燃烧器以及锅炉-燃烧器组件制造技术

该实用新型专利技术涉及一种能够安装至锅炉的燃烧器，用于使预混合的空气‑燃料混合物燃烧，燃烧器包括框架构件，框架构件设置有长型的燃烧头，燃烧头从框架构件突出并且在燃烧头的从框架构件观察时所见的远端端部设置有顶端板。在燃烧器中，‑在顶端板的侧边缘与顶端板的平面(R)之间具有倾斜的入射角(a)，该倾斜的入射角用于将输送到顶端板的前面的气体引导成背离燃烧头的纵向中心轴线，‑燃烧头的顶端板设置有延伸穿过顶端板的多个空气开口，并且为了冷却顶端板，内管另外地设置有用于输送燃烧空气穿过顶端板的空气开口的燃烧空气的供应。该实用新型专利技术还涉及一种锅炉‑燃烧器组件。

【技术实现步骤摘要】
燃烧器以及锅炉-燃烧器组件
本技术涉及一种能够安装在锅炉中的燃烧器，该燃烧器用于使预混合的空气-燃料混合物燃烧。该技术还涉及一种用于使预混合的空气-燃料混合物燃烧的锅炉-燃烧器组件。
技术介绍
所谓的预混合燃烧器用于使预混合的燃料和空气的混合物进行燃烧。这些燃烧器用于实现低NOx排放水平。在现有技术即在出版物US-6,238,206中公开了一种特别地带有长燃烧头的预混合燃烧器，该预混合燃烧器用于在没有大量残留氧的情况下实现低NOx排放(烟道气中的NOx排放低于9ppm)。该现有技术已知的燃烧器模型设置有燃烧头，该燃烧头与框架相关联并且延伸较长距离到锅炉内部中。然而，已发现该燃烧器的最大缺点是连续相对较高的NOx排放水平，没有完全满足例如美国的某些州规定的燃烧器将有效运行的换句话说具有少于3％的残留氧的严格排放标准。与所讨论的现有已知的预混合燃烧器相关的另一个缺点是其与市售锅炉的有限兼容性。
技术实现思路
该技术旨在提供关于前述现有技术的改进或至少减轻上述现有技术中存在的缺陷。因此，该技术的第一目的是提供一种可安装在锅炉上的高效燃烧器，以及一种锅炉-燃烧器组件，在锅炉-燃烧器组件中预混合的空气-燃料混合物可以由燃烧器燃烧具有少于3％的低残留氧，使得烟道气中的平均NOx排放保持在15ppm以下，以及该预混合的空气-燃料混合物可以由燃烧器燃烧具有少于6％的低残留氧，使得烟道气中的平均NOx排放保持在5ppm以下。该技术的第二目的是提供一种更容易安装至市售锅炉的燃烧器，以及由此可获得的锅炉-燃烧器组件。利用能够安装至锅炉以使预混合的空气-燃料混合物燃烧的燃烧器、以及利用使预混合的空气-燃料混合物燃烧的锅炉-燃烧器组件，将能够实现以上目的。更具体地，该技术涉及一种可安装至锅炉以使预混合的空气-燃料混合物燃烧的燃烧器。燃烧器包括框架构件，该框架构件设置有从框架构件突出的长型燃烧头。从框架构件观察时所见的燃烧头的远端端部设置有顶端板，并且燃烧头包括用于燃烧空气与燃料的混合物的较大直径的外管以及用于燃烧空气的较小直径的内管。燃烧头的外管形成有环绕外管的所述本体的至少一列孔口排，并且此外，外管的从燃烧器的框架构件观察时所见的远端端部开口即外管的顶端开口通到顶端板的下方。所述外管设置有用于经由包括在外管的本体中的孔口以及经由外管的顶端开口将预混合的空气-燃料混合物向燃烧头的外部输送的来自燃烧器的框架构件的预混合的空气-燃料混合物的供应，以及燃烧头的内管是连续的且从框架构件延伸至顶端板的前面。顶端板具有与外管的顶端开口的直径近似相等的宽度，并且由顶端板限定的平面的方向横向于燃烧头的纵向方向。在该技术中，-在顶端板的侧边缘与顶端板的平面之间具有倾斜的入射角，该倾斜的入射角用于将输送至顶端板前向的气体引导成背离燃烧头的纵向中心轴线，以及-燃烧头的顶端板设置有延伸穿过顶端板的多个空气开口，并且为了冷却该顶端板，内管另外地设置有用于输送该燃烧空气穿过顶端板的空气开口的燃烧空气的供应。另一方面，在该技术的用于以在锅炉内部生成的火焰使预混合的空气-燃料混合物燃烧的锅炉-燃烧器组件中，燃烧器包括保持位于锅炉外部的框架构件，并且该燃烧器具有与该框架构件相关联的从所述框架构件突出的长型的燃烧头。燃烧头具有第一部分以及第二部分，该第一部分保持位于在锅炉外部或连接至锅炉的结构，该第二部分延伸到锅炉的内部。燃烧头的从燃烧器的框架构件观察时所见的远端端部设置有顶端板，所述燃烧头包括用于燃烧空气与燃料的混合物的较大直径的外管以及较小直径的内管。因此，燃烧头的外管形成有环绕外管的所述本体的至少一列孔口排，并且此外，外管的从燃烧器的框架构件观察时所见的远端端部开口即外管的顶端开口通向顶端板的前面。该外管设置有用于经由包括在外管的本体中的孔口以及经由外管的顶端开口将预混合的空气-燃料混合物向燃烧头的外部输送的来自燃烧器的框架构件的预混合的空气-燃料混合物的供应，以及，燃烧头的内管是连续的并且从框架构件延伸至顶端板的前面，所述顶端板的宽度大致等于外管的顶端开口的直径，并且由顶端板限定的平面(R)的方向横向于燃烧头的纵向方向(P)。