一种引射预混烟气内循环低氮燃烧器的制作方法

1.本发明属于燃烧器技术领域，具体涉及一种引射预混烟气内循环低氮燃烧器。

背景技术：

2.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,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,参照专利：中国专利cn 214840801 u，采用外环腔式的燃气喷射，并形成了烟气引射结构，外围燃气和空气有部分混合，这种结构有利于降低nox，但是燃气分级的能力比较弱，火焰集中在中部，容易产生高温区域导致nox增大，因此，仍然需要更加合理有效的一种分级、烟气内循环燃烧的低nox燃烧器结构来组织燃烧和控制污染物排放。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种引射预混烟气内循环低氮燃烧器，将气体分级、烟气内循环燃烧技术应用到强制鼓风燃烧器技术中，旨在解决常用锅炉燃气燃烧器氮氧化物排放高和燃烧不稳定等问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种引射预混烟气内循环低氮燃烧器，包括外围空气管以及主燃气管道，所述外围空气管套设于主燃气管道的外侧且与主燃气管道同轴布置，所述外围空气管包括安装在端部的空气管收缩口，所述外围空气管下游套设有外围燃气环腔，所述外围燃气环腔包括环腔斜侧壁、环腔内壁和半球燃气喷射器，所述半球燃气喷射器安装在外本体表面。
5.作为一种优选的实施方式，所述环腔斜侧壁为斜面，并和空气管收缩口平行布置，其上均匀开有垂直于斜面的预混喷射孔，所述半球燃气喷射器上均匀开有四个方向不同的燃气孔，分别为外围斜喷燃气孔、向内斜喷燃气孔以及2个方向相反的环向斜喷燃气孔。
6.作为一种优选的实施方式，所述主燃气管道上依次安装有均匀安装的若干燃气支管和在端部均匀开孔的径向喷射孔，所述燃气支管连接主燃气管道和外围燃气环腔，所述外围空气管以及主燃气管道之间安装有同轴设置的空气分流器，所述空气分流器端部安装有稳焰盘，所述稳焰盘位于燃气支管和径向喷射孔之间，其上设置了旋流叶片和稳焰盘扩张口。
7.作为一种优选的实施方式，所述旋流叶片个数为4～10个。
8.作为一种优选的实施方式，所述旋流叶片的旋流角度为20
°
～60
°
。
9.作为一种优选的实施方式，所述径向喷射孔为4～12个。
10.作为一种优选的实施方式，所述径向喷射孔的燃气通气面积占5％～10％。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
12.该一种引射预混烟气内循环低氮燃烧器，通过设置外围空气管加强空气和燃气的
混合，使混合更加均匀，提高燃烧效率，增大锅炉热效率；利用主燃气管道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；空气管收缩口通过旋流作用和多级火焰区域之间的相互剪切和火焰传递作用，使混合气的燃烧更加稳定；外围燃气环腔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。
附图说明
13.图1为本发明的平面结构示意图；
14.图2为本发明中的侧面结构示意图；
15.图3为本发明中的内部结构示意图。
16.图中：1-外围空气管，2-主燃气管道，3-空气管收缩口，4-外围燃气环腔，5-半球燃气喷射器，6-环腔斜侧壁，7-预混喷射孔，8-环腔内壁，9-空气分流器，10-稳焰盘，11-旋流叶片，12-径向喷射孔，13-燃气支管，14-稳焰盘扩张口，15-外本体，16-外围斜喷燃气孔，17-环向斜喷燃气孔，18-向内斜喷燃气孔。
具体实施方式
17.下面结合实施例对本发明做进一步的描述。
18.以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，在本发明的构思前提下对本发明的方法简单改进都属于本发明要求保护的范围。
19.实施例一
20.结合图1-3所示，本发明提供一种引射预混烟气内循环低氮燃烧器，包括外围空气管1以及主燃气管道2，外围空气管1套设于主燃气管道2的外侧且与主燃气管道2同轴布置，外围空气管1包括安装在端部的空气管收缩口3，外围空气管1下游套设有外围燃气环腔4，外围燃气环腔4包括环腔斜侧壁6、环腔内壁8和半球燃气喷射器5，半球燃气喷射器5安装在外本体15表面，环腔斜侧壁6为斜面，并和空气管收缩口3平行布置，其上均匀开有垂直于斜面的预混喷射孔7，半球燃气喷射器5上均匀开有四个方向不同的燃气孔，分别为外围斜喷燃气孔16、向内斜喷燃气孔18以及2个方向相反的环向斜喷燃气孔17，主燃气管道2上依次安装有均匀安装的若干燃气支管13和在端部均匀开孔的径向喷射孔12，燃气支管13连接主燃气管道2和外围燃气环腔4，外围空气管1以及主燃气管道2之间安装有同轴设置的空气分流器9，空气分流器9端部安装有稳焰盘10，稳焰盘10位于燃气支管13和径向喷射孔12之间，其上设置了旋流叶片11和稳焰盘扩张口14，外围空气管1、空气分流器9用于空气流经的通道，将空气引导至锅炉炉膛，主燃气管道2用于燃气进入燃烧器的通道，将燃气引导至锅炉炉膛，空气进入燃烧器后分成两部分。一部分通过空气分流器9内并通过稳焰盘10的旋流叶片11后形成形成一级空气，另一部分空气通过外围空气管1和空气分流器9之间的通道后，流经稳焰盘扩张口14斜向外喷出燃烧器，形成二级空气，外围空气流经稳焰盘扩张口14后形成卷吸作用，使得下游的烟气从空气管收缩口3和环腔斜侧壁6之间形成的引射口再次进入燃烧器中参与混合和燃烧，由于空气管收缩口3的收缩效果，空气流速增大形成了负压引射作用，烟气的回流效果更加明显，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。
