燃烧器及燃气燃烧方法技术

公开了一种燃烧器及燃气燃烧方法，燃烧器包括设有助燃气入口和第一燃气入口的混合器、与混合器连通的混合气喷口、以及第二燃气入口和燃气喷口。燃气包括第一部分燃气和第二部分燃气，第一部分燃气进入混合器与全部助燃气预混形成混合气，通过混合气喷口喷入至待加热装置中进行一次燃烧，同时产生烟气，由于混合气中燃气浓度较低，燃烧温度也较低，避免了热力氮氧化物的生成。第二部分燃气通过燃气喷口喷入至所述待加热装置中与上述烟气混合并进行二次燃烧，由于二次燃烧时氧气的浓度较低，可以抑制氮氧化物的生成，两次燃烧后烟气中余氧浓度更低，烟气热损失小、运行成本低。

【技术实现步骤摘要】
燃烧器及燃气燃烧方法
本专利技术涉及工业燃烧器领域，更具体地，涉及一种燃烧器及燃气燃烧方法。
技术介绍
工业燃烧器是一种将燃料与助燃气以一定方式混合并且喷出，使燃料燃烧放热的装置，可用于工业炉和锅炉等装置的加热。现有的燃烧器为了实现低氮排放，会单独采用分级燃烧、贫燃预混和烟气再循环等技术。其中单独采用分级燃烧方法无法实现超低氮；烟气再循环方法存在燃烧不稳定、排烟温度升高效率降低、烟气冷却产生冷凝水影响风机及燃烧器使用寿命等问题；而以全预混表面燃烧方法为代表的贫燃预混方法存在燃烧头及滤网易堵塞、易回火不安全、过剩空气量大(燃烧产物中氧气浓度高于5％)、效率低等问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种燃烧器及燃气燃烧方法，采用贫燃预混耦合分级燃烧的方式降低氮氧化物的排放，精简燃烧器的体积。根据本专利技术的一方面，提供的一种燃烧器，用于加热待加热装置，包括：混合器，包括助燃气入口以及第一燃气入口；混合气喷口，与所述混合器连通，并且伸入所述待加热装置中；以及第二燃气入口和燃气喷口，所述燃气喷口与所述第二燃气入口连通，并且伸入所述待加热装置中，其中，燃气包括第一部分燃气和第二部分燃气，所述第一部分燃气通过所述第一燃气入口进入所述混合器与自所述助燃气入口进入的助燃气混合形成混合气，所述混合气通过所述混合气喷口喷入至所述待加热装置中燃烧并形成烟气，所述第二部分燃气通过所述第二燃气入口及所述燃气喷口喷入至所述待加热装置中与所述烟气混合并燃烧。优选地，所述第一部分燃气占所述燃气总量的52％至62％。优选地，所述燃烧器还包括：稳焰器，连接在所述混合器与所述混合气喷口之间。优选地，所述稳焰器为圆台形或圆柱形。优选地，所述混合气喷口为多个。优选地，多个所述混合气喷口在所述稳焰器的侧面均匀分布。优选地，多个所述混合气喷口的总面积占所述稳焰器表面积的29％至34％。优选地，所述第一通孔为圆形孔、腰型孔或菱形孔。优选地，所述混合器还包括孔板，所述孔板垂直于所述混合气的流动方向设置。优选地，所述孔板为防火材料制成。优选地，所述混合器包括筒状结构，所述助燃气入口设置在所述筒状结构的一端，所述稳焰器与所述筒状结构的另一端连通，所述第一燃气入口位于所述筒状结构的侧面。优选地，所述混合器还包括设置在所述筒状结构的侧面外侧的第一腔体，所述第一燃气入口设置在所述第一腔体上，所述筒状结构的侧面设有连通所述第一腔体与所述筒状结构内部的多个通孔。优选地，所述燃烧器还包括：设置在所述筒状结构的侧面外侧的第二腔体，所述第二腔体部分伸入所述待加热装置中，所述第二燃气入口设置在所述第二腔体未伸入所述待加热装置的部分上，所述燃气喷口设置在所述第二腔体伸入所述待加热装置的一端上。优选地，所述燃烧器还包括：管道，所述管道自所述筒状结构的侧面外侧穿入、在所述筒状结构及所述稳焰器内延伸并穿过所述稳焰器伸入至所述待加热装置中，所述燃气喷口设置在所述管道伸入至所述待加热装置的一端上，所述第二燃气入口设置在所述管道的另一端上。根据本专利技术的另一方面，提供的一种燃气燃烧方法，其中燃气包括第一部分燃气和第二部分燃气，所述第一部分燃气进入混合器与助燃气混合形成混合气，所述混合气通过混合气喷口喷入至待加热装置中燃烧并形成烟气，所述第二部分燃气通过燃气喷口喷入至所述待加热装置中与所述烟气混合并燃烧。优选地，所述第一部分燃气占所述燃气总量的52％至62％。优选地，所述混合气喷口的喷射速度为20m/s至50m/s。根据本专利技术的燃烧器及燃气燃烧方法，燃气包括第一部分燃气和第二部分燃气，第一部分燃气进入混合器与全部助燃气预混形成混合气，混合气通过混合气喷口喷入至待加热装置中进行一次燃烧，同时产生烟气，由于混合气中燃气浓度较低，燃烧温度也较低，避免了热力氮氧化物的生成。接着，第二部分燃气通过燃气喷口喷入至所述待加热装置中，与一次燃烧产生的烟气混合并进行二次燃烧，由于二次燃烧时氧气的浓度较低，可以有效抑制氮氧化物的生成，经过两次燃烧最终得到的烟气中余氧浓度可低于1％，烟气热损失小、运行成本低。燃烧器还可以包括稳焰器，以稳定混合气的燃烧。多个混合气喷口在稳焰器的侧面均匀分布，使得混合气喷入至待加热装置中时分布更均匀。多个混合气喷口的总面积可以占该稳焰器表面积的29％至34％，混合气喷口处的混合气流动速度可达20m/s至50m/s，使得本专利技术的燃烧器在减少氮氧化物排放、降低余氧浓度的同时，其功率更高，完成同样加热任务所需要的燃烧器的截面积更小，结构更紧凑。混合器还包括孔板，其垂直于混合气的流动方向设置，孔板可以是防火材料制成，在正常状态下，孔板可以促进混合器内燃气与助燃气更均匀地混合，稳定气流速度分布。在发生异常、出现回火现象时，防火材料的孔板可以作为阻火器。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1示出根据本专利技术第一实施例的燃烧器的截面图。图2示出图1中A区域的的放大图。图3a至3c示出根据本专利技术第一实施例的燃烧器的混合气喷口的结构图。图4示出根据本专利技术第二实施例的燃烧器的截面图。图5示出图4中B区域的的放大图。图6示出根据本专利技术第三实施例的燃烧器的截面图。图7示出图6中C区域的的放大图。图8示出根据本专利技术实施例的燃气燃烧方法的框图。具体实施方式以下将参照附图更详细地描述本专利技术。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。在下文中描述了本专利技术的许多特定的细节，但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本专利技术。应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。图1示出根据本专利技术第一实施例的燃烧器的截面图，图2示出图1中A区域的的放大图。该燃烧器用于加热工业炉、锅炉等待加热装置，包括：混合器110、混合气喷口122、第二燃气入口131和燃气喷口132。混合器110包括助燃气入口111以及第一燃气入口112；混合气喷口122与混合器110连通，并且伸入待加热装置140中；燃气喷口132与第二燃气入口131连通，并且也伸入待加热装置140中。第一燃气入口112、第二燃气入口131提供燃气，例如是天然气；助燃气入口111提供助燃气，例如是空气。其中，燃气包括第一部分燃气和第二部分燃气，第一部分燃气通过第一燃气入口112进入混合器110与自助燃气入口111进入的助燃气混合形成混合气，混合气通过混合气喷口122喷入至待加热装置140中燃烧并形成烟气，第二部分燃气通过第二燃气入口131及燃气喷口132喷入至待加热装置140中与烟气混合并燃烧。优选地，第一部分燃气占燃气总量的52％至62％，第一部分燃气进入混合器110与全部助燃气预混形成混合气，该燃气例如是天然气时，混合气中的甲烷浓度为5.0％至5.9％，混合气通过混合气喷口122喷入至待加热装置140中进行一次燃烧，同时产生烟气，一次燃烧产生的烟气余氧浓度为8％至10％，由于混合气中燃气浓度较低，燃烧温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃烧器，用于加热待加热装置，其特征在于，包括：混合器，包括助燃气入口以及第一燃气入口；混合气喷口，与所述混合器连通，并且伸入所述待加热装置中；以及第二燃气入口和燃气喷口，所述燃气喷口与所述第二燃气入口连通，并且伸入所述待加热装置中，其中，燃气包括第一部分燃气和第二部分燃气，所述第一部分燃气通过所述第一燃气入口进入所述混合器与自所述助燃气入口进入的助燃气混合形成混合气，所述混合气通过所述混合气喷口喷入至所述待加热装置中燃烧并形成烟气，所述第二部分燃气通过所述第二燃气入口及所述燃气喷口喷入至所述待加热装置中与所述烟气混合并燃烧。

