一种基于全预混金属纤维的中心回燃烧头及燃烧器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于全预混金属纤维的中心回燃烧头及燃烧器，所述烧头包括烧头本体，所述烧头本体前端内嵌第一燃烧区，所述第一燃烧区的外表面铺设金属纤维网；所述燃烧器包括风机、预混室和烧头，所述风机的出风口与预混室的后端连接；所述预混室的前端与烧头连接，所述预混室内部设置有点火棒和配气环，所述配气环与预混室侧壁底部的燃气入口连接。本实用新型专利技术的烧头既具有传统金属纤维烧头的优点，也具有中心回燃烧头的优点，适用于炉膛细长的普通锅炉和中心回燃锅炉；本实用新型专利技术的燃烧器设置有配气环，使空气和燃气在燃烧前进行充分混合，使燃烧非常稳定，温度分布均匀，没有局部高温存在，因此抑制了NOx的生成。

Center back combustion head and burner based on fully premixed metal fiber

The utility model relates to a center of mixed metal fiber based on the back burner head and pre combustion, the burning burning head includes a head body, wherein the front end of the first firing head body embedded in the combustion zone, the outer surface of the first combustion zone laying metal fiber net; the burner comprises a blower, a premixing chamber and burning head of the fan outlet and the mixing chamber is connected with the back end of the premixing chamber; the front end is connected with the burning head, the premixing chamber is arranged inside the ignition rod and valve ring, the entrance gas distributing ring and premixed chamber wall at the bottom of the connection. The utility model has the advantages of both the traditional burning head metal fiber burning head, also has the advantages of the combustion head back to the center, and the center for the ordinary boiler slender back burning boiler; the utility model is provided with a ring gas burner, air and gas are fully mixed before combustion, the combustion is very stable, uniform temperature distribution, no local high temperature, thus inhibiting the generation of NOx.

【技术实现步骤摘要】
一种基于全预混金属纤维的中心回燃烧头及燃烧器
本技术涉及燃烧设备
，特别涉及一种基于全预混金属纤维的中心回燃烧头及燃烧器。
技术介绍
目前在锅炉制造企业内，对于中心回燃锅炉，其燃烧室末端为封闭结构，一般是采用扩散式燃烧头，扩散式燃烧头的火焰为第一回程；火焰燃尽后，烟气沿着燃烧室内壁折返回前烟箱，形成第二回程；之后，再进入烟管，形成第三回程，如图1所示。但是采用扩散式燃烧头，由于局部高温的存在会将空气中大量的氮气与氧气催化形成氮氧化物，氮氧化物的排放对大气有很严重的污染。近几年出现的金属纤维燃烧器是一种全预混式燃烧器，以特种金属纤维作为燃烧头，使得燃气燃烧十分稳定并且温度分布均匀，没有局部高温存在，因此抑制了NOx的生成。但是对于中心回燃锅炉来说，如果沿用标准金属纤维烧头，如图2所示，则由于炉膛的特殊结构，炉膛深处的阻力远大于前端阻力，因此标准的金属纤维燃烧头，火焰将只可能在前部燃烧，炉膛的绝大部分面积被浪费，直接使用该结构的烧头，无法解决中心回燃锅炉降低NOX排放的要求。
