一种低氮线性燃烧器的制作方法

1.本发明涉及低氮燃烧技术领域，具体是一种低氮线性燃烧器。

背景技术：

2.随着社会的发展和科技水平的提高，对环保的要求越来越高，工业燃烧器燃烧尾气排放要求也越来越严格，当下对氮氧化物的排放指标大幅度降低，在这种情况下，传统的燃烧器就不适合新要求，新标准下的应用了。
3.由于氮氧化物的产生的最大因素是火焰的高温，研究表明，当火焰区域温度超过1100℃时候，燃烧烟气产生的氮氧化物含量将急剧增加。因此降低烟气中氮氧化物的最有效的方法是降低火焰周围的温度，避免局部高温的产生。

技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种低氮线性燃烧器。
5.为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低氮线性燃烧器，至少包括一个直线型子模块，所述直线型子模块包括：
6.燃烧器本体，其基体上设有燃气通道、多个第一燃气孔、多个第二燃气孔、多个斜向预混孔、多个斜向助燃风孔和多个垂直助燃风孔；所述燃气通道位于燃烧器本体的中间位置并沿长度方向延伸设置，所述燃气通道用于为燃烧器本体提供燃料，所述燃气通道的两侧面均为斜面，所述燃气通道从下部向上部逐渐变窄；所述第一燃气孔从所述燃气通道顶部中间位置向上延伸贯穿至燃烧器本体上表面；所述斜向预混孔、斜向助燃风孔、垂直助燃风孔均分布在位于所述燃气通道两侧的燃烧器本体基体内，所述斜向预混孔和斜向助燃风孔均从燃烧器本体下表面向中间斜向延伸贯穿至上表面，所述垂直助燃风孔从燃烧器本体下表面垂直延伸贯穿至上表面，所述第二燃气孔从所述燃气通道的侧壁延伸贯穿至所述斜向预混孔的侧壁；
7.助燃风道，其与所述燃烧器本体底面连接，所述助燃风道用于为燃烧器本体提供助燃风；
8.护火板，其安装于燃烧器本体的两侧且高于燃烧器本体上表面。
9.采用本发明技术方案,小部分燃气经第一燃气孔喷出，在燃烧器中间形成火焰，起到连接火焰作用，确保火焰稳定建立；大部分燃气经第二燃气孔进入斜向预混孔先与少量助燃空气预混，此时燃气过量，在燃烧器表面形成不充分的一次燃烧，温度较低；斜向助燃风孔流出斜向交叉的助燃风，强化与未充分燃烧的燃气混合，垂直助燃风孔则将助燃风送入一次燃烧区域的外围，将不完全燃烧的燃料完全燃烧，形成二次燃烧，从而降低了烟气中一氧化碳的含量，分级燃烧使得火焰区域温度低于1100℃，有效降低了烟气中氮氧化物的产生。
10.进一步地，在所述燃烧器本体的上表面上，多个所述第一燃气孔的中心沿第一直线分布，处于燃气通道同一侧的多个所述斜向预混孔的中心和多个所述斜向助燃风孔的中
心均沿第二直线分布，处于燃气通道同一侧的多个所述垂直助燃风孔的中心沿第三直线分布，第一直线、第二直线和第三直线相互平行且均沿燃烧器本体长度方向设置，第一直线处于燃烧器本体的中间位置，第二直线与第一直线之间具有间距h1,第三直线与第一直线之间具有间距h2，且h2》h1。
11.进一步地，处于燃气通道同一侧的所述斜向预混孔和斜向助燃风孔按一隔一顺序排列；在燃烧器本体的同一宽度上，在燃气通道的不同侧，与所述斜向预混孔相正对的为斜向助燃风孔。
12.采用上述优选的方案，结构布局紧凑合理，提高燃气和空气的混合效果。
13.进一步地，位于燃气通道同一侧的斜向预混孔、垂直助燃风孔和斜向助燃风孔，若垂直投影在燃烧器本体的长度方向上，则按斜向预混孔、垂直助燃风孔、斜向助燃风孔、垂直助燃风孔的顺序重复排列。
14.进一步地，所述斜向预混孔和斜向助燃风孔为圆孔，所述斜向预混孔和斜向助燃风孔的孔径相同，所述垂直助燃风孔为扁平孔，所述垂直助燃风孔的宽度小于斜向助燃风孔的半径；所述斜向助燃风孔的开口面积为所述垂直助燃风孔的开口面积的1.2-2倍。
