一种双旋流低氮燃烧器制造技术

本发明专利技术公开了本发明专利技术提供了一种双旋流低氮燃烧器包括：第一壳体，在第一壳体内设置有气流输送组件，气流输送组件将第一壳体内的腔体分割为助燃腔室和燃烧腔室，助燃腔室连通有第一助燃进气口，燃烧腔室设置有燃烧口；气流输送组件包括助燃气体旋流部件、燃料喷射头，助燃气体旋流部件设置有均呈环形的一级旋流区和二级旋流区，燃料喷射头设置于一级旋流区的中部并凸设于燃烧腔室的一侧；一级旋流区设置有环形间隔设置的多个一级旋流通道；二级旋流区设置有环形间隔设置的多个二级旋流通道。本发明专利技术利用氨燃料高温缺氧条件下能部分氨气裂解反应成氢气和氨气后燃烧，从而大量减少燃料型氮氧化物生成量，实现低氮燃烧。实现低氮燃烧。实现低氮燃烧。

【技术实现步骤摘要】
一种双旋流低氮燃烧器


[0001]本专利技术涉及燃烧设备
，特别涉及一种双旋流低氮燃烧器。

技术介绍

[0002]目前，“氢”能源被认为是未来全球能源结构发展的重要方向，氨作为氢的一种高效零碳载体，质量含氢率高达17.6％，常温下8atm即可液化，制备和储运产业链成熟，并且，液氨能量密度为18.8MJ/kg，是最具潜力替代传统化石能源应用于动力锅炉、工业炉窑、内燃机、燃气轮机等工业热设备的零碳燃料。氨具有无碳的优点，完全燃烧后的排放物只有水和氮气，并且氨作为一种无碳燃料，同时具有热值高、易于储存等优点。然而当氨作为燃料使用时，由于氨含有燃料氮，使得燃烧过程中氮氧化物的排放大量增加，造成了环境的污染。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于提供一种双旋流低氮燃烧器，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0004]为解决上述技术问题所采用的技术方案：
[0005]本专利技术提供了一种双旋流低氮燃烧器包括：第一壳体，在所述第一壳体内设置有气流输送组件，所述气流输送组件将所述第一壳体内的腔体分割为助燃腔室和燃烧腔室，所述助燃腔室连通有第一助燃进气口，所述燃烧腔室设置有燃烧口；所述气流输送组件包括助燃气体旋流部件、燃料喷射头，所述助燃气体旋流部件设置有均呈环形的一级旋流区和二级旋流区，所述一级旋流区与所述二级旋流区同轴内外间隔设置，所述燃料喷射头设置于所述一级旋流区的中部并凸设于所述燃烧腔室的一侧；所述一级旋流区设置有环形间隔设置的多个一级旋流通道，所述一级旋流通道沿通气方向螺旋设置，所述一级旋流通孔连通所述助燃腔室和燃烧腔室；所述二级旋流区设置有环形间隔设置的多个二级旋流通道，所述二级旋流通道沿通气方向螺旋设置，所述二级旋流通孔连通所述助燃腔室和燃烧腔室。
[0006]本专利技术的有益效果是：
[0007]使用时，助燃气体经第一助燃进气口进入助燃腔室，分别经过一级旋流通道和二级旋流通道进入燃烧腔室，同时氨燃料经燃料喷射头喷射出，在氨燃料喷出的过程中，部分燃料会与一级旋流通道的一次风混合燃烧，燃烧一定时间后形成高温区域，在这个高温区域中由于一级旋流通道的一次风中的氧气有限，导致其余部分氨燃料因缺氧而裂解反应成氢气和氮气，氢气往外扩并与二级旋流通道的二次风混合完全燃烧，并消耗二次风中的氧，降低氮氧化物的生成量。此外，所述一级旋流通道和二级旋流通道均沿通气方向螺旋设置，助燃气体螺旋出气，与氨燃料混合更加均匀，燃烧更加充分稳定。本专利技术利用氨燃料高温缺氧条件下能部分氨气裂解反应成氢气和氨气后燃烧，从而大量减少燃料型氮氧化物生成量，实现低氮燃烧，大量减少氮氧化物的排放。
