低氮燃气燃烧器制造技术

本实用新型专利技术为一种低氮燃气燃烧器，包括中心风管、内环助燃风筒体、外环助燃风筒体和燃烧器壳体，内环助燃风筒体与中心风管之间构成内环助燃风通道，外环助燃风筒体和内环助燃风筒体之间构成外环助燃风通道；中心风管内穿设有一次燃料管，中心风管和一次燃料管之间构成中心助燃风通道；内环助燃风通道内穿设有内环燃料管；外环助燃风通道内穿设有外环燃料管；中心助燃风通道的出口端设置旋流盘，旋流盘上连接旋流盘调节结构。本实用新型专利技术结合了强化燃气与助燃气的混合、浓淡燃烧、分级分段燃烧等技术手段，能够强化燃料与助燃气的混合，从而达到强化燃烧、降低燃烧火焰峰值温度、降低燃烧过量空气系数、将NOx等污染物降到最低的有益效果。益效果。益效果。

【技术实现步骤摘要】
低氮燃气燃烧器


[0001]本技术涉及燃气燃烧
，尤其涉及一种低氮燃气燃烧器。

技术介绍

[0002]大气污染的治理是环境治理的重要组成部分，随着工业发展和生活水平的提高，人们愈来愈注重环境问题和大气环保问题。氮氧化物(NOx)是一类主要的大气污染物，是形成酸雨、光化学烟雾以及PM2.5污染的主要因素之一。
[0003]在锅炉燃烧过程中生成的NO和NO2气体合称为NOx。根据NOx的生成机理，可将其分为热力型NOx、燃料型NOx和快速型NOx。热力型NOx是燃烧过程中空气中的氮气在炉膛温度高于1350℃时被大量氧化生成的，因此对于低热值的燃气来说其生成量很小，一般可以忽略不计；燃料型NOx是燃料中的氮化合物在燃烧过程中氧化生成的，占整个燃烧过程中NOx生成量的90％以上；快速型NOx是在燃烧初期燃料中的碳氢化合物和空气中的氮气预混燃烧生成的，它的生成时间极短，生成量不足5％，通常可以忽略不计。
[0004]目前我国工业源NOx排放占NOx排放总量的70％以上，工业烟气中NOx的控制排放技术主要包括燃烧控制技术和燃烧后控制技术。燃烧控制技术包括低氮燃烧技术、再燃烧技术和烟气再循环技术。在燃烧后控制技术中，选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)和SCR－SNCR混合技术是主要技术。燃烧控制技术具有适用范围广、经济效益好、脱氮效率高且设备简单等优势；燃烧后控制技术中虽然能够大幅度降低NOx排放量，但设备昂贵、运行费用高、布置要求高。
[0005]目前，常采用的低NO
X
燃烧技术主要有三种。第一，空气分级技术，使助燃空气分流进入炉膛，建立贫氧的第一燃烧区，燃料在贫氧条件下，产生CO、H2等还原性气体，抑制了NO
X
的生成，在第二燃烧区通入过量空气，使燃料完全燃烧，从而控制整个燃烧过程的NO
X
生成量。第二，燃料分级技术，在第一燃烧区通入部分燃料，第二燃烧区或第三燃烧区依次通入剩余燃料，使燃料在整个燃烧区分布均匀尽量，降低火焰峰值温度，从而减少热力型NO
X
生成量。第三，烟气再循环技术，利用助燃空气、燃料高速射流产生低压区，或借助外力使烟气再循环到火焰区，既降低了火焰的峰值温度，又降低了燃烧区的氧分压，从而减少NO
X
生成。
[0006]此外，由于在钢铁行业的工业设备中，通常会产生大量的高炉煤气，该类型燃气具有着火温度高、着火浓度范围窄、燃烧稳定性差、容易熄火等缺陷，其适用范围受限，造成大量热能浪费。
[0007]高炉煤气由于其着火温度比焦炉煤气高，着火温度范围窄，一旦出现压力波动会使得燃烧器脱火，造成炉内熄火、煤气外泄。高炉煤气虽然热值低，但由于其在绝热烟道中进行燃烧，其产生的高温烟气温度可达1200
‑
1400℃，且在点火过程中，如采用天然气或者油枪点火，燃烧温度会更高，可达到1500
‑
1700℃，而普通的耐火浇注料使用温度是1300℃左右，因此容易造成点火风道浇注料的脱落，然后风筒钢板受高温变形，寿命缩短；如使用性能更好的耐火浇注料如氧化铝空心球浇注料，则会因其价格昂贵，造成制造成本大幅增加；此外，还有一些厂家采用大的过剩空气系数来使燃烧烟温降低，但这种方式会大量增加
额外空气进行加热，从而导致需要增加更多的燃气，致使经济性变差。
[0008]因此亟需一种技术方案能够解决低热值燃气燃烧稳定性差、易熄火的问题，同时能够有效地降低氮氧化物的排放。
[0009]现有技术中有一种锅炉用燃气低氮燃烧器(CN210485721U)，包括燃气通道和助燃风通道，所述燃气通道分为中心燃气通道和外层燃气通道，所有燃气均通过集气环配供；所述助燃风通道分为中心一次风通道和外侧的二次风通道，所有助燃风均通过风道入口供入。该燃烧器中，通过调节燃气和助燃空气的流量调节燃烧器的燃烧负荷，流量变化造成火焰喷射距离存在明显变化，烟气动能和搅拌能力存在较大波动；火焰燃烧器负荷调节范围较小，无法满足燃烧负荷大范围调节的需求。
[0010]现有技术中还有一种超低氮多级可调强弱旋流对冲气体燃烧器(CN 103727536B)，包括燃烧器箱壳，以及设置在燃烧器箱壳后端的燃气环形集箱；燃烧器箱壳内由外及内分别设置用于向炉膛通入助燃空气的外风筒、内风筒以及中心风筒；中心风筒的外侧套设有中心稳燃燃气喷枪，二者以套管组合的形式安装在燃烧器箱壳的中心；外风筒与燃烧器箱壳之间的环形空间内均匀且间隔分布有若干内强旋对冲燃气喷枪和外弱旋对冲燃气喷枪。其存在问题是：1、燃气流量调节只能整体调节，无法实现局部燃气流量的调节；2、整体燃烧器喷射口呈圆形截面，火焰喷射处不利于热量的快速传递，容易产生局部高温。
[0011]由此，本专利技术人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种低氮燃气燃烧器，以克服现有技术的缺陷。

