一种预混气流高速旋流喷射烟气回流低氮燃烧的燃烧装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及预混气流高速旋流喷射烟气回流低氮燃烧的燃烧装置，有效解决工业炉窑控氧、控燃、控温的高效、节能、低氮的燃烧问题，燃烧器由外煤气气流通道管、中间空气气流通道管和中心调节气流进口管同心套装在一起构成，外煤气气流通道管的外端口与空气气流通道管的外壁间密封连接，构成煤气气流通道；外煤气气流通道管上装有煤气进口管，空气气流通道管的外端口与中心调节气流进口管的外壁间密封连接，构成空气气流通道；空气气流通道管上在空气气流通道封闭的外端的管壁上装有空气进口管，形成两个环形通道和一个中心管通道，两个环形通道一端封闭另一端开通，中心管两端为进口端和出口端。本发明专利技术结构简单，使用效果好，是燃烧装置上的创新。

A combustion device with premixed air flow and high speed swirling jet flue gas reflux and low nitrogen combustion

【技术实现步骤摘要】
一种预混气流高速旋流喷射烟气回流低氮燃烧的燃烧装置
本专利技术涉及工业炉窑类的热利用设备的燃烧装置，特别适合于低热值煤气获取高温烟气的热风炉、锅炉、加热炉、熔炼炉、回转窑、隧道窑、梭式窑等工业炉窑使用的一种预混气流高速旋流喷射烟气回流低氮燃烧的燃烧装置。
技术介绍
在工业炉窑的应用领域，针对燃烧不同燃气的条件下，既能获得高效可控的完全燃烧又能有效降低燃烧过程中氮氧化物（NOx）的生成量，已经成为燃烧装置实现高效、节能、环保与安全使用的主要技术方向。为此，在工业炉窑燃烧器的结构设计上除了必须实现快速均匀混合与高强度稳定燃烧外，还要针对不同的燃气品种实现燃烧过程的调节与可控，最终在获取高温热能的同时，还要使氮氧化物的排放符合相关规定。显见，氮氧化物可控的燃气燃烧对燃烧装置、燃烧室结构、以及相互间的合理配置等提出了较高的技术要求。纵观目前各种工业炉窑使用的常规的气体燃烧器，都明显存在燃烧器设计上的诸多问题，如，因倾向于燃气与空气之间的边混合边燃烧的扩散燃烧方式或先部分预混的半预混燃烧方式，从而造成燃气与空气不能充分且均匀地混合与燃烧，这也使得燃烧过程的空气量（氧浓度）得不到恰当而有效的控制，这样不仅仅导致燃烧装置的燃烧强度和燃烧效率得不到提升，而且出现较低燃烧温度（平均温度）下烟气中氮氧化物含量超标。分析原因在于，燃烧过程中存在局部高温与烟气中氧含量过高，这对于长焰燃烧过程而言，在其混合燃烧的火焰锋面的空气侧，就存在局部的高温与充裕的氧浓度。基于上述分析，这里提出一种新结构燃烧装置，用以完成气体燃料燃烧程中的强旋混合与强制烟气回流混合燃烧与保护性燃烧的综合燃烧过程，由于充分均匀的预混燃气被烟气预热后快速完成燃烧过程，完成燃烧后的高温烟气状态下就没有充裕的氧浓度与烟气中的氮气发生氧化反应而生成氮氧化物，这就实现了在可控氧浓度下的高燃烧强度、高燃烧效率、低氮氧化物含量的燃烧过程，使气体燃料燃烧不需要设置烟气脱氮（硝）装置就能实现低氮无污染排放成为可能，但至今未见有公开报导。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术之目的就是提供一种预混气流高速旋流喷射烟气回流低氮燃烧的燃烧装置，可有效解决对工业炉窑实现控氧、控燃、控温的高效、节能、低氮（环保）的燃烧问题。