低氮燃烧器和智能调节空燃比的低氮燃烧器控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种低氮燃烧器和智能调节空燃比的低氮燃烧器控制系统。低氮燃烧器包括：外围空气管、主燃气管进气座和设在外围空气管内部的：主燃气管道、多个轴向燃气支管、多个斜向燃气支管及稳焰盘；多个轴向燃气支管的根部连接于主燃气管道，端部连接于稳焰盘，具有设置在稳焰盘上的轴向喷射口；多个斜向燃气支管的根部连接于主燃气管道，端部环绕稳焰盘的外边缘，设有斜向喷射口；稳焰盘上设有中心空气孔和周向均布的多个空气旋流孔；外围空气管的端部设有拢火罩收缩口以及多个三角导流片。本实用新型专利技术技术方案，通过加强空气和燃气的混合，并通过分级燃烧形成分级火焰，有助于高效组织燃烧和降低污染物排放。

【技术实现步骤摘要】
低氮燃烧器和智能调节空燃比的低氮燃烧器控制系统
本技术涉及低氮燃烧器
，具体涉及一种低氮燃烧器和智能调节空燃比的低氮燃烧器控制系统。
技术介绍
氮氧化物NOx和一氧化碳CO是重要的大气污染物，是引发酸雨、雾霾的重要因素。随着环保要求的日益提高，国家对于NOx和CO排放量的限制也日趋严格。燃气燃烧器具有安全高效、操作简便等优点，是工业锅炉用来提供热能的核心设备。因此无论是作为应对国家政策对排放的严格要求，还是各种燃气的大量使用引发的节能和排放的环保需求，研制低NOx排放的燃烧器将成为解决这些矛盾的关键因素。燃烧器的燃烧头是整个燃烧器的关键核心部件，该部件的作用是将燃料气(或称为燃料、燃气)和助燃空气进行混合并组织燃烧，该部件的结构型式决定着燃烧过程的可靠性、稳定性，以及整个燃烧区域的速度、温度分布，这些都是影响烟气排放的关键因素。现有的燃烧器大部分采用的是扩散式燃烧。为了保证充分燃烧，燃烧器一般采用燃料与空气混合较好的设计方式，这种方式的燃烧其火焰温度高，高温区面积大，容易产生大量的NOx。如何设计一种降低尾部烟气氧浓度、进一步降低NOx，又确保燃烧稳定、充分燃烧的燃烧头结构是目前研发技术人员急需解决的问题。此外，对燃烧器可以实现的控制是根据负荷输出大小，按照设定好的助燃空气风门开度和燃气风门开度进行调节，形成自动控制燃烧器的控制方案。但是这种控制方式不能够实现燃烧过程燃料对于助燃空气需求量的精准控制。特别是在油田加热炉上，由于燃料来源不稳定，燃料压力有较大的波动，另外环境对助燃空气的影响等等因素都会导致燃烧过程中风量不稳定，导致燃烧过程不充分或者局部温度过高导致的NOx排放过高。
技术实现思路
本技术的目的主要在于提供一种低氮燃烧器，将气体分级燃烧技术应用到强制鼓风燃烧器中，旨在解决常用燃气燃烧器氮氧化物排放高、燃烧不稳定等缺点，实现高效组织燃烧、节能和降低NOx等污染物排放的目的。本技术的目的还在于提供一种智能调节空燃比的低氮燃烧器控制系统，旨在解决常用燃气燃烧器无法精准控制过剩空气系数的缺点，实现精确控制燃烧的目的。为实现上述技术目的，本技术第一方面提供一种低氮燃烧器，包括：外围空气管、主燃气管进气座和设在外围空气管内部的：主燃气管道、多个轴向燃气支管、多个斜向燃气支管及稳焰盘；所述外围空气管与所述主燃气管道同轴设置，所述主燃气管进气座与所述主燃气管道的根部相连接；所述多个轴向燃气支管的根部连接于所述主燃气管道，端部连接于所述稳焰盘，具有设置在所述稳焰盘上的轴向喷射口；所述多个斜向燃气支管的根部连接于所述主燃气管道，端部环绕所述稳焰盘的外边缘，设有倾斜向外的斜向喷射口；所述稳焰盘上设有中心空气孔和周向均布的多个空气旋流孔；所述外围空气管的端部设有拢火罩收缩口以及形成在所述拢火罩收缩口上的多个三角导流片。进一步的实现方式中，该低氮燃烧器将通过所述外围空气管向锅炉炉膛喷射的空气分成三部分：第一部分空气通过所述稳焰盘的中心空气孔沿低氮燃烧器中心轴线轴向喷射至炉膛，形成一级空气；第二部分空气通过所述稳焰盘的空气旋流孔进入炉膛，形成二级空气；第三部分空气通过所述稳焰盘的外边缘与所述外围空气管之间的环形通道喷出，形成三级空气。