技术实现思路

[0012]本技术的目的在于提供一种低氮燃气燃烧器，克服现有技术中存在的问题，本技术结合了强化燃气与助燃气的混合、浓淡燃烧、分级分段燃烧等技术手段，能够强化燃料与助燃气的混合，从而达到强化燃烧、降低燃烧火焰峰值温度、降低燃烧过量空气系数、将NOx等污染物降到最低的有益效果。
[0013]本技术的目的是这样实现的，一种低氮燃气燃烧器，包括自内向外同轴设置的中心风管、内环助燃风筒体、外环助燃风筒体和燃烧器壳体，所述内环助燃风筒体与所述中心风管之间构成内环助燃风通道，所述外环助燃风筒体和所述内环助燃风筒体之间构成外环助燃风通道；所述中心风管内穿设有一次燃料管，所述中心风管和所述一次燃料管之间构成中心助燃风通道；所述内环助燃风通道内穿设有内环燃料管；所述外环助燃风通道内穿设有外环燃料管；所述一次燃料管与所述中心助燃风通道的出口端形成中心燃烧区，所述内环燃料管与所述内环助燃风通道的出口端形成内环燃料燃烧区，所述外环燃料管与所述外环助燃风通道的出口端形成外环燃料燃烧区；所述中心助燃风通道的出口端设置旋流盘，所述旋流盘上连接旋流盘调节结构，所述旋流盘调节结构用于调节所述旋流盘在中心助燃风通道内的轴向位置以调节中心助燃风通道的助燃风旋流强度；
[0014]还包括控制部，所述控制部能控制所述中心助燃风通道、所述内环助燃风通道、所述外环助燃风通道、所述一次燃料管、所述内环燃料管和所述外环燃料管的开闭和流量，所述控制部还能通过所述旋流盘调节结构调节旋流盘的轴向位置。
[0015]在本技术的一较佳实施方式中，所述内环燃料管的数量为多个，多个所述内
环燃料管沿第一假想圆的周向均匀间隔设置，所述第一假想圆与所述中心风管同轴设置，各所述内环燃料管的出口端分别能拆卸地连接内环燃料喷嘴，各所述内环燃料管的入口端均与内环燃料环形分布箱连通。
[0016]在本技术的一较佳实施方式中，所述外环燃料管的数量为多个，多个所述外环燃料管沿第二假想圆的周向均匀间隔设置，所述第二假想圆与所述中心风管同轴设置，各所述外环燃料管的出口端分别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低氮燃气燃烧器，其特征在于，包括自内向外同轴设置的中心风管、内环助燃风筒体、外环助燃风筒体和燃烧器壳体，所述内环助燃风筒体与所述中心风管之间构成内环助燃风通道，所述外环助燃风筒体和所述内环助燃风筒体之间构成外环助燃风通道；所述中心风管内穿设有一次燃料管，所述中心风管和所述一次燃料管之间构成中心助燃风通道；所述内环助燃风通道内穿设有内环燃料管；所述外环助燃风通道内穿设有外环燃料管；所述一次燃料管与所述中心助燃风通道的出口端形成中心燃烧区，所述内环燃料管与所述内环助燃风通道的出口端形成内环燃料燃烧区，所述外环燃料管与所述外环助燃风通道的出口端形成外环燃料燃烧区；所述中心助燃风通道的出口端设置旋流盘，所述旋流盘上连接旋流盘调节结构，所述旋流盘调节结构用于调节所述旋流盘在中心助燃风通道内的轴向位置以调节中心助燃风通道的助燃风旋流强度；还包括控制部，所述控制部能控制所述中心助燃风通道、所述内环助燃风通道、所述外环助燃风通道、所述一次燃料管、所述内环燃料管和所述外环燃料管的开闭和流量，所述控制部还能通过所述旋流盘调节结构调节旋流盘的轴向位置。