在该技术中，-设置有从燃烧器的框架构件到燃烧头的内管中的燃烧空气的供应，以用于经由所述内管将燃烧空气输送至顶端板的从燃烧器的框架构件观察时所见的前向侧且进一步穿过包括在顶端板中的空气开口以冷却所述顶端板。因此，在锅炉的内部生成的火焰部分的、在锅炉的内部中紧邻顶端板在顶端板后面形成的温度低于围绕该火焰部分的主火焰的温度，-燃烧头的顶端板位于距外管的口部的一距离处，该距离使得到达顶端板前向侧的气体具有从顶端板的前向侧到锅炉的内部的流动连接，并且此外，在顶端板的侧边缘与顶端板的后表面之间具有入射角，由于该入射角，供应至顶端板的前向侧的气体被成角度地引导成背离燃烧头的纵向中心轴线。其中限定“顶端板的宽度大致等于外管的顶端开口的直径”意味着在该连接中，顶端板的宽度可以与外管的顶端开口的宽度大致相同，或略大或略小于外管的顶端开口的宽度。顶端板的平面R被理解为跨越顶端板的中心轴线延伸并在顶端板的纵向方向上延伸的平面。在该技术的一个优选实施方式中，顶端板的侧边缘相对于由从燃烧器的框架构件观察时所见的顶端板限定的平面成呈大约40-80度的角度，特别地呈60度的角度。结果，从燃烧器的框架构件观察流时，从外管的口部排出的空气-燃料混合物被引导成以大约40-80度的角度特别地以60度的角度背离燃烧头的纵向中心轴线。在该技术的另一优选实施方式中，燃烧头的其外管形成有第一组孔口，例如具有圆形截面的一组孔口。该组孔口构成孔口排，并且包括在其中的这些孔口环绕外管且靠近外管的从燃烧器的框架观察时所见的远端端部。此外，燃烧头形成有第二组孔口，该第二组孔口由具有长型或长圆形截面的孔口诸如具有卵形或椭圆形状的截面的孔口组成，所述第二组孔口组成孔口排，包括在其中的这些孔口环绕外管且优选地位于外管的中段。因此，优选地提供与燃烧头的外管相连的用来调节包括在外管的壁中的孔口的尺寸的机械调节元件。本技术首先基于由两个同心管构造的燃烧头，并且内管供应有冷却空气，该冷却空气从内管流到顶端板的前向并且进一步流过包括在顶端板中的空气开口。这使顶端板冷却，同时在顶端板的后侧形成侧火焰C(后面也叫火焰部分)，所述侧火焰的温度低于与所述侧火焰C相邻的主火焰B的温度。在内管供应有电线的情况下，顶端板的冷却还在保护了内管内延伸的电线免受过度加热的意义上实现了显著的益处。其次，该技术基于在顶端板的侧边缘与顶端板的前表面之间具有尤其是40-80度的角度的倾斜入射角。因此，从燃烧器的框架构件观察气流时，经由外管输送至顶端板的前向侧的空气-燃料混合物被引导以一角度优选地以大约60度的角度背离燃烧头的纵向中心轴线。通过以这样的方式引导该空气-燃料混合物：使得燃烧头的顶端(近似地由顶端板限定的平面R的后向)设置有空心锥形形状的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够安装至锅炉(9)的燃烧器，所述燃烧器用于使预混合的空气-燃料混合物燃烧，所述燃烧器(1)包括框架构件(5)，所述框架构件(5)设置有长型的燃烧头(2)，所述燃烧头(2)从所述框架构件突出并且在所述燃烧头(2)的从所述框架构件观察时所见的远端端部设置有顶端板(7)，所述燃烧头(2)包括用于燃烧空气与燃料的混合物的较大直径的外管(3)以及用于燃烧空气的较小直径的内管(4)，其中，/n所述燃烧头(2)的外管(3)形成有至少一列孔口排，所述至少一列孔口排环绕所述外管(3)的本体(30)，并且此外，所述外管的从所述燃烧器(1)的框架构件观察时所见的远端端部开口即位于所述外管(3)的顶端(3a)处的顶端开口(35)通到所述顶端板(7)的下方，所述外管(3)设置有用于经由包括在所述外管(3)的所述本体中的所述至少一列孔口排中的孔口以及经由所述外管的顶端开口将所述预混合的空气-燃料混合物(80)向所述燃烧头(2)的外部输送的预混合的空气-燃料混合物(80)的供应，以及/n所述燃烧头(2)的所述内管(4)是连续的并且从所述框架构件(5)延伸至所述顶端板的前面，所述顶端板(7)具有与所述外管(3)的顶端开口(35)的直径大致相等的宽度(T)，并且由所述顶端板(7)限定的平面(R)的方向横向于所述燃烧头的纵向方向(P)，所述燃烧头的所述纵向方向为所述燃烧头的纵向中心轴线的方向，/n所述燃烧器的特征在于，/n-在所述顶端板(7)的侧边缘(7a)与所述顶端板(7)的所述平面(R)之间具有倾斜的入射角(a)，所述倾斜的入射角(a)用于将输送至所述顶端板(7)前面的气体引导成背离所述燃烧头(2)的纵向中心轴线，/n-所述燃烧头(2)的顶端板(7)设置有延伸穿过所述顶端板(7)的多个空气开口(71)，并且为了冷却所述顶端板(7)，所述内管(4)另外地设置有用于输送所述燃烧空气穿过所述顶端板的空气开口(71)的燃烧空气(55)的供应。/n...

