内部烟气再循环低NOx燃烧器制造技术

本发明专利技术提供内部烟气再循环低NOx燃烧器，采用套管式构造，由无缝钢管材料焊接而成，包括燃气管道、空气管道、旋流器、供气口、燃气喷口。一次燃气管道为一中空圆柱管，依次向外套设一次空气管道，二次燃气管道，二次空气管道，自内向外呈环状同轴布置；一次燃气和一次空气管道内部设置旋流器，两者方向相反，二次空气管道采用切向进气的方式，在燃烧器出口形成旋转气流。该发明专利技术通过同轴射流与强弱旋流对冲相结合的方式，形成浓淡燃烧，促进燃料与空气的混合，减小局部高温区，并卷吸燃烧产物，利用烟气再循环创造均匀的低温低氧浓度氛围，降低NOx的排放。此外，将燃烧器与多孔耐火材料辐射壁结构相结合，起到阻燃作用，又可使烟气排出。

【技术实现步骤摘要】
内部烟气再循环低NOx燃烧器
本专利技术属于燃烧设备燃气锅炉
，具体涉及一种内部烟气再循环低NOx燃烧器。
技术介绍
目前，煤改气工程是政府大力推广的一项重要环保工程，可以从源头大幅度减少燃煤过程中产生的CO2，SOx和粉尘。但在实际的燃烧过程中，由于天然气燃烧温度高以及锅炉中普遍存在的局部高温问题，NOx的排放量较大。为了满足日趋严格的环保标准要求，减少大气污染，通过合理的结构设计，在保证高效燃烧的基础上，同时实现NOx的减排是一项具有重大意义的工作。人们利用各种方法降低NOx排放，包括燃烧器结构改造，燃烧室(炉膛)结构改造以及烟气脱硝等。后两种方法具有较大的局限性，成本较高。制造一种低NOx燃烧器以适应现有的燃气设备成为主流趋势，容易实现。中国专利CN110410790A利用一次燃烧区形成的高温烟气加热二次燃料和空气从而形成二次燃烧区，此种方法会在一次燃烧区形成局部高温，对耐火材料的要求较高，同样也会存在NOx排放量较高的问题。中国专利CN109297018A将高温流动的烟气通过筒体喉口壁部开设的烟气内循环孔导入筒体，用于降低外层空气通道氧含量，效果不明显。因此，我们致力于提供一种更加安全可靠的燃烧器，利用烟气再循环，在燃烧室内部形成均匀的还原性氛围，大幅度降低NOx的排放。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题为：高热值燃气燃烧时燃烧温度过高以及存在的局部高温问题，促使大量的热力型NOx产生。本专利技术采用的技术方案为：一种内部烟气再循环低NOx燃烧器，采用套管式构造，由无缝钢管材料制作，包括供气口、燃气管道、空气管道、旋流器和燃气喷口。所述燃气管道包括一次燃气管道5和二次燃气管道7。所述空气管道包括一次空气管道6和二次空气管道8，分别与一次燃气管道5和二次燃气管道7相对应。所述旋流器包括一次燃气喷口旋流器11和一次空气管道旋流器9。所述一次燃气管道5为一中空圆柱管，依次向外套设一次空气管道6，二次燃气管道7和二次空气管道8，自内向外呈环状同轴布置。一次燃气管道5和二次燃气管道7前端封闭，靠近封闭前端下部采用丝扣联接燃气入口，末端连接燃气喷口。一次燃气管道5在靠近管道末端设置一次燃气喷口旋流器11。所述燃气入口外接供燃气系统。一次燃气管道5的封闭前端下部设置有一次燃气入口3，二次燃气管道7的封闭前端下部设置有二次燃气入口4。一次空气管道6和二次空气管道8前端采用法兰联接供气口。所述供气口外接供气系统。一次空气管道6在靠近管道末端设置一次空气管道旋流器9，所述一次空气管道旋流器9与一次燃气喷口旋流器11旋流方向相反。所述空气管道末端和所述燃气喷口与均燃烧室相连。所述燃烧室中铺设多孔耐火材料辐射壁结构。所述燃烧室长500-1000mm。