本发明专利技术提供了一种旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器，包括风箱组件、燃烧器进风口、中心燃料枪、旋流稳焰器、外围燃气进口、燃气集合器、外围燃气枪和点火枪；燃烧器进风口安装在风箱组件上，通过隔板将助燃风分成三级进入风箱组件内中外三层，形成三级空气分级；旋流稳焰器安装在中心燃料枪上，多根外围燃气枪安装在燃气集合器上，燃气集合器与外围燃气进口连接，形成中心旋流火焰；在燃烧器尾缘处设置有扩散锥及扰流片，形成尾缘双回流。本发明专利技术通过内中外三层空气分级、中心旋流火焰与尾缘斜向烟气回流和助燃风钝体回流的尾缘双回流相耦合，实现NOx和CO的超低排放并保证燃烧稳定。稳定。稳定。
【技术实现步骤摘要】
旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器
[0001]本专利技术涉及一种旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器，属于燃烧器
技术介绍
[0002]随着NOx排放指标要求更加严格，常规低氮燃烧器降低NOx排放已经难以满足要求。为了实现超低NOx排放，在工业锅炉、有机热载体炉、熔盐炉等高温炉膛大负荷燃烧器应用时采用烟气脱硝的方式，但是烟气脱硝投资成本和运行成本均很高。因此需要研制新一代低氮燃气燃烧器。
技术实现思路
[0003]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器，有效降低NOx和CO的排放并提高燃烧稳定性。
[0004]本专利技术的技术解决方案是：
[0005]旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器，包括风箱组件、燃烧器进风口、中心燃料枪、旋流稳焰器、外围燃气进口、燃气集合器、外围燃气枪、点火枪；所述风箱组件为同轴的三层结构，包括风箱内筒、风箱中筒、风箱外筒；所述燃烧器进风口安装在所述风箱组件上，所述燃烧器进风口通过两层进风口隔板分为三部分，其中上层的进风口隔板与风箱中筒连接，下层的进风口隔板与风箱内筒连接，将风箱组件由内而外依次分为一次风区域、二次风区域、三次风区域；所述风箱组件与炉膛连接的一端为顶部，另一端为底部；所述中心燃料枪从风箱组件底部穿入，安装于一次风区域中心；所述旋流稳焰器安装在所述中心燃料枪上；所述燃气集合器位于所述风箱组件底部，所述外围燃气进口与所述燃气集合器相连；多个所述外围燃气枪沿所述风箱内筒内壁均匀分布在以所述中心燃料枪为圆心的圆周上，与所述燃气集合器相连，所述外围燃气枪上安装有外围燃气喷头；所述点火枪从风箱组件底部穿入，安装于所述中心燃料枪与所述外围燃气枪之间。
[0006]优选的，所述风箱内筒尾缘安装有内筒扩散锥，所述风箱中筒尾缘安装有中筒扩散锥，所述内筒扩散锥与中筒扩散锥用于卷吸炉膛烟气形成烟气回流；所述二级风区域出口处安装有二级风扰流片，所述三级风区域出口处安装有三级风扰流片。
[0007]优选的，所述二级风扰流片和所述三级风扰流片周向分布一致。
[0008]优选的，所述二级风扰流片和所述三级风扰流片为V型或平片结构。
[0009]优选的，所述燃烧器进风口上安装有分别用于一次风、二次风、三次风调节的进风调节阀。
[0010]优选的，所述外围燃气枪的数量为4～30。
[0011]优选的，所述外围燃气喷头为三层孔结构，分别为第一层喷孔、第二层喷孔、第三层喷孔。
[0012]优选的，所述第一层喷孔的喷射方向与所述外围燃气喷头轴线的夹角α满足50
°
≤
α≤90
°
；所述第二层喷孔的喷射方向与所述外围燃气喷头轴线的夹角β满足45
°
≤β≤60
°
；所述第三层喷孔的喷射方向与所述外围燃气喷头轴线的夹角θ满足60
°
≤θ≤75
°
。
[0013]优选的，所述第一层喷孔包含多个喷孔，沿所述外围燃气喷头周向均匀分布；所述第二层喷孔与第三层喷孔均为单个喷孔。
[0014]优选的，所述第二层喷孔、第三层喷孔的单个喷孔与所述第一层喷孔中的其中一个喷孔在同一垂直面上；所述在同一垂直面上的三个孔的喷射方向均与所述旋流稳焰器形成的火焰外缘相切。
[0015]本专利技术与现有技术相比的优点在于：
[0016](1)本专利技术的旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器，采用内中外三层空气分级，通过调节阀对各层助燃风比例进行调节，精确组织低氮燃烧，进一步提高燃烧稳定性并降低NOx、CO排放；
[0017](2)本专利技术的旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器，通过外围多根燃气喷枪和中心旋流稳焰器形成中心旋转火焰，卷吸周围烟气，保证火焰稳定性并实现NOx、CO的超低排放；
[0018](3)本专利技术的旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器，外围燃气喷头采用三层多孔结构，提高燃烧区域均匀性并保证燃烧稳定；
[0019](4)本专利技术的旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器，通过在燃烧器尾缘安装扩散锥和沿周向分布的扰流片，形成尾缘斜向烟气回流和助燃风钝体回流的尾缘双回流，提高低氮燃烧稳定性，进一步降低NOx排放，同时确保燃烧组织充分，CO超低排放。
附图说明
[0020]图1为本专利技术旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器结构正视图；
