一种低NOx旋流燃烧技术的可调气流结构及其组织方法技术

本发明专利技术的一种低NOx旋流燃烧技术的可调气流结构，包括一次风和二次风，所述一次风配设一次风通道，所述二次风配设二次风通道，其特征在于；所述一次风在一次风通道流动并通过一次风旋流器旋流吹出，所述二次风在二次风通道流动并通过二次风旋流器旋流吹出；还设有直流风与一次风和二次风耦合调节，所述直流风自旋流吹出的一次风和二次风之间通出将所述的一次风和二次风分隔；所述一次风流量占比为总风量的10~50%，所述二次风流量占比为总风量的30~70%，所述直流风流量占比为总风量的5%~20%。本发明专利技术通过对一次风和二次风的旋流强度的调节、混风浓度的调节，直流风的调节对回流区的大小和强度进行调节，以控制NOx的生成。

An adjustable airflow structure and its organization method for low NOx swirling combustion technology

An adjustable airflow structure of a low NOx swirl combustion technology, including primary air and two wind, which is equipped with a primary air passage, and the two wind is equipped with two air passages, which is characterized by the one wind flowing in one air passage and swirling through a primary air cyclone, and the two wind is two times. The flow of the wind passage is blown out through a two wind swirler, and a DC wind is coupled with one wind and two winds, and the first wind and the two wind blowing through the direct wind flow of the DC wind are separated by the first wind and the two wind; the first wind flow is 10~50% of the total air volume, and the amount of the two wind flows is accounted for. The ratio of direct air flow to 30~70% is 5%~20% of the total air volume. The invention regulates the size and strength of the reflux area by adjusting the swirling intensity of the primary wind and the two wind and regulating the concentration of the mixed wind, and controlling the formation of the NOx.

