一种多变负荷灵活性调节的低NOx燃气燃烧器制造技术

本发明专利技术公开了一种多变负荷灵活性调节的低NOx燃气燃烧器，由空气供气管道、燃气供气管道和点火器管道构成，空气供气管道包括一次风入口、二次风入口、一次风流道、二次风流道、二次风支管和空气旋流器；燃气供气管道包括内环燃气入口管道、外环燃气入口管道、内环燃气分流箱、外环燃气分流箱、中心燃气支管、内环燃气支管和外环燃气支管。本发明专利技术采用空气分级技术，空气旋流技术，空气多孔分散射流技术，燃气负荷可调节技术，燃气多孔分散射流技术，解决天然气燃烧过程中氮氧化物生成量难以满足超低氮排放要求，对环境造成严重污染的问题。对环境造成严重污染的问题。对环境造成严重污染的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多变负荷灵活性调节的低NOx燃气燃烧器
[0001]

[0002]本专利技术属于热能与动力工程
，涉及一种低NO
x
燃烧器，尤其是一种多变负荷灵活性调节的低NOx燃气燃烧器。
[0003]
技术介绍

[0004]随着能源结构绿色转型以及碳中和目标的提出，我国天然气消费量不断增加。虽然天然气属于清洁能源，但天然气燃烧过程生成的氮氧化物会对大气生态环境和人民身体健康造成危害。因此，降低天然气燃烧中氮氧化物的生成量，成为天然气燃烧利用过程中亟需解决的关键问题。天然气低氮燃烧技术主要围绕如何降低燃烧温度、减少热力NO
x
的生成开展，同时考虑强化初期天然气与空气的快速均匀混合以减少快速型NO
x
生成。但是随着越来越严格的环境标准，只使用一种低氮燃烧技术已经不能满足现有的环境需求。为了实现天然气燃烧的低氮排放，大多的燃烧器技术提供商使用烟气再循环技术，但烟气再循环会增加烟气再循环风机，且因大量烟气流过炉膛使烟速提高从而缩短了烟气在炉内的停留时间，容易造成炉温降低、燃烧稳定性降低等问题。
[0005]因此，有必要研发设计满足超低氮排放要求的且不带烟气再循环的新型天然气低NO
x
燃烧器。
[0006]
技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于解决天然气燃烧过程中氮氧化物生成量难以满足超低氮排放要求，对环境造成严重污染的问题，提供一种多变负荷灵活性调节的低NOx燃气燃烧器。
[0008]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种多变负荷灵活性调节的低NOx燃气燃烧器，由空气供气管道、燃气供气管道和点火器管道构成，其特征在于，所述空气供气管道包括一次风入口、二次风入口、一次风流道、二次风流道、二次风支管和空气旋流器；燃气供气管道包括内环燃气入口管道、外环燃气入口管道、内环燃气分流箱、外环燃气分流箱、中心燃气支管、内环燃气支管和外环燃气支管；所述空气供气管道呈“T”形设计，所述一次风入口、二次风入口与一次风流道、二次风流道呈垂直布置，一次风入口与二次风入口由隔板隔开；所述一次风流道同轴套设安装于二次风流道内，一次风流道末端端面为一次风出口，二次风流道末端端面连接有多根二次风支管；所述空气旋流器同轴套设安装于一次风流道出口内，空气旋流器与一次风流道之间留有空隙；所述内环燃气分流箱和外环燃气分流箱布置于一次风流道内，内环燃气分流箱和
外环燃气分流箱由隔板隔开；所述内环燃气分流箱入口连接内环燃气入口管道，出口连接有1根中心燃气支管和多根内环燃气支管，内环燃气支管呈圆周阵列布置，中心燃气管和内环燃气支管均套设安装于一次风流道内；所述外环燃气分流箱入口连接外环燃气入口管道，出口连接有多根外环燃气支管，外环燃气支管呈圆周阵列布置，外环燃气支管套设安装于一次风流道内。
[0009]作为优选，所述在一次风入口与二次风入口处均设置有风量调节阀，可根据不同工况调整一次风和二次风流量配比。
[0010]作为优选，所述一次风流道同轴套设安装于二次风流道内，一次风流道末端端面为一次风出口，二次风流道末端端面连接有多根二次风支管，二次风支管切向弯曲45
°
与空气旋流器方向相同，出口末端为斜切面，斜切面上设置有多个二次风喷口。
[0011]作为优选，所述空气旋流器的中心为直流风道，直流风道外侧为旋流风道，旋流风道内设置有旋流叶片。
[0012]作为优选，所述内环燃气分流箱和外环燃气分流箱布置于一次风流道内，内环燃气分流箱和外环燃气分流箱由隔板隔开，当燃烧器低负荷运行时，只开启内环燃气分流箱而关闭外环燃气分流箱，当燃烧器高负荷运行时，内环燃气分流箱和外环燃气分流箱同时开启。
[0013]作为优选，所述内环燃气分流箱入口连接内环燃气入口管道，出口连接有1根中心燃气支管和多根内环燃气支管，中心燃气支管和内环燃气支管均套设安装于一次风流道内，中心燃气支管的末端延伸至空气旋流器的中心，内环燃气支管呈圆周阵列布置，内环燃气支管的末端穿过空气旋流器与一次风流道之间的空隙后沿径向向内90
°
弯折。
[0014]作为优选，所述外环燃气分流箱入口连接外环燃气入口管道，出口连接有多根外环燃气支管，外环燃气支管呈圆周阵列布置，外环燃气支管套设安装于一次风流道内，外环燃气支管的末端穿过空气旋流器与一次风流道之间的空隙后沿径向向外90