【技术特征摘要】
1.一种能够安装至锅炉(9)的燃烧器，所述燃烧器用于使预混合的空气-燃料混合物燃烧，所述燃烧器(1)包括框架构件(5)，所述框架构件(5)设置有长型的燃烧头(2)，所述燃烧头(2)从所述框架构件突出并且在所述燃烧头(2)的从所述框架构件观察时所见的远端端部设置有顶端板(7)，所述燃烧头(2)包括用于燃烧空气与燃料的混合物的较大直径的外管(3)以及用于燃烧空气的较小直径的内管(4)，其中，
所述燃烧头(2)的外管(3)形成有至少一列孔口排，所述至少一列孔口排环绕所述外管(3)的本体(30)，并且此外，所述外管的从所述燃烧器(1)的框架构件观察时所见的远端端部开口即位于所述外管(3)的顶端(3a)处的顶端开口(35)通到所述顶端板(7)的下方，所述外管(3)设置有用于经由包括在所述外管(3)的所述本体中的所述至少一列孔口排中的孔口以及经由所述外管的顶端开口将所述预混合的空气-燃料混合物(80)向所述燃烧头(2)的外部输送的预混合的空气-燃料混合物(80)的供应，以及
所述燃烧头(2)的所述内管(4)是连续的并且从所述框架构件(5)延伸至所述顶端板的前面，所述顶端板(7)具有与所述外管(3)的顶端开口(35)的直径大致相等的宽度(T)，并且由所述顶端板(7)限定的平面(R)的方向横向于所述燃烧头的纵向方向(P)，所述燃烧头的所述纵向方向为所述燃烧头的纵向中心轴线的方向，
所述燃烧器的特征在于，
-在所述顶端板(7)的侧边缘(7a)与所述顶端板(7)的所述平面(R)之间具有倾斜的入射角(a)，所述倾斜的入射角(a)用于将输送至所述顶端板(7)前面的气体引导成背离所述燃烧头(2)的纵向中心轴线，
-所述燃烧头(2)的顶端板(7)设置有延伸穿过所述顶端板(7)的多个空气开口(71)，并且为了冷却所述顶端板(7)，所述内管(4)另外地设置有用于输送所述燃烧空气穿过所述顶端板的空气开口(71)的燃烧空气(55)的供应。


2.根据权利要求1所述的燃烧器(1)，其特征在于，所述内管(4)的口部通到沿燃烧空气行进方向设置于所述顶端板(7)的前向侧(7d)的第一空间(7d2)中并且与所述顶端板(7)的所述空气开口(71)对准。


3.根据权利要求1所述的燃烧器(1)，其特征在于，所述燃烧空气(55)适于从所述燃烧器的框架构件(5)流动穿过所述内管(4)并且还沿着延伸至所述顶端板(7)的从所述燃烧器的框架构件(5)观察时所见的前表面(7c)的所述内管(4)流到设置于所述顶端板(7)的前向侧(7d)的第一空间(7d2)中，并且所述燃烧空气(55)进一步流动穿过所述顶端板(7)的所述空气开口(71)流到所述顶端板(7)的后向侧(7e)。