21.在使用时，燃气进入主燃气管道2后分成三部分，第一部分燃气通过径向喷射孔12径向喷射而出，与部分一级空气混合后在锅炉炉膛中轴线附近进行燃烧，形成一级火焰区域，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，第二部分燃气通过燃气支管13后进入外围燃气环腔4，之后分为多股燃气，其中部分燃气从预混喷射孔7喷出，与引射回流的烟气混合后进入燃烧器，与空气进行预先混合后流经稳焰盘扩张口14喷出形成了二级火焰区域，该区域为贫燃预混燃烧，燃烧温度低，nox生成量低，此外一级空气由于空气流经旋流叶片11产生了旋流作用，另外由于旋流卷吸效果，一级火焰区域和二级火焰区域之间形成了热交换，保证了燃烧的稳定性，部分燃气从向内斜喷燃气孔18斜向中心轴线喷出，与部分二级空气混合后形成三级火焰区域，该区域和二级火焰区域交叉重叠，形成稳定的换热氛围和火焰稳定结构，部分燃气从环向斜喷燃气孔17沿外围燃气环腔4的周向喷出，与部分二级空气混合形成四级火焰区域，相邻环向斜喷燃气孔17方向相冲，因此火焰带有对冲特性，使得混合更加均匀，火焰更加稳定，其余燃气外围斜喷燃气孔16后喷出后在下游与多余的空气继续混合燃烧，形成外围的分级火焰，这部分区域空气过量，为富氧燃烧，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。
22.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种引射预混烟气内循环低氮燃烧器，包括外围空气管(1)以及主燃气管道(2)，其特征在于：所述外围空气管(1)套设于主燃气管道(2)的外侧且与主燃气管道(2)同轴布置，所述外围空气管(1)包括安装在端部的空气管收缩口(3)，所述外围空气管(1)下游套设有外围燃气环腔(4)，所述外围燃气环腔(4)包括环腔斜侧壁(6)、环腔内壁(8)和半球燃气喷射器(5)，所述半球燃气喷射器(5)安装在外本体(15)表面。2.根据权利要求1所述的一种引射预混烟气内循环低氮燃烧器，其特征在于：所述环腔斜侧壁(6)为斜面，并和空气管收缩口(3)平行布置，其上均匀开有垂直于斜面的预混喷射孔(7)，所述半球燃气喷射器(5)上均匀开有四个方向不同的燃气孔，分别为外围斜喷燃气孔(16)、向内斜喷燃气孔(18)以及2个方向相反的环向斜喷燃气孔(17)。3.根据权利要求1所述的一种引射预混烟气内循环低氮燃烧器，其特征在于：所述主燃气管道(2)上依次安装有均匀安装的若干燃气支管(13)和在端部均匀开孔的径向喷射孔(12)。4.根据权利要求3所述的一种引射预混烟气内循环低氮燃烧器，其特征在于：所述燃气支管(13)连接主燃气管道(2)和外围燃气环腔(4)。5.根据权利要求1所述的一种引射预混烟气内循环低氮燃烧器，其特征在于：所述外围空气管(1)以及主燃气管道(2)之间安装有同轴设置的空气分流器(9)，所述空气分流器(9)端部安装有稳焰盘(10)。6.根据权利要求5所述的一种引射预混烟气内循环低氮燃烧器，其特征在于：所述稳焰盘(10)位于燃气支管(13)和径向喷射孔(12)之间，其上设置了旋流叶片(11)和稳焰盘扩张口(14)。7.根据权利要求1所述的一种引射预混烟气内循环低氮燃烧器，其特征在于：所述旋流叶片(11)个数为4～10个。8.根据权利要求1所述的一种引射预混烟气内循环低氮燃烧器，其特征在于：所述旋流叶片(11)的旋流角度为20
°
～60
°
。9.根据权利要求1所述的一种引射预混烟气内循环低氮燃烧器，其特征在于：所述径向喷射孔(12)为4～12个。10.根据权利要求1所述的一种引射预混烟气内循环低氮燃烧器，其特征在于：所述径向喷射孔(12)的燃气通气面积占5％～10％。

技术总结

本发明公开了一种引射预混烟气内循环低氮燃烧器，属于燃烧器技术领域，包括外围空气管以及主燃气管道，所述外围空气管套设于主燃气管道的外侧且与主燃气管道同轴布置，所述外围空气管包括安装在端部的空气管收缩口，所述外围空气管下游套设有外围燃气环腔，所述外围燃气环腔包括环腔斜侧壁、环腔内壁和半球燃气喷射器，所述半球燃气喷射器安装在外本体表面；本发明通过设置外围空气管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；利用主燃气管道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。少了氮氧化物的排放。少了氮氧化物的排放。