°
弯折。
[0015]作为优选，所述外环燃气支管的数量是内环燃气支管数量的2倍。
[0016]作为优选，所述中心燃气支管的末端呈半球形，在半球面上设置有多个燃气喷孔，喷孔朝向为半球的半径方向，内环燃气支管和外环燃气支管的末端端面封堵，外环燃气支管侧壁上对称设置燃气喷孔，喷孔朝向为切线方向，内环燃气支管在同侧25
°
和50
°
设置两排燃气喷孔，与空气旋流器旋流方向相同。
[0017]作为优选，所述点火器管道垂直穿过燃烧器外壁，末端延伸至空气旋流器的中心，点火器管道用于布置点火器。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1. 本专利技术采用空气分级技术。将助燃空气分为一次风和二次风，一次风入口与二次风入口由隔板隔开，在一次风入口与二次风入口处均设置有风量调节阀，可以根据不同工况调节一次风与二次风的风量配比。一次风经一次风流道送入燃烧室，减小燃气燃烧初期的过量空气系数，可以减缓燃气燃烧反应速度，降低燃烧区温度，从而抑制热力型NO
x
的生成。二次风经多根二次风支管送入燃烧室，可以提高燃气燃烧中后期的过量空气系数，保证燃气的燃尽率，提高燃烧器燃烧效率。
[0019]2. 本专利技术采用空气旋流技术。利用空气旋流器将一次风分流为直流风与旋流风，
直流风的刚性较强，穿透距离远，可以保证燃气的及时着火与稳定燃烧，旋流风具有较大的切向动量，能够强化空气与燃气的快速混合。
[0020]3. 本专利技术采用空气多孔分散射流技术。二次风支管末端为斜切面，斜切面上设置有多个二次风喷口，多孔分散射流技术可以提高二次风在圆周方向上的分散性，并且增大二次风射流速度，另外二次风支管沿空气旋流器方向切向弯曲45
°
，可以达到卷吸烟气的效果进一步强化空气湍动，避免燃气的局部聚集。
[0021]4. 本专利技术采用燃气负荷可调节技术。燃烧器配置内环燃气分流箱和外环燃气分流箱，当燃烧器低负荷运行时，只开启内环燃气分流箱而关闭外环燃气分流箱，可使燃气在燃烧器出口处稳定燃烧，当燃烧器高负荷运行时，内环燃气分流箱和外环燃气分流箱同时开启，可使燃气在燃烧器出口分散燃烧，避免出现局部高温区。
[0022]5. 本专利技术采用燃气多孔分散射流技术。燃气支管由中心燃气支管、内环燃气支管和外环燃气支管构成，中心燃气支管末端位于燃烧器轴线位置，且中心燃气支管末端呈半球形，在半球面上设置有多个燃气喷孔，达到燃气分散燃烧的效果。内环燃气支管末端穿过空气旋流器与一次风流道之间的空隙后沿径向向内90...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多变负荷灵活性调节的低NOx燃气燃烧器，由空气供气管道、燃气供气管道和点火器管道构成，其特征在于，所述空气供气管道包括一次风入口（1）、二次风入口（2）、一次风流道（4）、二次风流道（5）、二次风支管（6）和空气旋流器（7）；燃气供气管道包括内环燃气入口管道（8）、外环燃气入口管道（9）、内环燃气分流箱（10）、外环燃气分流箱（11）、中心燃气支管（12）、内环燃气支管（13）和外环燃气支管（14）；所述一次风入口（1）、二次风入口（2）与一次风流道（4）、二次风流道（5）呈垂直布置，一次风入口（1）与二次风入口（2）由隔板隔开；所述一次风流道（4）同轴套设安装于二次风流道（5）内，一次风流道（4）末端端面为一次风出口，二次风流道（5）末端端面连接有多根二次风支管（6）；所述空气旋流器（7）同轴套设安装于一次风流道（4）出口内，空气旋流器（7）与一次风流道（4）之间留有空隙；所述内环燃气分流箱（10）和外环燃气分流箱（11）布置于一次风流道（4）内，内环燃气分流箱（10）和外环燃气分流箱（11）由隔板隔开；所述内环燃气分流箱（10）入口连接内环燃气入口管道（8），出口连接有1根中心燃气支管（12）和多根内环燃气支管（13），内环燃气支管（13）呈圆周阵列布置，中心燃气管（12）和内环燃气支管（13）均套设安装于一次风流道（4）内；所述外环燃气分流箱（11）入口连接外环燃气入口管道（9），出口连接有多根外环燃气支管（14），外环燃气支管（14）呈圆周阵列布置，外环燃气支管（14）套设安装于一次风流道（4）内。2.根据权利要求1所述的一种多变负荷灵活性调节的低NOx燃气燃烧器，其特征是，所述一次风入口（1）与二次风入口（2）内分别布置有风量调节阀（3）。3.根据权利要求1所述的一种多变负荷灵活性调节的低NOx燃气燃烧器，其特征是，所述二次风支管（6）末端沿切向弯曲45
°
与空气旋流器（7）方向同向，出口端面为斜切面，斜切面上设置有多个二次风喷口。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王漫笠，刘正宁，刘川，张露璐，刘富君，惠世恩，郑康和，王登辉，
申请(专利权)人：杭州锅炉集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：