进一步的实现方式中，该低氮燃烧器将通过所述主燃气管进气座进入所述主燃气管道的燃气分成两部分：第一部分燃气通过所述轴向燃气支管喷出后与二级空气混合，在锅炉炉膛中轴线附近进行燃烧，并卷积一部分一级空气，形成一级火焰区域；第二部分燃气通过所述斜向燃气支管倾斜向外喷射，与还未喷出燃烧器头部的三级空气混合，在拢火罩内部充分混合后向下游发展形成二级火焰。进一步的实现方式中，所述空气旋流孔包括径向空气长孔和配套的旋流叶片；所述空气旋流孔的个数为4～12个，其旋流叶片的倾斜角度为15°～60°。进一步的实现方式中，所述轴向燃气支管个数为3～10个，所述斜向燃气支管个数为3～10个，均环绕所述主燃气管道的中心轴线周向均布。本技术第二方面，提供一种智能调节空燃比的低氮燃烧器控制系统，所述系统包括如上所述的低氮燃烧器，该低氮燃烧器作用于锅炉；所述系统还包括：在所述低氮燃烧器的燃料供给管线上沿燃料进气方向依次安装的燃气过滤器、电动燃气压力调节阀、燃气流量器、燃料压力传感器和燃气阀组；在所述低氮燃烧器的助燃空气供给管线上安装的电动风门调节阀；和，在所述锅炉的烟囱安装的烟气分析模块；以及，智能空燃比调节终端；所述电动燃气压力调节阀、所述燃气流量器、所述燃料压力传感器、所述电动风门调节阀和所述烟气分析模块分别与所述智能空燃比调节终端连接。进一步的实现方式中，所述烟气分析模块用于采集NOx排放值和烟气氧含量，在NOx排放值和烟气氧含量分别超过设定值时，将NOx排放值和烟气氧含量作为输入信号传输至所述智能空燃比调节终端；所述智能空燃比调节终端，用于根据来自所述烟气分析模块的输入信号计算燃气和空气调节参数，通过控制所述电动燃气压力调节阀和所述电动风门调节阀分别进行燃气流量和空气流量的调节，以使NOx排放值下降且烟气氧含量满足设定范围；所述燃料压力传感器用于采集进入低氮燃烧器的燃料压力值，在燃料压力值偏离设定值时，将燃料压力值作为输入信号传输至所述智能空燃比调节终端；其中，所述燃气流量器的流量值随着所述燃料压力值的变化而发生改变；所述智能空燃比调节终端，还用于根据来自所述燃料压力传感器的输入信号，计算压力调节参数，通过控制所述电动燃气压力调节阀进行燃气压力调节，并根据所述燃气流量器反馈的流量信号确认燃气压力是否满足燃烧需求。进一步的实现方式中，所述智能空燃比调节终端，具体用于通过控制所述电动燃气压力调节阀和所述电动风门调节阀进行燃气流量和空气流量的调节，使锅炉炉膛内气体燃烧的过剩空气系数为1.05～1.2。与现有的技术相比，本技术的有益效果在于：(1)加强空气和燃气的混合，使混合更加均匀，提高燃烧效率，增大锅炉热效率；(2)形成空气和燃料的分级，形成多级火焰，降低了火焰温度，从而大大减少了氮氧化物的排放；(3)多级火焰区域之间可以形成相互剪切和火焰传递作用，使混合气的燃烧更加稳定；(4)本技术智能调节空燃比的低氮燃烧器控制系统，能够实现燃烧过程中对过剩空气系数和氮氧化物排放进行精准控制。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本技术一个实施例提供的一种低氮燃烧器的剖视结构图；图2是本技术一个实施例提供的一种低氮燃烧器的正视图；图3是本技术一个实施例提供的一种低氮燃烧器的立体结构图；图4是本技术一个实施例提供的低氮燃烧器控制系统的结构示意图。具体实施方式为了使本
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【技术保护点】
1.一种低氮燃烧器，其特征在于，包括：/n外围空气管(1)、主燃气管进气座(3)和设在外围空气管(1)内部的：主燃气管道(2)、多个轴向燃气支管(6)、多个斜向燃气支管(7)及稳焰盘(4)；/n所述外围空气管(1)与所述主燃气管道(2)同轴设置，所述主燃气管进气座(3)与所述主燃气管道(2)的根部相连接；/n所述多个轴向燃气支管(6)的根部连接于所述主燃气管道(2)，端部连接于所述稳焰盘(4)，具有设置在所述稳焰盘(4)上的轴向喷射口；/n所述多个斜向燃气支管(7)的根部连接于所述主燃气管道(2)，端部环绕所述稳焰盘(4)的外边缘，设有倾斜向外的斜向喷射口；/n所述稳焰盘(4)上设有中心空气孔(10)和周向均布的多个空气旋流孔(5)；/n所述外围空气管(1)的端部设有拢火罩收缩口(8)以及形成在所述拢火罩收缩口(8)上的多个三角导流片(9)。/n