技术实现思路
为了解决标准金属纤维燃烧头不能很好适应中心回燃锅炉的问题，本技术提供了一种基于全预混金属纤维的中心回燃烧头及燃烧器，所述中心回燃烧头不仅具有与扩散式燃烧器类似的烟气流向，还能克服扩散式燃烧器高氮氧化物的缺陷，且不影响锅炉效率与出力。本技术采取的技术方案如下：一种基于全预混金属纤维的中心回燃烧头，包括烧头本体，所述烧头本体前端内嵌燃烧结构，所述燃烧结构形成了中心回燃烧头的第一燃烧区，所述第一燃烧区的外表面铺设金属纤维网。传统的金属纤维烧头，火焰在金属纤维表面燃烧，则由于炉膛的特殊结构，炉膛深处的阻力远大于前端阻力，因此标准的金属纤维燃烧头，火焰将只可能在前部燃烧，炉膛的绝大部分面积被浪费，直接使用该结构的烧头，无法解决中心回燃锅炉低NOX排放的要求。本技术的中心回燃烧头通过在烧头本体的前端内嵌第一燃烧区，形成中心回燃结构，火焰分布在烧头内部，形成轴向火焰；所述第一燃烧区的外表面铺设有金属纤维网，空气与燃气的混合气体在金属纤维表面燃烧层中均匀透过，使得烧头燃烧十分稳定、温度分布均匀，没有局部高温存在，因此抑制了NOx的生成。本技术既具有传统金属纤维烧头的优点，也具有中心回燃烧头的优点，但同时又将两者弱化，适用于炉膛细长的普通锅炉和中心回燃锅炉。进一步的，所述第一燃烧区为前端开口的圆柱形或喇叭形结构，当所述第一燃烧区为喇叭形结构时，所述第一燃烧区的后端面积小于其前端面积。具体的，所述第一燃烧区为圆柱形结构时，热能分布更均匀，但具有一定的热滞后性；所述第一燃烧区为喇叭形结构时，无热滞后性。进一步的，当所述第一燃烧区为圆柱形结构时，所述金属纤维网为致密结构；当所述第一燃烧区为喇叭形结构时，所述金属纤维网为非致密结构。具体的，所述第一燃烧区为圆柱形结构时，金属纤维网结构致密，致密性的金属纤维烧头对燃气和空气的质量要求更高，燃烧压力更大，可以喷射的距离更长；所述第一燃烧区为喇叭形结构时，金属纤维网结构较圆柱形稀疏，对燃气和空气的质量要求较圆柱形低，燃烧压力小，但是由于其自身的喇叭形结构，也能保证其喷射距离可以满足需要。进一步的，当所述第一燃烧区为喇叭形结构时，所述烧头本体的外表面铺设金属纤维网，形成中心回燃烧头的第二燃烧区。具体的，当所述第一燃烧区为圆柱形结构时，所述烧头本体的外表面未铺设金属纤维网，火焰只在圆柱形燃烧区内部燃烧，火焰为轴向火焰，适合短炉膛；当所述第一燃烧区为喇叭形结构时，所述烧头本体的外表面也铺设金属纤维网，在烧头本体外表面形成第二燃烧区，火焰在烧头本体内外同时燃烧，在烧头本体外燃烧形成类似标准金属纤维烧头的径向火焰，在烧头本体内燃烧形成轴向火焰，适合长炉膛，因为当采用长炉膛时，径向火焰可以冲刷前炉膛，轴向火焰可以冲刷后炉膛。进一步的，所述金属纤维网由铁铬铝合金材料制成且与烧头本体烧结成一个整体，所述金属纤维网的纤维直径为40-50μm。具体的，本技术采用耐热性能好的铁铬铝合金材料烧结而成，所述金属纤维网的纤维直径设置为40-50μm，可以满足高温燃烧的要求。本技术另一方面提供了一种基于全预混金属纤维的中心回燃燃烧器，包括上述的中心回燃烧头、风机和预混室，所述风机的出风口与预混室的后端连接；所述预混室的前端与中心回燃烧头后端连接，所述预混室内部设置有点火棒和配气环，所述点火棒一端位于预混室前端，另一端依次穿过预混室后端、烧头本体和第一燃烧区，位于在第一燃烧区的金属纤维网外侧；所述配气环与预混室侧壁底部的燃气入口连接，燃气由所述燃气入口进入预混室，通过所述配气环均匀喷散，与所述预混室内的空气进行混合，混合后的燃气和空气进入中心回燃烧头的第一燃烧区并在金属纤维网表面燃烧。本技术另一方面提供了包括上述中心回燃烧头的燃烧器，所述燃烧器在预混室内设置有配气环，使空气和燃气在燃烧前进行充分混合，充分混合后的空气和燃气在金属纤维表面进行均匀扩散，使得燃烧非常稳定，温度分布均匀，没有局部高温存在，因此抑制了因此抑制了NOx的生成，又因为预混有足够的空气供给，故CO的排放量也很低。