15.采用上述优选的方案，确保助燃风在各个区域上的分配比例，既确保燃料和助燃气体混合效果，又保证分级燃烧的可靠实现，有效降低火焰区域温度和减少氮氧化物排放。
16.进一步地，若垂直投影在燃烧器本体的长度方向上，则第一燃气孔的投影位于斜向预混孔和斜向助燃风孔之间的位置。
17.采用上述优选的方案，确保能稳定建立火焰。
18.进一步地，所述第二燃气孔与斜向预混孔相连通的位置位于所述斜向预混孔的下半部；所述第二燃气孔开口面积为第一燃气孔开口面积的1.5-4倍。
19.采用上述优选的方案，提高第二燃气孔内燃气和助燃空气的混合效果，防止局部高温产生。
20.进一步地，所述第一燃气孔的直径d1＝1-4mm，相邻第一燃气孔的间距为(8-13)d1。
21.采用上述优选的方案，确保整个线性燃烧器上火焰的连续性。
22.进一步地，所述斜向预混孔和斜向助燃风孔与水平面的夹角为40-70
゜
。
23.进一步地，所述燃烧器本体为铸件，燃烧器本体的厚度为宽度的1/3-1倍。
24.采用上述优选的方案，确保助燃空气和燃料斜向交叉混合充分性。
25.进一步地，所述低氮线性燃烧器的轮廓成网格状，其由多个直线型子模块和多个转角型子模块拼接而成，所述转角型子模块除拐角处之外区域的截面结构跟直线型子模块结构一致，所述转角型子模块的燃烧器本体的拐角处设有从上表面向下内凹的凹坑，在凹坑的外边角处设有侧向进风口；在所述转角型子模块的拐角处还安装有引风装置，所述引风装置包括集风罩和导风罩，所述集风罩的开口朝向过程风的进风方向，所述导风罩上方封闭且具有与所述集风罩相连通的下开口和与所述凹坑侧向进风口相连接的侧向导风口。
26.采用上述优选的方案，通过引风装置将部分过程风引入到燃烧器拐角处，参与助燃，有效解决了受拐角处空间分布限制，垂直助燃风孔无法像其他区域一样均匀分布所导致的不完全燃烧问题，大大降低了烟气中氮氧化物和一氧化碳的排放。
27.进一步地，所述集风罩包括上挡板和从上挡板边部向下延伸的侧挡板，所述导风罩内的导风槽从远离侧向导风口的一端向近侧向导风口一端逐渐加深。
28.采用上述优选的方案，提高过程风导流顺畅度。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1是本发明一种实施方式的剖视图；
31.图2是直线型子模块的燃烧器本体一种实施方式的立体图；
32.图3是与图2相对应的燃烧器本体的背面示意图；
33.图4是与图2相对应的燃烧器本体的俯视图；
34.图5是图4中f-f向剖视图；
35.图6是图4中g-g向剖视图；
36.图7是图4中h-h向剖视图；
37.图8是本发明另一种实施方式的俯视图；
38.图9是转角型子模块和引风装置的立体图；
39.图10是转角型子模块的立体图；
40.图11是引风装置的立体图。
41.图中数字和字母所表示的相应部件的名称：
42.10-直线型子模块；11-燃烧器本体；12-燃气通道；13-第一燃气孔；14-第二燃气孔；15-斜向预混孔；16-斜向助燃风孔；17-垂直助燃风孔；20-转角型子模块；21-凹坑；22-侧向进风口；30-助燃风道；31-均风板；40-护火板；50-引风装置；51-集风罩；511-上挡板；512-侧挡板；52-导风罩；521-侧向导风口；522-导风槽。
具体实施方式
43.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.在本发明中上、下方位，是以燃烧器火焰发射方向为上，但仅是为了清楚说明技术方案，并不代表燃烧器使用时火焰发射方向一定朝上。