本专利技术解决的技术方案是，一种预混气流高速旋流喷射烟气回流低氮燃烧的燃烧装置，包括燃烧室和燃烧器，所述的燃烧器是由3个不同直径的外煤气气流通道管、中间空气气流通道管和中心调节气流进口管同心套装在一起构成，外煤气气流通道管的外端口（左端口）与空气气流通道管的外壁间密封在一起，构成煤气气流通道；外煤气气流通道管上装有与煤气气流通道相连通的煤气进口管，空气气流通道管的外端口（左端口）与中心调节气流进口管的外壁间密封在一起，构成空气气流通道；空气气流通道管上在空气气流通道封闭的外端的管壁上装有与空气气流通道相连通的空气进口管，形成两个环形通道和一个中心管通道，两个环形通道一端封闭另一端开通为出口端，中心管两端分别为进口端和出口端，在煤气气流通道的环形通道中设置煤气旋流导向片，且在出口处环形通道截面呈收缩状形成煤气气流喷出口；在空气气流通道的环形通道中设置空气旋流导向片，并在出口处因中心管出口处设置扩散锥面而使环形通道截面呈收缩状构成空气气流喷出口，中心管通道中设置有调节气流旋流导向片，中心管通道的调节气流出口处设置壁面开有均布多孔的气流扩散锥；所述的燃烧室是由燃烧室墙体构成的一个端面封闭而另一对应端面的空腔体，空腔体内壁面全部设置燃烧室水冷却壁，空腔体外壁面为钢板构成的支撑外壳，空腔体的收缩后开口为燃烧室收缩出口，燃烧室封闭的端面腔体上中心对称装有两个结构相同的燃烧器，燃烧器的燃烧器引入端口与燃烧室内腔经通道、烟气回流引入口、燃烧气流喷出口与燃烧室空间相连通。本专利技术结构简单，新颖独特，使用效果好，既能实现煤气与空气间的充分均匀且快速的旋流混合，又能在燃烧室形成对称的回流涡旋，在实现烟气回流预热与稳焰的同时强化燃烧过程与完成充分燃烧，中心调节气流的引入对于控制氧浓度实现低氮燃烧创造了更加有利的条件，也为另一种燃料（如煤粉或油雾）或氧化剂（富氧）的加入提供便捷的通道，使得燃烧器的应用范围得以扩展，是燃烧装置上的一大创新，有巨大的经济和社会效益。附图说明图1为本专利技术的剖面主视图。图2为本专利技术图1中A-A向剖面视图。图3为本专利技术结构的左视图。图4为本专利技术图1中B-B向剖面视图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体结构形式与实施方式作详细说明。本专利技术的燃烧装置是由包括燃烧室1和燃烧器2，所述的燃烧器2是由3个不同直径的外煤气气流通道管6-1、中间空气气流通道管5-1和中心调节气流进口管7同心套装在一起构成，外煤气气流通道管6-1的外端口（左端口）与空气气流通道管5-1的外壁间密封在一起，构成煤气气流通道；外煤气气流通道管6-1上装有与煤气气流通道相连通的煤气进口管6，空气气流通道管5-1的外端口（左端口）与中心调节气流进口管7的外壁间密封在一起，构成空气气流通道；空气气流通道管5-1上在空气气流通道封闭的外端的管壁上装有与空气气流通道相连通的空气进口管5，形成两个环形通道和一个中心管通道，两个环形通道一端封闭另一端开通为出口端，中心管两端分别为进口端和出口端，在煤气气流通道的环形通道中设置煤气旋流导向片6-3，且在出口处环形通道截面呈收缩状形成煤气气流喷出口6-2；在空气气流通道的环形通道中设置空气旋流导向片5-3，并在出口处因中心管出口处设置扩散锥面而使环形通道截面呈收缩状构成空气气流喷出口5-2，中心管通道中设置有调节气流旋流导向片7-3，中心管通道的调节气流出口7-1处设置壁面开有均布多孔的气流扩散锥7-2；所述的燃烧室1是由燃烧室墙体1-1构成的一个端面封闭而另一对应端面的空腔体，空腔体内壁面全部设置燃烧室水冷却壁1-3，空腔体外壁面为钢板构成的支撑外壳，空腔体的收缩后开口为燃烧室收缩出口4，燃烧室封闭的端面腔体上中心对称装有两个结构相同的燃烧器2，燃烧器2的燃烧器引入端口3与燃烧室内腔经通道2-1、烟气回流引入口3-2、燃烧气流喷出口3-3与燃烧室空间1-2相连通。所述的燃烧器2的3个不同直径的外煤气气流通道管6-1、中间空气气流通道管5-1和中心调节气流进口管7均是由耐高温的钢管制成的圆形，前部接触高温区域且流速快的出口部位采用耐磨损抗热震的耐火材料浇筑而成，当是高热值煤气燃烧的燃烧器时，整体采用陶瓷材料制作。所述的燃烧器引入端口3的口体是由耐高温抗热震的堇青石莫来石材质的耐火材料制成的圆形截面体，当要求更高燃烧温度时，采用碳化硅材质的耐火材料制作成的圆形截面体。所述的燃烧室1是由燃烧室墙体1-1构成的一端封闭、另一端为开口的矩形箱体，或一端（边）封闭另一端（边）开口的圆筒体。