[0008]作为上述技术方案的进一步改进，所述燃料喷射头外周壁设置有多个燃料喷口，多个所述燃料喷口呈环形间隔设置在所述燃料喷射头的外周壁，氨燃料沿着燃料喷射头的径向喷出，与一次风充分混合燃烧，及时产生高温条件，促进氨气分解成氢气燃烧。
[0009]作为上述技术方案的进一步改进，在所述一级旋流区与所述二级旋流区之间设置有环形的挡板，所述挡板朝向燃烧腔室的一侧连接有呈筒状的挡壳，所述一级旋流区和所述燃料喷射头设置于挡壳内。
[0010]挡壳内形成高温回流区，使得少部分氨气在高温回流区燃烧形成高温条件，促使氨气分解成氢气，减少氨气直接燃烧量。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进，所述燃料喷射头设置有多个第一燃料喷口和多个第二燃料喷口，多个所述第一燃料喷口呈环形间隔设置于所述燃料喷射头的外周壁，多个第二燃料喷口呈环形间隔设置于燃料喷射头的端面，所述第二燃料喷口的喷出方向往外倾斜设置。挡壳内均为低氧区，因此第一燃料喷口和多个第二燃料喷口的设置使得一次风与燃料充分混合，更易于氨气的燃烧。
[0012]作为上述技术方案的进一步改进，所述一级旋流通道的通气量小于所述二级旋流通道的通气量。一级旋流通道的通气量主要保证氨气燃烧产生高温条件，促使氨气分解成氢气，减少氨气直接燃烧量，从而减少氮氧化物的产生，因此要减少氮氧化物的产生，一级旋流通道的通气量相对较少。
[0013]作为上述技术方案的进一步改进，所述一级旋流区与所述二级旋流区同轴内外间隔的距离大于50mm，所述一级旋流器的通气量占总通气量比例13％至17％。间隔大于50mm，燃料燃烧需要一定时间产生高温条件，避免大量氨气直接燃料。所述一级旋流器的通气量占总通气量比例13％至17％，该通气量的比例有助于部分氨气的直接燃烧，又能大部分的氨分解。
[0014]作为上述技术方案的进一步改进，所述一级旋流区设置有环形可转动的一级叶轮，所述一级叶轮设置有呈环形间隔设置的多个一级旋流叶片，相邻两个所述一级旋流叶片之间形成所述一级旋流通道，所述二级旋流区设置有环形可转动的二级叶轮，所述二级叶轮设置有呈环形间隔设置的多个二级旋流叶片，相邻两个所述二级旋流叶片之间形成所述二级旋流通道。一次风和二次风与氨燃料充分混合，燃烧更加充分。
[0015]作为上述技术方案的进一步改进，所述双旋流低氮燃烧器还包括第二壳体，所述第二壳体设置于所述助燃腔室内，所述第二壳体将所述助燃腔室分隔为内腔室和外腔室，所述内腔室与所述一级旋流区连通，所述外腔室与所述二级旋流区连通，所述第一助燃进气口与所述外腔室连通，所述内腔室设置有第二助燃进气口，可直接控制进入内腔室和外腔室的通气量，即直接控制一次风量和二次风量的大小，进而控制大部分氨气直接燃烧的数量。
[0016]作为上述技术方案的进一步改进，所述第一助燃进气口连通有第一进气管，所述第二助燃进气口连通有第二进气管，所述第一进气管连接有第一控制阀，所述第二进气管连通有第二控制阀。
[0017]可根据氮氧化物数量增加，调整一次风量和二次风量的大小，以找到合适的进气量比例，使得氮氧化物产生的数量较少。
[0018]作为上述技术方案的进一步改进，所述第一壳体为圆筒状壳体，所述圆筒状壳体
的两端分别为第一端和第二端，所述第一端封闭设置，所述第二端敞开设置，所述气流输送组件设置于所述圆筒状壳体内将所述圆筒状壳体分为助燃腔室和燃烧腔室，所述第一助燃进气口设置在所述圆筒状壳体的侧壁，所述燃烧口设置于所述第二端，圆筒状壳体能使得氨燃料与助燃气体混合更加均匀，所述燃烧口设置于所述第二端有助于火焰的喷射。