进一步的，所述配气环包括连接管、喷管和混风叶片，所述连接管为一端开口一端封闭的L形结构，所述连接管的开口端与燃气入口抵接，使连接管与燃气管道连通，所述连接管的封闭端通过转轴与混风叶片相连；所述喷管设置为多个，围绕连接管的水平段均匀分布，所述喷管位于同一平面内，所述平面与连接管水平段垂直，与混风叶片所在平面平行，每个所述喷管的一端与连接管连通，另一端封闭；每个所述喷管的侧壁设有至少一个条形孔，燃气经由连接管从所述条形孔喷射出来；所述混风叶片至少设置为两个，均匀分布于与连接管水平段相垂直的平面内，空气在风机作用下进入预混室，吹动所述混风叶片转动，使空气和燃气在预混室内进行混合。具体的，所述喷管设置于连接管上，所述喷管可通过螺栓连接或焊接的方式与连接管连接，由于所述连接管为L形结构，所述连接管的水平段与预混室轴向平行，所述喷管位于与连接管水平段相垂直的平面内，因此燃气经连接管从喷管上的条形孔喷射出来的方向为与预混室的轴向相垂直的方向，而空气进入预混室的方向为与预混室的轴向相平行的方向，因此空气和燃气流向垂直，混合更为均匀；混风叶片通过转轴与连接管封闭端连接，所述混风叶片的转动由空气吹动，在混风叶片转动下使空气和燃气的混合更均匀和充分；所述连接管的竖直段和燃气入口抵接，即连接管直接坐在燃气入口处，连接管和燃气入口的连接并不需要非常严密，因为燃气最终是要进入预混室的，少量燃气从燃气入口处泄露到预混室不会对混合产生较大影响。进一步的，每个所述喷管的侧壁设有多个条形孔，所述条形孔不对称设置于喷管的两侧，即每个所述喷管两侧的条形孔数目不等，且每个所述喷管与相邻喷管在相对一侧的条形孔数目不等。具体的，所述条形孔在每个喷管两侧的分布采取不对称方式，比如每个喷管的一侧开设4个条形孔，另一侧开设2个条形孔，每个喷管开设4个条形孔的一侧与相邻喷管开设2个条形孔的一侧对应，这样布置使得燃气经过连接管进入喷管的条形孔喷射出来，由于是2对4的不对称布置，燃气喷射后在两个喷管间进行一次混合，形成一个围绕连接管水平段轴向的燃气面，来自预混室本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于全预混金属纤维的中心回燃烧头，其特征在于，包括烧头本体(3)，所述烧头本体(3)前端内嵌燃烧结构，所述燃烧结构形成了中心回燃烧头的第一燃烧区(31)，所述第一燃烧区(31)的外表面铺设金属纤维网(32)。

【技术特征摘要】
1.一种基于全预混金属纤维的中心回燃烧头，其特征在于，包括烧头本体(3)，所述烧头本体(3)前端内嵌燃烧结构，所述燃烧结构形成了中心回燃烧头的第一燃烧区(31)，所述第一燃烧区(31)的外表面铺设金属纤维网(32)。2.根据权利要求1所述的中心回燃烧头，其特征在于，所述第一燃烧区(31)为前端开口的圆柱形或喇叭形结构，当所述第一燃烧区(31)为喇叭形结构时，所述第一燃烧区(31)的后端面积小于其前端面积。3.根据权利要求2所述的中心回燃烧头，其特征在于，当所述第一燃烧区(31)为喇叭形结构时，所述烧头本体(3)的外表面铺设金属纤维网(32)，形成中心回燃烧头的第二燃烧区。4.根据权利要求1-3任一项所述的中心回燃烧头，其特征在于，所述金属纤维网(32)由铁铬铝合金材料制成且与烧头本体(3)烧结成一个整体，所述金属纤维网(32)的纤维直径为40-50μm。5.一种基于全预混金属纤维的中心回燃燃烧器，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的中心回燃烧头、风机(1)和预混室(2)，所述风机(1)的出风口与预混室(2)的后端连接；所述预混室(2)的前端与中心回燃烧头后端连接，所述预混室内部设置有点火棒(30)和配气环，所述点火棒(30)一端位于预混室前端，另一端依次穿过预混室后端、烧头本体(3)和第一燃烧区(31)，位于在第一燃烧区(31)的金属纤维网(32)外侧；所述配气环与预混室侧壁底部的燃气入口(4)连接。6.根据权利要求5所述的中心回燃燃烧器，其特征在于，所述配气环包括连接管(6)、喷管(7)和混风叶片(8)，所述连接管(6)为一端开口一端封闭的L形结构，所述连接管(6)的开口端与燃气入口(4)抵接，使连接管(6)与燃气管道连通，所述连接管(6)的封闭端通过转轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋历民，韩捷，李文，李文明，赵建生，何磊，胡梦捷，
申请(专利权)人：北京节能技术监测中心，
类型：新型
国别省市：北京,11