所述的燃烧室墙体1-1是由耐高温抗热震的红柱石高铝材质的定型砖砌筑在钢板制成的支撑外壳内面上，在外壳与燃烧室砌筑的墙体之间敷设耐高温且保温性能好的陶瓷纤维毡。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预混气流高速旋流喷射烟气回流低氮燃烧的燃烧装置，包括燃烧室（1）和燃烧器（2），其特征在于，所述的燃烧器（2）是由3个不同直径的外煤气气流通道管（6-1）、中间空气气流通道管（5-1）和中心调节气流进口管（7）同心套装在一起构成，外煤气气流通道管（6-1）的外端口与空气气流通道管（5-1）的外壁间密封在一起，构成煤气气流通道；外煤气气流通道管（6-1）上装有与煤气气流通道相连通的煤气进口管（6），空气气流通道管（5-1）的外端口与中心调节气流进口管（7）的外壁间密封在一起，构成空气气流通道；空气气流通道管（5-1）上在空气气流通道封闭的外端的管壁上装有与空气气流通道相连通的空气进口管（5），形成两个环形通道和一个中心管通道，两个环形通道一端封闭另一端开通为出口端，中心管两端分别为进口端和出口端，在煤气气流通道的环形通道中设置煤气旋流导向片（6-3），且在出口处环形通道截面呈收缩状形成煤气气流喷出口（6-2）；在空气气流通道的环形通道中设置空气旋流导向片（5-3），并在出口处因中心管出口处设置扩散锥面而使环形通道截面呈收缩状构成空气气流喷出口（5-2），中心管通道中设置有调节气流旋流导向片（7-3），中心管通道的调节气流出口（7-1）处设置壁面开有均布多孔的气流扩散锥（7-2）；/n所述的燃烧室（1）是由燃烧室墙体（1-1）构成的一个端面封闭而另一对应端面的空腔体，空腔体内壁面全部设置燃烧室水冷却壁（1-3），空腔体外壁面为钢板构成的支撑外壳，空腔体的收缩后开口为燃烧室收缩出口（4），燃烧室封闭的端面腔体上中心对称装有两个结构相同的燃烧器（2），燃烧器（2）的燃烧器引入端口（3）与燃烧室内腔经通道（2-1）、烟气回流引入口（3-2）、燃烧气流喷出口（3-3）与燃烧室空间（1-2）相连通。/n...

【技术特征摘要】
1.一种预混气流高速旋流喷射烟气回流低氮燃烧的燃烧装置，包括燃烧室（1）和燃烧器（2），其特征在于，所述的燃烧器（2）是由3个不同直径的外煤气气流通道管（6-1）、中间空气气流通道管（5-1）和中心调节气流进口管（7）同心套装在一起构成，外煤气气流通道管（6-1）的外端口与空气气流通道管（5-1）的外壁间密封在一起，构成煤气气流通道；外煤气气流通道管（6-1）上装有与煤气气流通道相连通的煤气进口管（6），空气气流通道管（5-1）的外端口与中心调节气流进口管（7）的外壁间密封在一起，构成空气气流通道；空气气流通道管（5-1）上在空气气流通道封闭的外端的管壁上装有与空气气流通道相连通的空气进口管（5），形成两个环形通道和一个中心管通道，两个环形通道一端封闭另一端开通为出口端，中心管两端分别为进口端和出口端，在煤气气流通道的环形通道中设置煤气旋流导向片（6-3），且在出口处环形通道截面呈收缩状形成煤气气流喷出口（6-2）；在空气气流通道的环形通道中设置空气旋流导向片（5-3），并在出口处因中心管出口处设置扩散锥面而使环形通道截面呈收缩状构成空气气流喷出口（5-2），中心管通道中设置有调节气流旋流导向片（7-3），中心管通道的调节气流出口（7-1）处设置壁面开有均布多孔的气流扩散锥（7-2）；
所述的燃烧室（1）是由燃烧室墙体（1-1）构成的一个端面封闭而另一对应端面的空腔体，空腔体内壁面全部设置燃烧室水冷却壁（1-3），空腔体外壁面为钢板构成的支撑外壳，空腔体的收缩后开口为燃烧室收缩出口（4），燃烧室封闭的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈维汉，马天锰，杨海涛，张佳鹏，
申请(专利权)人：郑州釜鼎热能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41