所述一次空气管道旋流器9和所述一次燃气喷口旋流器11由多个旋流叶片组成，旋流方向相反，所述旋流叶片分别在一次燃气管道5外侧面上和一次燃气管道5内侧面上等距分布。所述供气口为两通管，包括一次风供气口1和二次风供气口2，在所述一次风供气口1中，一次风供气口1与一次空气管道6径向连通，在所述二次风供气口2中，二次风供气口2与二次空气管道8切向连通。所述燃气喷口，包括一次燃气喷口和二次燃气喷口10，分别布置在所述一次燃气管道5和所述二次燃气管道7的末端，一次燃气喷口为直管式结构，二次燃气喷口10为多孔式结构。进一步地，整个燃烧器内部采用焊接结构，确保各个通道之间的密封。进一步地，所述二次燃气喷口10，通孔设置20个，每个直径为3-5mm，沿二次燃气管道环形圆周方向均匀分布。进一步地，所述一次空气管道旋流器9末端到一次空气管道末端距离为50-100mm，一次空气管道旋流器9的一次空气旋流叶片12设置5-10个。所述空气旋流叶片12为一薄片，厚度为2-4mm，两端分别与一次燃气管道5外壁和一次空气管道6内壁垂直固定连接，并与一次燃气管道5中心轴线成30-60度。一次燃气喷口旋流器11靠近一次燃气管道5末端，一次燃气喷口旋流器11的旋流叶片设置5-10个，厚度2-4mm，两端分别与一实心圆柱和一次燃气管道5内壁固定连接，并与实心圆柱中心轴线呈20-45度，旋流方向与一次空气管道旋流器9的方向相反，旋流强度弱于一次空气旋流强度。其中所述实心圆柱沿着一次燃气管道5的轴线方向设置于一次燃气管道5的内部，所述圆柱直径为3-5mm。本专利技术的优点在于：(1)本专利技术将同轴射流与强弱旋流对冲相结合的方式，形成分级燃烧和浓淡燃烧，使燃料与空气快速充分混合，同时卷吸燃烧产物，形成风烟混合流，创造低氧气浓度燃烧氛围，可以抑制NOx形成并改善燃烧效率。(2)本专利技术二次燃料喷口采用多孔式结构，可以减少燃料与空气的混合时间并减小火焰，进一步减少局部高温区，抑制NOx的生成。(3)本专利技术燃烧器的辐射壁由多孔耐火材料制作，烟气可通过壁面，而火焰则无法通过壁面，既起到阻燃作用，又可使烟气排出。(4)本专利技术在旧炉膛中铺设辐射壁容易实现。附图说明图1为本专利技术中一种内部烟气再循环低NOx燃烧器主体的装置纵剖图；图2为本专利技术中一种内部烟气再循环低NOx燃烧器头部细节图；图3供气口的结构示意图，其中图3(a)为一次风供气口结构示意图，3(b)为二次风供气口结构示意图；图4为一次空气管道旋流器的结构示意图；图5为一次燃气喷口旋流器的结构示意图；图6为燃烧室内气体流动轨迹示意图。附图标记说明：1为一次风供气口，2为二次风供气口，3为一次燃气入口，4为二次燃气入口，5为一次燃气管道，6为一次空气管道，7为二次燃气管道，8为二次空气管道，9为一次空气管道旋流器，10为二次燃气喷口，11为一次燃气喷口旋流器，12为一次空气旋流叶片，13为多孔耐火材料辐射壁，14为点火装置。具体实施方式下面结合附图进一步说明本专利技术内部烟气再循环低NOx燃烧器的具体实施方式。在本专利技术的描述中，术语“前端”“末端”“下部”指示的方位为基于附图所示的方位。实施例1：本专利技术公开了一种内部烟气再循环低NOx燃烧器，该燃烧器的主体由四个同轴射流管组成，各射流管采用不同直径的无缝钢管套装焊接而成。如图1-5所示，内部烟气再循环低NOx燃烧器具体结构如下：一种内部烟气再循环低NOx燃烧器，采用套管式构造，由无缝钢管材料制作，包括供气口、燃气管道、空气管道、旋流器和燃气喷口。所述燃气管道包括一次燃气管道5和二次燃气管道7。