。通过调节中心主管径向喷孔75的通气面积，可以优化燃气的分布和混合情况，从而降低燃烧过程中产生的氮氧化物的数量。在燃烧器中心区域提供适量的燃气供应可以改善燃烧效率。通过增加燃气浓度和速度，可以提高燃烧过程的充分程度，使燃料更完全地燃烧，从而提高燃烧效率。

在一些实施例中，所述进气环腔内侧扩张板23为扩张斜面，用于助燃空气从空气进气段1进入空气管4时的实现平滑流动，减小压损。进气环腔内侧扩张板23的扩张斜面形状可以帮助助燃空气从空气进气段1进入空气管4时实现平滑的流动。通过提供逐渐扩大的通道，扩张斜面减少了流体的速度梯度和湍流的发生，有助于使空气流动更加均匀和稳定。扩张斜面的设计可以减小助燃空气流经进气环腔时的压力损失。由于流动在扩张过程中逐渐减速，压力梯度减小，从而减少了能量损失和流体的压力损失。通过减小压损和能量损失，进气环腔内侧扩张板23的设计可以提高整个系统的效率。较低的压力损失意味着更多的助燃空气可以有效地输送到燃烧器中，从而促进燃烧反应的进行并提高燃烧效率。

以上对本实用新型提供的一种自动调节风量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 (10)

1.一种自动调节风量的低氮燃烧器，所述燃烧器包括空气进气段(1)、进气环腔、燃烧器控制器(100)和风量调节机构，其特征在于：

所述空气进气段(1)设置有助燃空气气压管(9)和炉膛气压管(10)；所述助燃空气气压管(9)一端与空气进气段(1)连通，另一端设置有空气压强传感器(91)；所述炉膛气压管(10)一端设置在燃烧器的尾端；另一端设置有炉膛压强传感器(101)；所述空气压强传感器(91)、炉膛压强传感器(101)和风量调节机构均与燃烧器控制器(100)连接；所述进气环腔外壁连通设置有燃气进气管(2)；

所述进气环腔内壁连通设置有中心燃气连接支管(25)；所述中心燃气连接支管(25)的尾端连通设置有中心燃气主管(7)；所述中心燃气主管(7)的中心位置贯穿设置有中心空气管(71)；所述中心燃气主管(7)下游末端安装有稳焰盘(8)，所述稳焰盘(8)和中心燃气主管(7)之间均匀分布了若干中心主管径向喷孔(75)和中心主管径向喷管(76)；所述稳焰盘(8)在中心主管径向喷管(76)之间均匀布置有稳焰盘(8)空气孔；所述中心空气管(71)外套设有空气分隔筒(3)；

所述进气环腔侧壁上均匀设置有多根外围燃气支管(6)；所述外围燃气支管(6)尾端布置有外围燃气支管轴向中心喷孔(63)和外围燃气支管外围外斜喷孔(64)；

所述进气环腔的尾部连接有空气管(4)；所述空气管(4)尾部还依次设置有空气管收缩锥段(41)、空气引射器收缩段(51)和空气引射器混合管(5)。

2.根据权利要求1所述的一种自动调节风量的低氮燃烧器，其特征在于：

所述空气管收缩锥段(41)与空气管(4)连接，所述空气管收缩锥段(41)与空气管(4)形成内角，所述内角为90-180°；所述空气引射器收缩段(51)和空气引射器混合管(5)连接；所述空气管收缩锥段(41)和空气引射器收缩段(51)平行设置且具有一定的间隔。

3.根据权利要求2所述的一种自动调节风量的低氮燃烧器，其特征在于：

所述炉膛气压管(10)的一端垂直连接空气引射器混合管(5)，从连接处获取燃烧区域的压强即炉膛压强，并通过炉膛压强传感器(101)将炉膛压强反馈至燃烧器控制器(100)。

4.根据权利要求3所述的一种自动调节风量的低氮燃烧器，其特征在于：

所述燃烧器控制器(100)内设置安全燃烧区域压强波动安全阈值，当燃烧室燃烧区域的压强波动比较大并超过安全燃烧区域压强波动安全阈值时，燃烧器控制器(100)报警或者熄火保护。

5.根据权利要求4所述的一种自动调节风量的低氮燃烧器，其特征在于：

所述助燃空气气压管(9)轴线垂直于空气进气段(1)环面，从连接处获取空气进气段(1)的压强即助燃空气进气压强，并通过空气压强传感器(91)将空气进气压强反馈至燃烧器控制器(100)。

6.根据权利要求5所述的一种自动调节风量的低氮燃烧器，其特征在于：

所述燃烧器控制器(100)内设置有最低助燃空气进气压强阈值，当空气进气段(1)的压强过低时，燃烧器控制器(100)做出安全联锁报警并停机，避免助燃风风量风压不足引起的安全事故。

7.根据权利要求6所述的一种自动调节风量的低氮燃烧器，其特征在于：

所述燃烧器控制器(100)设置对不同负荷下的低助燃空气进气压强曲线、对应助燃空气进气压强波动的最大范围阈值和可允许变化时间，当对应负荷的空气进气段(1)的压强发生较大的波动且持续的时间超过可允许变化时间时，燃烧器控制器(100)调整进风量的大小，将压力波动减小至助燃空气进气压强波动的最大范围阈值之内。

8.根据权利要求7所述的一种自动调节风量的低氮燃烧器，其特征在于：

所述风量调节机构为燃烧器风机或燃烧器空气进风的调节挡板。

9.根据权利要求8所述的一种自动调节风量的低氮燃烧器，其特征在于：

所述中心主管径向喷孔(75)的燃气通气面积占总燃气出气面积的4％～10％。

10.根据权利要求9所述的一种自动调节风量的低氮燃烧器，其特征在于：

所述进气环腔由进气环腔外侧环板(21)、进气环腔外侧管板(22)、进气环腔内侧扩张板(23)和进气环腔内侧管板(24)构成；所述进气环腔内侧扩张板(23)为扩张斜面，用于助燃空气从空气进气段(1)进入空气管(4)时的实现平滑流动，减小压损。