[0021]图2为本专利技术旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器结构侧视图；
[0022]图3为本专利技术旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器结构俯视图；
[0023]图4为本专利技术旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器外围燃气喷头结构示意图，其中图4(a)为喷孔布置示意图，图4(b)为喷孔角度示意图；
[0024]图5为本专利技术旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器二级风扰流片和三级风扰流片布置示意图；
[0025]图6为本专利技术旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器尾缘双回流原理示意图，其中图6(a)为斜向烟气回流原理示意图，图6(b)为助燃风钝体回流原理示意图。
具体实施方式
[0026]本专利技术提供了一种旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器，通过多层空气分级、中心旋流火焰和尾缘双回流相耦合的方式实现燃烧器氮氧化物和一氧化碳的超低排放。
[0027]图1示出了本专利技术提供的一种旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器的一个优选实施例。如图1、图2、图3所示，该燃烧器主要包括：风箱组件4、燃烧器进风口1、中心燃料枪13、旋流稳焰器15、外围燃气进口12、燃气集合器14、外围燃气枪17，点火枪18；所述风箱组件4为同轴的三层结构，包括风箱内筒5、风箱中筒6、风箱外筒7；所述燃烧器进风口1安装
在所述风箱组件4上，上下两层进风口隔板2将所述燃烧器进风口分为三部分，助燃风从下至上分成一次风、二次风、三次风；其中上层进风口隔板与风箱中筒6连接，下层进风口隔板与风箱内筒5连接，将风箱组件4由内向外依次分为一次风区域、二次风区域、三次风区域；具体的，风箱内筒5内部及一次风进风口构成一次风区域，风箱内筒5与风箱中筒6之间的区域及二次风进风口构成二次风区域，风箱中筒6与风箱外筒7之间的区域及三次风进风口构成三次风区域。
[0028]以上结构构成了本专利技术旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器空气多级分级的燃烧组织方式。一次风区域进行一次燃烧，新鲜空气和燃气直接扩散燃烧，是NOx生成的高点区域，将风量调整到接近富燃熄火边界，生成的NOx最少。二次风区域适当补充助燃风，提高燃烧稳定性并降低CO排放，确保富燃火焰燃烧过程可持续传递到三次风。三次风喷出后和炉膛烟气掺混后再参与燃烧反应，是保证NOx超低排放的关键，但如果比例过高会导致燃烧不完全和燃烧不稳定。
[0029]进一步地，所述燃烧器进风口1上安装有分别用于一次风、二次风、三次风调节的进风调节阀3，所述进风调节阀3为手动或自动翻板阀；通过对各级助本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器，其特征在于，包括风箱组件(4)、燃烧器进风口(1)、中心燃料枪(13)、旋流稳焰器(15)、外围燃气进口(12)、燃气集合器(14)、外围燃气枪(17)、点火枪(16)；所述风箱组件(4)为同轴的三层结构，包括风箱内筒(5)、风箱中筒(6)、风箱外筒(7)；所述燃烧器进风口(1)安装在所述风箱组件(4)上，所述燃烧器进风口(1)通过两层进风口隔板(2)分为三部分，其中上层的进风口隔板(2)与风箱中筒(6)连接，下层的进风口隔板(2)与风箱内筒(5)连接，将风箱组件(4)由内而外依次分为一次风区域、二次风区域、三次风区域；所述风箱组件(4)与炉膛连接的一端为顶部，另一端为底部；所述中心燃料枪(13)从风箱组件(4)底部穿入，安装于一次风区域中心；所述旋流稳焰器(15)安装在所述中心燃料枪(13)上；所述燃气集合器(14)位于所述风箱组件(4)底部，所述外围燃气进口(12)与所述燃气集合器(14)相连；多个所述外围燃气枪(17)沿所述风箱内筒(5)内壁均匀分布在以所述中心燃料枪(13)为圆心的圆周上，与所述燃气集合器(14)相连，所述外围燃气枪(17)上安装有外围燃气喷头(18)；所述点火枪(16)从风箱组件(4)底部穿入，安装于所述中心燃料枪(13)与所述外围燃气枪(17)之间。2.根据权利要求1所述的旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器，其特征在于：所述风箱内筒(5)尾缘安装有内筒扩散锥(9)，所述风箱中筒(6)尾缘安装有中筒扩散锥(8)，所述内筒扩散锥(9)与中筒扩散锥(8)用于卷吸炉膛烟气形成烟气回流；所述二级风区域出口处安装有二级风扰流片(10)，所述三级风区域出口处安装有三级风扰流片(11)。3.根据权利要求2所述的旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器，其特征在于：所述二级风扰流...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨阳，俞维根，李易峰，闫玉平，蒲孜，顾学颖，周春霄，
申请(专利权)人：北京航天石化技术装备工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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