4.根据权利要求1至3中的任一项所述的燃烧器(1)，其特征在于，所述燃烧头(2)的顶端板(7)设置成距所述外管(3)的所述顶端开口(35)一距离，所述距离使得经由所述外管而到达设置于所述顶端板(7)的前表面(7c)的前向侧(7d)的第二空间(7d1)中的所述空气-燃料混合物(80)能够从位于所述顶端板(7)的前向侧(7d)的所述第二空间(7d1)流动到所述锅炉(9)的内部(90)中。


5.根据权利要求2所述的燃烧器(1)，其特征在于，所述内管(4)的口部适于通到位于所述顶端板的前向侧(7d)的第一空间(7d2)中，并且所述外管(3)的顶端开口适于通到位于所述顶端板的前向侧(7d)的第二空间(7d1)中，由此借助于所述内管(4)的外表面来防止到达位于所述顶端板的前向侧(7d)的所述第一空间(7d2)和所述第二空间(7d1)中的空气-燃料混合物的混合。


6.根据权利要求1所述的燃烧器(1)，其特征在于，所述燃烧头(2)的外管(3)形成有第一组孔口，所述第一组孔口构成孔口排，包括在所述第一组孔口中的所述孔口环绕所述外管且靠近所述外管的从所述燃烧器的框架构件(5)观察时所见的远端端部，并且另外，所述燃烧头(2)形成有第二组孔口，所述第二组孔口是具有长型截面的孔口，所述第二组孔口组成孔口排，包括在所述第二组孔口中的所述孔口环绕所述外管(3)且离所述外管的从所述燃烧器的框架构件(5)观察时所见的远端端部较远。


7.根据权利要求6所述的燃烧器(1)，其特征在于，所述第一组孔口是具有圆形截面的孔口。


8.根据权利要求6所述的燃烧器(1)，其特征在于，所述第二组孔口是具有呈卵形或椭圆形截面的孔口。


9.根据权利要求6所述的燃烧器(1)，其特征在于，包括在组成孔口排的所述第二组孔口中的所述孔口位于所述外管的中段或中间区域中。


10.根据权利要求6所述的燃烧器(1)，其特征在于，所述燃烧头(2)还设置有与所述燃烧头的外管(3)相连的机械调节元件(10)，所述机械调节元件(10)用于调节包括在所述外管(3)的壁中的所述孔口的开口尺寸。


11.根据权利要求10所述的燃烧器(1)，其特征在于，所述机械调节元件(10)包括凸缘件，所述凸缘件设置于所述外管的内表面上，并且所述凸缘件能够移位以部分地或完全地覆盖组成孔口排的具有长型截面的所述第二组孔口中的所述孔口。


12.根据权利要求11所述的燃烧器(1)，其特征在于，所述凸缘件为衬圈。


13.根据权利要求1所述的燃烧器(1)，其特征在于，由所述顶端板(7)的侧边缘与由所述顶端板限定的平面(R)一起形成的虚拟入射角(a)与所述燃烧头(2)的纵向中心轴线是同向的，从而将从所述外管(3)的顶端(3a)排出的所述空气-燃料混合物引导为成90度的角度且背离所述燃烧头(2)的所述纵向中心轴线。


14.根据权利要求13所述的燃烧器(1)，其特征在于，所述燃烧头(2)的外管(3)形成有连续的三列孔口，所述三列孔口中的每列孔口组成孔口排，并且每列孔口排环绕所述外管(3)。


15.根据权利要求14所述的燃烧器(1)，其特征在于，包括在组成孔口排的每列孔口中的孔口的截面为圆形。


16.根据权利要求14所述的燃烧器(1)，其特征在于，每列孔口排位于所述外管的本体的中段。


17.根据权利要求1所述的燃烧器(1)，其特征在于，所述顶端板(7)的侧边缘(7a)相对于由从所述燃烧器(1)的框架构件(5)的定位处观察所述顶端板时所见的所述顶端板(7)限定的平面(R)成40-80度的角度。


18.根据权利要求1所述的燃烧器(1)，其特征在于，所述顶端板(7)的侧边缘(7a)相对于由从所述燃烧器(1)的框架构件(5)的定位处观察所述顶端板时所见的所述顶端板(7)限定的平面(R)成60度的角度。


19.根据权利要求17所述的燃烧器(1)，其特征在于，所述燃烧头(2)的外管(3)形成有单组孔口，所述单组孔口构成孔口排，包括在构成孔口排的所述单组孔口中的所述孔口的截面是长型的，构成孔口排的所述单组...

【专利技术属性】
技术研发人员：约纳斯·卡泰卢斯，拉西·卡尔沃宁，米凯莱·达内隆，
申请(专利权)人：奥隆技术有限公司，
类型：新型
国别省市：芬兰;FI