45.如图2、3、4、9、10所示，在本发明的一些实施方式中，斜向预混孔和斜向助燃风孔均采用了圆孔，为了方便示例，将斜向预混孔采用粗线表示，斜向助燃风孔采用细线表示。
46.如图1-7所示，本发明的一种实施方式为：一种低氮线性燃烧器，至少包括一个直线型子模块10，直线型子模块10包括：
47.燃烧器本体11，其基体上设有燃气通道12、多个第一燃气孔13、多个第二燃气孔14、多个斜向预混孔15、多个斜向助燃风孔16和多个垂直助燃风孔17；燃气通道12位于燃烧器本体11的中间位置并沿长度方向延伸设置，燃气通道12用于为燃烧器本体11提供燃料，燃气通道12的两侧面均为斜面，燃气通道12从下部向上部逐渐变窄；第一燃气孔13从燃气
通道12顶部中间位置向上延伸贯穿至燃烧器本体上表面；斜向预混孔15、斜向助燃风孔16、垂直助燃风孔17均分布在位于燃气通道12两侧的燃烧器本体基体内，斜向预混孔15和斜向助燃风孔16均从燃烧器本体11下表面向中间斜向延伸贯穿至上表面，垂直助燃风孔17从燃烧器本体11下表面垂直延伸贯穿至上表面，第二燃气孔14从燃气通道12的侧壁延伸贯穿至斜向预混孔15的侧壁；
48.助燃风道30，其与燃烧器本体11底面连接，助燃风道30用于为燃烧器本体提供助燃风；
49.护火板40，其安装于燃烧器本体11的两侧且高于燃烧器本体上表面，其用于阻止过程风对燃烧器本体上火焰的干扰。
50.采用上述技术方案的有益效果是：小部分燃气经第一燃气孔喷出，在燃烧器中间形成火焰，起到连接火焰作用，确保火焰稳定建立；大部分燃气经第二燃气孔进入斜向预混孔先与少量助燃空气预混，此时燃气过量，在燃烧器表面形成不充分的一次燃烧，温度较低；斜向助燃风孔流出斜向交叉的助燃风，强化与未充分燃烧的燃气混合，垂直助燃风孔则将助燃风送入一次燃烧区域的外围，将不完全燃烧的燃料完全燃烧，形成二次燃烧，从而降低了烟气中一氧化碳的含量，分级燃烧降低了火焰区域温度，有效降低了烟气中氮氧化物的产生。
51.如图4所示，在本发明的另一些实施方式中，在燃烧器本体11的上表面上，多个第一燃气孔13的中心沿第一直线l1分布，处于燃气通道同一侧的多个斜向预混孔15的中心和多个斜向助燃风孔16的中心均沿第二直线l2分布，处于燃气通道同一侧的多个垂直助燃风孔17的中心沿第三直线l3分布，第一直线l1、第二直线l2和第三直线l3相互平行且均沿燃烧器本体长度方向设置，第一直线l1处于燃烧器本体的中间位置，第二直线l2与第一直线l1之间具有间距h1,第三直线l3与第一直线l1之间具有间距h2，且h2》h1。处于燃气通道同一侧的斜向预混孔15和斜向助燃风孔16按一隔一顺序排列；在燃烧器本体的同一宽度上，在燃气通道的不同侧，与斜向预混孔15相正对的为斜向助燃风孔16。采用上述技术方案的有益效果是：结构布局紧凑合理，提高燃气和空气的混合效果。
52.如图2-7所示，在本发明的另一些实施方式中，位于燃气通道同一侧的斜向预混孔15、垂直助燃风孔17和斜向助燃风孔16，若垂直投影在燃烧器本体的长度方向上，则按斜向预混孔15、垂直助燃风孔17、斜向助燃风孔16、垂直助燃风孔17的顺序重复排列。斜向预混孔15和斜向助燃风孔16为圆孔，斜向预混孔15和斜向助燃风孔16的孔径相同，垂直助燃风孔17为扁平孔，垂直助燃风孔17的宽度小于斜向助燃风孔16的半径；斜向助燃风孔16的开口面积为垂直助燃风孔17的开口面积的1.2-2倍。采用上述技术方案的有益效果是：确保助燃风在各个区域上的分配比例，既确保燃料和助燃气体混合效果，又保证分级燃烧的可靠实现，有效降低火焰区域温度和减少氮氧化物排放。