【技术特征摘要】
1.一种燃烧器，用于加热待加热装置，其特征在于，包括：混合器，包括助燃气入口以及第一燃气入口；混合气喷口，与所述混合器连通，并且伸入所述待加热装置中；以及第二燃气入口和燃气喷口，所述燃气喷口与所述第二燃气入口连通，并且伸入所述待加热装置中，其中，燃气包括第一部分燃气和第二部分燃气，所述第一部分燃气通过所述第一燃气入口进入所述混合器与自所述助燃气入口进入的助燃气混合形成混合气，所述混合气通过所述混合气喷口喷入至所述待加热装置中燃烧并形成烟气，所述第二部分燃气通过所述第二燃气入口及所述燃气喷口喷入至所述待加热装置中与所述烟气混合并燃烧。2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述第一部分燃气占所述燃气总量的52％至62％。3.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，还包括：稳焰器，与所述混合器连接，并且伸入所述待加热装置中，所述混合气喷口设置在所述稳焰器上。4.根据权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，所述稳焰器为圆台形或圆柱形。5.根据权利要求4所述的燃烧器，其特征在于，所述混合气喷口为多个。6.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于，多个所述混合气喷口在所述稳焰器的侧面均匀分布。7.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于，多个所述混合气喷口的总面积占所述稳焰器表面积的29％至34％。8.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述混合气喷口为圆形孔、腰型孔或菱形孔。9.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述混合器还包括孔板，所述孔板垂直于所述混合气的流动方向设置。10.根据权利要求9所述的燃烧器，其特征在于，所述孔板为防火材料制成。11.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：常扬，杨磊，赵雪源，萧琦，刘雨皓，
申请(专利权)人：海湾环境科技北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11