2.如权利要求1所述的低氮燃气燃烧器，其特征在于，所述内环燃料管的数量为多个，多个所述内环燃料管沿第一假想圆的周向均匀间隔设置，所述第一假想圆与所述中心风管同轴设置，各所述内环燃料管的出口端分别能拆卸地连接内环燃料喷嘴，各所述内环燃料管的入口端均与内环燃料环形分布箱连通。3.如权利要求2所述的低氮燃气燃烧器，其特征在于，所述外环燃料管的数量为多个，多个所述外环燃料管沿第二假想圆的周向均匀间隔设置，所述第二假想圆与所述中心风管同轴设置，各所述外环燃料管的出口端分别能拆卸地连接外环燃料喷嘴，各所述外环燃料喷嘴与各所述内环燃料喷嘴呈周向交错设置；各所述外环燃料管的入口端均与外环燃料环形分布箱连通。4.如权利要求3所述的低氮燃气燃烧器，其特征在于，所述一次燃料管上设置一次燃料入口，所述一次燃料入口处设置第一调节阀；所述内环燃料环形分布箱上设置内环燃料入口，所述内环燃料入口处设置第二调节阀，所述第二调节阀用于调节所述内环燃料管的开闭和内环燃料流量；所述外环燃料环形分布箱上设置外环燃料入口，所述外环燃料入口处设置第三调节阀，所述第三调节阀用于调节所述外环燃料管的开闭和外环燃料流量；所述第二调节阀和所述第三调节阀均与所述控制部电连接。5.如权利要求3所述的低氮燃气燃烧器，其特征在于，所述内环助燃风通道的一端设置第四调节阀，所述第四调节阀用于调节所述内环助燃风通道的开闭和内环助燃风流量；所述外环助燃风通道的一端设置第五调节阀，所述第五调节阀用于调节所述外环助燃风通道的开闭和外环助燃风流量；所述中心助燃风通道的一端设置第六调节阀，所述第六调节阀用于调节中心助燃风通道的开闭和中心助燃风流量；所述第四调节阀、所述第五调节阀和所述第六调节阀均与控制部电连接。6.如权利要求3所述的低氮燃气燃烧器，其特征在于，所述旋流盘包括同轴设置的旋流内筒体和旋流外筒体，所述旋流内筒体套设于一次燃料管的出口端设置的中心燃料喷嘴上，所述旋流外筒体穿设于所述中心风管内；所述旋流内筒体和所述旋流外筒体之间设置多个旋流叶片，各所述旋流叶片上设置叶片转轴，所述旋流叶片能绕所述叶片转轴摆动，各所述叶片转轴位于旋流内筒体的一横截面上；各所述旋流叶片呈倾斜弧状设置，所述旋流
叶片与所述旋流内筒体的径向呈...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿明山，王英春，郑文学，任乐，吴启明，
申请(专利权)人：中冶京诚工程技术有限公司，
类型：新型
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