53.如图2、4所示，在本发明的另一些实施方式中，若垂直投影在燃烧器本体的长度方向上，则第一燃气孔13的投影位于斜向预混孔15和斜向助燃风孔16之间的位置。采用上述技术方案的有益效果是：确保能稳定建立火焰。
54.如图5-7所示，在本发明的另一些实施方式中，第二燃气孔14与斜向预混孔15相连通的位置位于斜向预混孔15的下半部；第二燃气孔14开口面积为第一燃气孔13开口面积的1.5-4倍。采用上述技术方案的有益效果是：提高第二燃气孔内燃气和助燃空气的混合效
果，防止局部高温产生。
55.如图2、4、6所示，在本发明的另一些实施方式中，第一燃气孔13的直径d1＝1-4mm，相邻第一燃气孔的间距为(8-13)d1。采用上述技术方案的有益效果是：确保整个线性燃烧器上火焰的连续性。
56.如图5、7所示，在本发明的另一些实施方式中，斜向预混孔15和斜向助燃风孔16与水平面的夹角为40-70
゜
。采用上述技术方案的有益效果是：确保助燃空气和燃料斜向交叉混合充分性。
57.在本发明的另一些实施方式中，燃烧器本体11为铸件，燃烧器本体的厚度为宽度的1/3-1倍。
58.如图1所示，在本发明的另一些实施方式中，为了提高助燃风道30向燃烧器本体11供风均匀性，在助燃风道30设置均风板31，均风板31上开有密布的通孔。
59.如图8-11所示，在本发明的另一些实施方式中，低氮线性燃烧器的轮廓成网格状，其由多个直线型子模块10和多个转角型子模块20拼接而成。为了解决了受拐角处空间分布限制，垂直助燃风孔无法像其他区域一样均匀分布所导致的不完全燃烧问题，转角型子模块20除拐角处之外区域的截面结构跟直线型子模块结构一致，转角型子模块20的拐角处设有从上表面向下内凹的凹坑21，在凹坑21的外边角处设有侧向进风口22；在转角型子模块的拐角处还安装有引风装置50，引风装置50包括集风罩51和导风罩52，集风罩51的开口朝向过程风的进风方向，导风罩52上方封闭且具有与集风罩51相连通的下开口和与凹坑侧向进风口22相连接的侧向导风口521。采用上述技术方案的有益效果是：通过引风装置将部分过程风引入到燃烧器拐角处，参与助燃，大大降低了烟气中氮氧化物和一氧化碳的排放。
60.如图11所示，在本发明的另一些实施方式中，集风罩51包括上挡板511和从上挡板511边部向下延伸的侧挡板512，导风罩52内的导风槽522从远离侧向导风口的一端向近侧向导风口一端逐渐加深。采用上述技术方案的有益效果是：提高过程风导流顺畅度。
61.如图10所示，在本发明的另一些实施方式中，为了最大化增加转角型子模块的拐角处凹坑21的出风面，凹坑21与斜向预混孔和斜向助燃风孔相近的侧面采用斜面结构，斜面结构的斜度可以设置为与斜向预混孔相同的斜度，以达到凹坑空间最大化。
62.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。

技术特征：

1.一种低氮线性燃烧器，其特征在于，至少包括一个直线型子模块，所述直线型子模块包括：燃烧器本体，其基体上设有燃气通道、多个第一燃气孔、多个第二燃气孔、多个斜向预混孔、多个斜向助燃风孔和多个垂直助燃风孔；所述燃气通道位于燃烧器本体的中间位置并沿长度方向延伸设置，所述燃气通道用于为燃烧器本体提供燃料，所述燃气通道的两侧面均为斜面，所述燃气通道从下部向上部逐渐变窄；所述第一燃气孔从所述燃气通道顶部中间位置向上延伸贯穿至燃烧器本体上表面；所述斜向预混孔、斜向助燃风孔、垂直助燃风孔均分布在位于所述燃气通道两侧的燃烧器本体基体内，所述斜向预混孔和斜向助燃风孔均从燃烧器本体下表面向中间斜向延伸贯穿至上表面，所述垂直助燃风孔从燃烧器本体下表面垂直延伸贯穿至上表面，所述第二燃气孔从所述燃气通道的侧壁延伸贯穿至所述斜向预混孔的侧壁；助燃风道，其与所述燃烧器本体底面连接，所述助燃风道用于为燃烧器本体提供助燃风；护火板，其安装于燃烧器本体的两侧且高于燃烧器本体上表面。