附图说明
[0019]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明；
[0020]图1是本专利技术所提供的一种双旋流低氮燃烧器，其一实施例的结构示意图，其中四箭头分别表示左向、右向、上向和下向；
[0021]图2是本专利技术所提供的一种双旋流低氮燃烧器，其一实施例气流输送组件的结构示意图，其中四箭头分别表示左向、右向、上向和下向；
[0022]图3是本专利技术所提供的一种双旋流低氮燃烧器，其一实施例的结右视图；
[0023]图4是本专利技术所提供的一种双旋流低氮燃烧器，其一实施例的结构示意图，其中四箭头分别表示左向、右向、上向和下向；
[0024]图5是图4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双旋流低氮燃烧器，其特征在于，包括：第一壳体(100)，在所述第一壳体(100)内设置有气流输送组件(200)，所述气流输送组件(200)将所述第一壳体(100)内的腔体分割为助燃腔室(110)和燃烧腔室(120)，所述助燃腔室(110)连通有第一助燃进气口(113)，所述燃烧腔室(120)设置有燃烧口(121)；所述气流输送组件(200)包括助燃气体旋流部件、燃料喷射头(210)，所述助燃气体旋流部件设置有均呈环形的一级旋流区(220)和二级旋流区(230)，所述一级旋流区(220)与所述二级旋流区(230)同轴内外间隔设置，所述燃料喷射头(210)设置于所述一级旋流区(220)的中部并凸设于所述燃烧腔室(120)的一侧；所述一级旋流区(220)设置有环形间隔设置的多个一级旋流通道，所述一级旋流通道沿通气方向螺旋设置，所述一级旋流通孔连通所述助燃腔室(110)和所述燃烧腔室(120)；所述二级旋流区(230)设置有环形间隔设置的多个二级旋流通道，所述二级旋流通道沿通气方向螺旋设置，所述二级旋流通孔连通所述助燃腔室(110)和所述燃烧腔室(120)。2.根据权利要求1所述的一种双旋流低氮燃烧器，其特征在于：所述燃料喷射头(210)外周壁设置有多个燃料喷口(211)，多个所述燃料喷口(211)呈环形间隔设置在所述燃料喷射头(210)的外周壁。3.根据权利要求1所述的一种双旋流低氮燃烧器，其特征在于：在所述一级旋流区(220)与所述二级旋流区(230)之间设置有环形的挡板(240)，所述挡板(240)朝向所述燃烧腔室(120)的一侧连接有呈筒状的挡壳(250)，所述一级旋流区(220)和所述燃料喷射头(210)设置于所述挡壳(250)内。4.根据权利要求3所述的一种双旋流低氮燃烧器，其特征在于：所述燃料喷射头(210)设置有多个第一燃料喷口(212)和多个第二燃料喷口(213)，多个所述第一燃料喷口(212)呈环形间隔设置于所述燃料喷射头(210)的外周壁，多个第二燃料喷口(213)呈环形间隔设置于燃料喷射头(210)的端面，所述第二燃料喷口(213)的喷出方向往外倾斜设置。5.根据权利要求1所述的一种双旋流低氮燃烧器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳世平，程一兵，王宇，马柳昊，陈静，薛鹏飞，朱旭仁，杜建国，
申请(专利权)人：佛山仙湖实验室，
类型：发明
国别省市：