【技术实现步骤摘要】
一种低NOx旋流燃烧技术的可调气流结构及其组织方法
本专利技术涉及一种低NOx污染燃烧方法，具体涉及一种低NOx旋流燃烧技术的可调气流结构及其组织方法。
技术介绍
氮氧化物(NOx)是指NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等气体，它们活性高、氧化性强，是造成我国复合型大气污染的关键污染物。我国氮氧化物的排放量很大，电站锅炉和工业锅炉是NOx的主要排放源。随着国家环保标准的日趋严格，氮氧化物的排放受到越来越多的限制，电站锅炉广泛采取了低NOx燃烧和烟气脱硝技术(如SNCR和SCR)。工业锅炉容量小，采用烟气脱硝技术单位成本过高。仅采用低NOx燃烧技术，燃料即使采取较为清洁的油和气，NOx排放也难以达标。
技术实现思路
本专利技术为克服现有技术存在的不足，提供了一种能够实现锅炉低NOx排放的旋流燃烧器，特别适用于燃用油或气的工业锅炉。为解决上述技术问题，本专利技术涉及一种低NOx旋流燃烧技术的可调气流结构，包括一次风和二次风，所述一次风配设一次风通道，所述二次风配设二次风通道，所述一次风在一次风通道流动并通过一次风旋流器旋流吹出，所述二次风在二次风通道流动并通过二次风旋流器旋流吹出；还设有分隔一次风和二次风的直流风，所述直流风自旋流吹出的一次风和二次风之间通出并将所述的一次风和二次风分隔；所述一次风流量占比为总风量的10～50％，所述二次风流量占比为总风量的30～70％，所述直流风流量占比为总风量的5％～20％。优选方案为：所述一次风风速为15～25m/s，所述二次风风速为20～35m/s，所述直流风风速为50～100m/s。优选方案为：所述一次风或二次风选用空气作为介质；或，所述一次风或二次风选用掺有惰性气体的空气，所述惰性气体为氮气，二氧化碳或循环烟气。优选方案为：所述一次风的混风浓度为0～5％；或，所述二次风的混风浓度为20～30％可调。优选方案为：所述直流风选用掺有水蒸气的空气作为介质；或，所述直流风选用掺有惰性气体的空气，惰性气体用氮气、或二氧化碳、或循环烟气。优选方案为：所述直流风选用水蒸汽的混风浓度在50～100％；或，选用其他气体的混风浓度在60～100％。优选方案为：所述直流风通过若干风孔吹出将所述一次风和所述二次风分隔；或，所述直流风配设直流风管，所述直流风管布设在所述一次风通道和二次风管之间，所述直流风管出口设有若干风孔；或，所述直流风管出口设有直流风孔板，所述直流风孔板上设有若干风孔；或，所述风孔至少设有六个；或，所述直流风孔板选用金属材质。优选方案为：所述一次风通道内配设中心设置有油枪管，或设置有燃气管，或设置有煤粉管；或，所述一次风在所述一次风通道与所述油枪管之间流动；或，所述一次风在所述一次风通道与所述燃气管之间流动；或，所述一次风在所述一次风通道与所述煤粉管之间流动。优选方案为：所述一次风通道、二次风管和直流气管道同轴。优选方案为：所述一次风旋流器和二次风旋流器有数片旋流叶片组成；或，所述旋流叶片为6-24片优选方案为：所述一次风通道配设一次调节风门；或，所述二次风管配设二次调节风门；或，所述直流风管配设直流风调节风门。采用上述任一种结构的低NOx旋流燃烧技术的可调气流组织方法，所述方法包括：所述低NOx旋流燃烧技术的可调气流结构工作时，旋流风从旋流风通道通出，直流风被夹在旋流风之间从直流风通道通出，形成直流风与旋流风的耦合，通过调整直流风来改变所述两股旋流风的混合时间，进而降低燃烧器回流区NOx的生成。进一步地，所述方法通过调整混风浓度降低回流区NOx的生成；或，所述旋流风选用掺有惰性气体的空气，所述惰性气体为氮气，二氧化碳或循环烟气；或，所述直流风选用掺有水蒸气的空气，其中，水蒸气的占比为50～100％；或，所述直流风选用掺有惰性气体的空气，其中惰性气体的占比为60～100％，所述惰性气体选用氮气，二氧化碳或循环烟气。进一步地，所述直流风由均匀分布的多个直流风支流构成以增强直流风与旋流风的耦合调节；或，所述直流风流量占比为总风量的5％～20％；或，所述旋流风包括一次风和二次风，所述直流风自旋流吹出的一次风和二次风之间以若干直流风支流方式通出，其中，所述一次风的流量占比为总风量的10～50％，所述二次风流量占比为总风量的30～70％；或，所述一次风中惰性气体的占比为0～5％，所述二次风中惰性气体的占比为20～30％。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：燃烧器旋流强度可以引起燃料燃烧特性的变化，旋流强度高可以稳定燃烧，旋流强度低时，燃料在高温区域停留时间短，水蒸汽、CO2、N2、循环烟气等气体在燃烧器区域局部浓度较高时，NOx排放量降低。本专利技术中，通过对一次风和二次风的旋流强度的调节、一次风和二次风的混风浓度的调节，以及直流风的混风浓度和在总风量中的占比对回流区的大小和强度进行调整，从而控制NOx的生成；直流风风速根据炉膛温度进行调节。风速低时，二次风会过早参与燃烧不利于NOx的控制；风速过高时，二次风参与燃烧较晚氧量不足，燃烧状态不稳定且炉膛温度会受影响。当直流风采用水蒸汽时，由于水蒸汽不参与燃烧且比热容很高，可以起到降低火焰温度的效果，进一步降低NOx的生成，本专利技术结构和方法单独脱硝效率为10％～40％。附图说明图1为实施例1的结构示意图。图2为实施例1的直流风孔板的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术作进一步阐述：实施例1如图1至图2所示，本专利技术的一种可调旋流度的旋流燃烧器，包括一次风和二次风，所述一次风配设一次风通道2，所述二次风配设二次风通道4，所述一次风在一次风通道2流动并通过一次风旋流器7旋流吹出，所述二次风在二次风通道4流动并通过二次风旋流器5旋流吹出；还设有直流风，所述直流风以直流方式自旋流吹出的一次风和二次风之间流出。所述一次风流量占比为总风量的10～50％，所述二次风流量占比为总风量的30～70％，所述直流风流量占比为总风量的5％～20％。所述一次风风速为15～25m/s，所述二次风风速为20～35m/s，所述直流风风速为50～100m/s。所述一次风或二次风选用空气作为介质，或选用掺有其他惰性气体的空气，所述惰性气体为氮气，二氧化碳或循环烟气。所述一次风掺有其他气体的混风浓度为0～5％，所述二次风掺有其他气体的混风浓度为20～30％可调。所述直流风选用掺有水蒸气的空气介质，或选用掺有惰性气体的空气，惰性气体为选用氮气、或二氧化碳、或循环烟气。所述直流风选用水蒸汽的混风浓度在50～100％，掺有其他气体的混风浓度在60～100％。所述直流风通过若干风孔吹出将所述一次风和所述二次风分离；所述直流风配设直流风管3，所述直流风管3布设在所述一次风通道2和二次风通道4之间，所述直流风管3出口设有若干风孔；所述直流风管3出口设有直流风孔板6，所述直流风孔板6上设有若干风孔，所述风孔至少设有六个，所述直流风孔板6选用金属材质。所述一次风通道2内配设中心设置有油枪管，或设置有燃气管，或设置有煤粉管；所述一次风在所述一次风通道2与所述油枪管之间流动；所述一次风在所述一次风通道2与所述燃气管之间流动；所述一次风在所述一次风通道2与所述煤粉管之间流动。所述一次风通道2、二次风通道4和直流气管道同轴。所述一次风旋流器7和二次风旋流器5有数片旋流叶片组成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低NOx旋流燃烧技术的可调气流结构，包括一次风和二次风，所述一次风配设一次风通道，所述二次风配设二次风通道，其特征在于；所述一次风在一次风通道流动并通过一次风旋流器旋流吹出，所述二次风在二次风通道流动并通过二次风旋流器旋流吹出；还设有直流风与一次风和二次风耦合调节，所述直流风自旋流吹出的一次风和二次风之间通出将所述的一次风和二次风分隔；所述一次风流量占比为总风量的10～50％，所述二次风流量占比为总风量的30～70％，所述直流风流量占比为总风量的5％～20％。