所述空气管道包括一次空气管道6和二次空气管道8，分别与一次燃气管道5和二次燃气管道7相对应。所述旋流器包括一次燃气喷口旋流器11和一次空气管道旋流器9。所述一次燃气管道5为一中空圆柱管，依次向外套设一次空气管道6，二次燃气管道7和二次空气管道8，自内向外呈环状同轴布置。一次燃气管道5和二次燃气管道7前端封闭，靠近封闭前端下部采用丝扣联接燃气入口，末端连接燃气喷口。一次本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内部烟气再循环低NOx燃烧器，其特征在于：该燃烧器采用套管式构造，由无缝钢管材料制作，包括供气口、燃气管道、空气管道、旋流器和燃气喷口；燃气管道包括一次燃气管道(5)和二次燃气管道(7)；空气管道包括一次空气管道(6)和二次空气管道(8)，分别与一次燃气管道(5)和二次燃气管道(7)相对应；所述旋流器包括一次燃气喷口旋流器(11)和一次空气管道旋流器(9)；一次燃气管道(5)为一中空圆柱管，依次向外套设一次空气管道(6)、二次燃气管道(7)和二次空气管道(8)，自内向外呈环状同轴布置；一次燃气管道(5)和二次燃气管道(7)的前端封闭，靠近封闭前端下部采用丝扣联接燃气入口，末端连接燃气喷口，一次燃气管道(5)在靠近管道末端设置一次燃气喷口旋流器(11)，燃气入口外接供燃气系统；一次空气管道(6)和二次空气管道(8)前端采用法兰联接供气口，供气口外接供气系统，一次空气管道(6)在靠近管道末端设置一次空气管道旋流器(9)，所述一次空气管道旋流器(9)与一次燃气喷口旋流器(11)旋流方向相反，空气管道末端和燃气喷口均与燃烧室相连，燃烧室内壁铺设多孔耐火材料辐射壁结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种内部烟气再循环低NOx燃烧器，其特征在于：该燃烧器采用套管式构造，由无缝钢管材料制作，包括供气口、燃气管道、空气管道、旋流器和燃气喷口；燃气管道包括一次燃气管道(5)和二次燃气管道(7)；空气管道包括一次空气管道(6)和二次空气管道(8)，分别与一次燃气管道(5)和二次燃气管道(7)相对应；所述旋流器包括一次燃气喷口旋流器(11)和一次空气管道旋流器(9)；一次燃气管道(5)为一中空圆柱管，依次向外套设一次空气管道(6)、二次燃气管道(7)和二次空气管道(8)，自内向外呈环状同轴布置；一次燃气管道(5)和二次燃气管道(7)的前端封闭，靠近封闭前端下部采用丝扣联接燃气入口，末端连接燃气喷口，一次燃气管道(5)在靠近管道末端设置一次燃气喷口旋流器(11)，燃气入口外接供燃气系统；一次空气管道(6)和二次空气管道(8)前端采用法兰联接供气口，供气口外接供气系统，一次空气管道(6)在靠近管道末端设置一次空气管道旋流器(9)，所述一次空气管道旋流器(9)与一次燃气喷口旋流器(11)旋流方向相反，空气管道末端和燃气喷口均与燃烧室相连，燃烧室内壁铺设多孔耐火材料辐射壁结构。


2.根据权利要求1所述的内部烟气再循环低NOx燃烧器,其特征在于：整个燃烧器内部采用焊接结构，确保各个通道之间的密封。


3.根据权利要求1所述的内部烟气再循环低NOx燃烧器,其特征在于：一次空气管道旋流器(9)和一次燃气喷口旋流器(11)由多个旋流叶片组成，旋流方向相反，所述旋流叶片分别在一次燃气管道(5)外侧面上和一次燃气管道(5)内测面上等距分布。...

【专利技术属性】
技术研发人员：林其钊，毕浩波，田军见，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34