【技术特征摘要】
1.一种低氮燃烧器，其特征在于，包括：
外围空气管(1)、主燃气管进气座(3)和设在外围空气管(1)内部的：主燃气管道(2)、多个轴向燃气支管(6)、多个斜向燃气支管(7)及稳焰盘(4)；
所述外围空气管(1)与所述主燃气管道(2)同轴设置，所述主燃气管进气座(3)与所述主燃气管道(2)的根部相连接；
所述多个轴向燃气支管(6)的根部连接于所述主燃气管道(2)，端部连接于所述稳焰盘(4)，具有设置在所述稳焰盘(4)上的轴向喷射口；
所述多个斜向燃气支管(7)的根部连接于所述主燃气管道(2)，端部环绕所述稳焰盘(4)的外边缘，设有倾斜向外的斜向喷射口；
所述稳焰盘(4)上设有中心空气孔(10)和周向均布的多个空气旋流孔(5)；
所述外围空气管(1)的端部设有拢火罩收缩口(8)以及形成在所述拢火罩收缩口(8)上的多个三角导流片(9)。


2.根据权利要求1所述的低氮燃烧器，其特征在于，该低氮燃烧器将通过所述外围空气管(1)向锅炉炉膛喷射的空气分成三部分：
第一部分空气通过所述稳焰盘(4)的中心空气孔(10)沿低氮燃烧器中心轴线轴向喷射至炉膛，形成一级空气；
第二部分空气通过所述稳焰盘(4)的空气旋流孔(5)进入炉膛，形成二级空气；
第三部分空气通过所述稳焰盘(4)的外边缘与所述外围空气管(1)之间的环形通道喷出，形成三级空气。


3.根据权利要求2所述的低氮燃烧器，其特征在于，该低氮燃烧器将通过所述主燃气管进气座(3)进入所述主燃气管道(2)的燃气分成两部分：
第一部分燃气通过所述轴向燃气支管(6)喷出后与二级空气混合，在锅炉炉膛中轴线附近进行燃烧，并卷积一部分一级空气，形成一级火焰区域；
第二部分燃气通过所述斜向燃气支管(7)倾斜向外喷射，与还未喷出燃烧器头部的三级空气混合，在拢火罩内部充分混合后向下游发展形成二级火焰。


4.根据权利要求1-3任一所述的低氮燃烧器，其特征在于，
所述空气旋流孔(5)包括径向空气长孔和配套的旋流叶片；
所述空气旋流孔(5)的个数为4～12个，其旋流叶片的倾斜角度为15°～60°。


5.根据权利要求1-3任一所述的低氮燃烧器，其特征在于，
所述轴向燃气支管(6)个数为3～10个，所述斜向燃气支管...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永才，张永良，王绥德，张龙，朱红霖，高鲁斌，李金多，
申请(专利权)人：深圳市佳运通电子有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44