【技术特征摘要】
1.一种低NOx旋流燃烧技术的可调气流结构，包括一次风和二次风，所述一次风配设一次风通道，所述二次风配设二次风通道，其特征在于；所述一次风在一次风通道流动并通过一次风旋流器旋流吹出，所述二次风在二次风通道流动并通过二次风旋流器旋流吹出；还设有直流风与一次风和二次风耦合调节，所述直流风自旋流吹出的一次风和二次风之间通出将所述的一次风和二次风分隔；所述一次风流量占比为总风量的10～50％，所述二次风流量占比为总风量的30～70％，所述直流风流量占比为总风量的5％～20％。2.如权利要求1所述的低NOx旋流燃烧技术的可调气流结构，其特征在于：所述一次风或二次风选用掺有惰性气体的空气，所述惰性气体为氮气，二氧化碳或循环烟气。3.如权利要求2所述的低NOx旋流燃烧技术的可调气流结构，其特征在于：所述一次风的混风浓度为0～5％；或，所述二次风的混风浓度为20～30％。4.如权利要求1-3任一权利要求所述的低NOx旋流燃烧技术的可调气流结构，其特征在于：所述直流风选用掺有水蒸气的空气；或，所述直流风选用掺有惰性气体的空气，惰性气体选用氮气或二氧化碳，或循环烟气。5.如权利要求4所述的低NOx旋流燃烧技术的可调气流结构，其特征在于：所述直流风混合水蒸汽，所述水蒸气的占比为50～100％；或，所述直流风混合其他气体，所述其他气体的占比为60～100％。6.如权利要求1、2、3、5任一权利要求所述的低NOx旋流燃烧技术的可调气流结构，其特征在于：所述直流风通过若干风孔吹出与所述一次风和所述二次风汇合；或，所述直流风配设直流风管，所述直流风管布设在所述一次风通道和二次风管之间，所述直流风管出口均匀布设若干风孔；或，所述直流风管出口设有直流风孔板，所述直流风孔板上设有若干...

【专利技术属性】
技术研发人员：周俊虎，刘茂省，曹欣玉，张相，杨丽，杨雪峰，
申请(专利权)人：浙江百能科技有限公司，浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33