2.根据权利要求1所述的低氮线性燃烧器，其特征在于，在所述燃烧器本体的上表面上，多个所述第一燃气孔的中心沿第一直线分布，处于燃气通道同一侧的多个所述斜向预混孔的中心和多个所述斜向助燃风孔的中心均沿第二直线分布，处于燃气通道同一侧的多个所述垂直助燃风孔的中心沿第三直线分布，第一直线、第二直线和第三直线相互平行且均沿燃烧器本体长度方向设置，第一直线处于燃烧器本体的中间位置，第二直线与第一直线之间具有间距h1,第三直线与第一直线之间具有间距h2，且h2>h1。3.根据权利要求2所述的低氮线性燃烧器，其特征在于，处于燃气通道同一侧的所述斜向预混孔和斜向助燃风孔按一隔一顺序排列；在燃烧器本体的同一宽度上，在燃气通道的不同侧，与所述斜向预混孔相正对的为斜向助燃风孔。4.根据权利要求3所述的低氮线性燃烧器，其特征在于，位于燃气通道同一侧的斜向预混孔、垂直助燃风孔和斜向助燃风孔，若垂直投影在燃烧器本体的长度方向上，则按斜向预混孔、垂直助燃风孔、斜向助燃风孔、垂直助燃风孔的顺序重复排列。5.根据权利要求4所述的低氮线性燃烧器，其特征在于，若垂直投影在燃烧器本体的长度方向上，则第一燃气孔的投影位于斜向预混孔和斜向助燃风孔之间的位置。6.根据权利要求4所述的低氮线性燃烧器，其特征在于，所述斜向预混孔和斜向助燃风孔为圆孔，所述斜向预混孔和斜向助燃风孔的孔径相同，所述垂直助燃风孔为扁平孔，所述垂直助燃风孔的宽度小于斜向助燃风孔的半径；所述斜向助燃风孔的开口面积为所述垂直助燃风孔的开口面积的1.2-2倍。7.根据权利要求1所述的低氮线性燃烧器，其特征在于，所述第二燃气孔与斜向预混孔相连通的位置位于所述斜向预混孔的下半部；所述第二燃气孔开口面积为第一燃气孔开口面积的1.5-4倍。8.根据权利要求7所述的低氮线性燃烧器，其特征在于，所述第一燃气孔的直径d1＝1-4mm，相邻第一燃气孔的间距为(8-13)d1。9.根据权利要求1所述的低氮线性燃烧器，其特征在于，所述低氮线性燃烧器的轮廓成网格状，其由多个直线型子模块和多个转角型子模块拼接而成，所述转角型子模块的燃烧
器本体拐角处设有从上表面向下内凹的凹坑，在凹坑的外边角处设有侧向进风口；在所述转角型子模块的拐角处还安装有引风装置，所述引风装置包括集风罩和导风罩，所述集风罩的开口朝向过程风的进风方向，所述导风罩上方封闭且具有与所述集风罩相连通的下开口和与所述凹坑侧向进风口相连接的侧向导风口。10.根据权利要求9所述的低氮线性燃烧器，其特征在于，所述集风罩包括上挡板和从上挡板边部向下延伸的侧挡板，所述导风罩内的导风槽从远离侧向导风口的一端向近侧向导风口一端逐渐加深。

技术总结

本发明提供一种低氮线性燃烧器，包括燃烧器本体、助燃风道和护火板，燃烧器本体上设有燃气通道、第一燃气孔、第二燃气孔、斜向预混孔、斜向助燃风孔和垂直助燃风孔；燃气通道从下部向上部逐渐变窄。小部分燃气经第一燃气孔喷出，在燃烧器建立稳定火焰；大部分燃气经第二燃气孔进入斜向预混孔先与少量助燃空气预混，此时燃气过量，在燃烧器表面形成不充分的一次燃烧，温度较低；斜向助燃风孔流出斜向交叉的助燃风，强化与未充分燃烧的燃气混合，垂直助燃风孔则将助燃风送入一次燃烧区域的外围，将不完全燃烧的燃料完全燃烧，形成二次燃烧，从而降低了烟气中一氧化碳的含量，分级燃烧使得火焰区域温度低于1100℃，有效降低了烟气中氮氧化物的产生。气中氮氧化物的产生。气中氮氧化物的产生。