一种火焰分割式高速低氮燃烧器及其燃烧方法技术

本发明专利技术公开了一种火焰分割式高速低氮燃烧器，其包括空气箱，空气箱内设置有火焰产生装置，空气箱上设置有燃气箱，燃气箱与空气箱通过若干第一喷孔连通，空气箱的端口处设置有收缩流道，收缩流道外侧的四周均匀排布有若干燃气管路，燃气管路与燃气箱连通，燃气管路的前端设置有向收缩流道倾斜的喷口，收缩流道的外侧间隙设置有若干分割砖，分割砖上设置有分割板，若干分割板分别设置在相邻两个喷口之间；本方案的燃烧器喷出的火焰可实现径向和周向上的分割与折叠，形成类似花瓣状的火焰，使火焰的温度分布更加均匀，同时折叠的火焰面可使烟气内回流，从而深度降低氮氧化物的生成。从而深度降低氮氧化物的生成。从而深度降低氮氧化物的生成。

【技术实现步骤摘要】
一种火焰分割式高速低氮燃烧器及其燃烧方法


[0001]本专利技术涉及燃烧器
，具体涉及一种火焰分割式高速低氮燃烧器及其燃烧方法。

技术介绍

[0002]目前国内工业用燃烧器结构简单、其组织燃烧技术水平较低，主要靠辐射形式换热，能源利用率较低，容易产生局部高温，且绝大多数热量随着烟气排放，其中氮氧化物排放一般都大于100mg/Nm3(8％基准氧含量)，尤其对于炉温大于1200℃条件下，氮氧化物一般都大于150mg/Nm3甚至更高，主要是因为燃烧温度越高，热力型氮氧化物生成速率急剧增加。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的上述不足，本专利技术提供了一种火焰分割式高速低氮燃烧器及其燃烧方法，解决了现有技术中燃烧器温度分布不均、氮氧化物排放高的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0005]提供一种火焰分割式高速低氮燃烧器，其包括空气箱，空气箱内设置有火焰产生装置，空气箱上设置有燃气箱，燃气箱与空气箱通过若干第一喷孔连通，空气箱的端口处设置有收缩流道，收缩流道外侧的四周均匀排布有若干燃气管路，燃气管路与燃气箱连通，燃气管路的前端设置有向收缩流道倾斜的喷口，收缩流道的外侧壁上间隙设置有若干分割砖，分割砖上设置有分割板，若干分割板分别设置在相邻两个喷口之间。
[0006]采用上述技术方案的有益效果为：本方案的燃烧器通过火焰产生装置形成稳定的初火，初火引燃第一喷孔喷出的燃气，并在收缩流道内形成空气过量的一级燃烧后，通过收缩流道高速喷出，并与燃气管路上喷口喷出的燃气混合，形成燃气过量的二级燃烧，抑制氮氧化物的生成，通过分割砖和分割板的共同作用，对喷出的火焰进行分割和折叠，这样设置使火焰的温度分布更加均匀。
[0007]进一步地，分割砖呈弧形片状，且分割砖的前端凸出收缩流道的端口，分割板分别设置在分割砖外弧面的两侧，若干喷口包括周向上交替设置的若干第一喷口和若干第二喷口，若干第一喷口分别设置在若干分割砖的两块分割板之间，若干第二喷口分别设置在相邻两个分割砖的两块分割板之间。
[0008]采用上述技术方案的有益效果为：通过分割砖可使第一喷口与第二喷口在径向上实现分割，通过分割板可使第一喷口和第二喷口在周向上实现分割，这样设置使收缩流道高速喷出的烟气先与若干第二喷口喷出的燃气混合形成柱状火焰后，再与若干第一喷口喷出的燃气混合，形成二次火焰，并包裹柱状火焰，最终形成燃气过量的二级燃烧；同时分割板又将火焰在周向上进行分割，而分割的火焰又相互折叠，折叠的火焰面可使烟气内回流，从而深度降低氮氧化物的生成。
[0009]进一步地，第一喷口向收缩流道倾斜的角度小于第二喷口向收缩流道倾斜的角
度，这样设置有利于收缩流道端口二级燃烧火焰的径向分层。
[0010]进一步地，设置有第二喷口的燃气管道的内侧设置有第二喷孔，收缩流道的侧壁上设置有与若干第二喷孔相配适的若干通孔，第二喷孔的喷射方向指向通孔。
[0011]采用上述技术方案的有益效果为：第二喷孔喷出的燃气通过收缩流道上的通孔进入收缩流道内进行助燃，增强了收缩流道内火焰的延展性、稳定性和刚性，有利于一级燃烧的火焰稳定地从收缩流道的端口喷出。
[0012]进一步地，空气箱呈圆柱状，燃气箱套设在空气箱的外侧壁上，若干第一喷孔在空气箱的周向上均匀分布。
[0013]采用上述技术方案的有益效果为：通过将若干第一喷孔均匀的环布在空气箱的周向上，使一级燃烧所需的燃气，通过若干第一喷孔均匀的分散喷出，增大了燃气与空气的接触面积，有助于形成空气过量的一级燃烧，同时降低了局部火焰温度，使得收缩流道内的热负荷分布均匀。
[0014]进一步地，火焰产生装置包括中心空气管路，中心空气管路内设置有中心燃气管路和点火枪，中心燃气管路和点火枪的端口设置在中心空气管路的端口处，中心空气管路的端口设置在空气箱的端口处，中心空气管路上设置有进气口。
[0015]进一步地，空气箱和燃气箱上分别设置有空气进口通道和燃气进口通道，若干第一喷孔设置在空气进口通道和空气箱端口之间，使第一喷孔喷出的燃气与空气进行预混合后，再与中心空气管路端口处的火焰混合，通过控制燃气和空气的引入量，即可形成空气过量的一级燃烧。
[0016]进一步地，燃气管路上包裹有耐火材料，对其进行热防护，防止高温火焰烧毁燃气管路。
[0017]提供一种火焰分割式高速低氮燃烧器的燃烧方法，其包括以下步骤：
[0018]S1：打开进气口将空气引入至中心空气管路的端口处；
[0019]S2：打开中心燃气管路使燃气与空气在中心空气管路的端口处混合，并调节进气口的空气引入量，在中心空气管路的端口处形成空气过剩系数大于1的混合燃气；
[0020]S3：通过点火枪进行点火，使混合燃气在中心空气管路的端口处形成稳定火焰；
[0021]S4：打开空气进口通道和燃气进口通道，第一喷孔喷出的燃气与空气箱内的空气进行预混合后，再流至中心空气管路的端口处，与中心空气管路端口处的火焰混合，形成空气过量的一级燃烧；
[0022]S5：一级燃烧产生的高温烟气和过剩的空气通过收缩流道高速喷出，并与燃气管路上第二喷口喷出的燃气进行混合，形成第一次二级燃烧，并喷出呈圆柱状的稳定火焰；
[0023]S6：呈圆柱状的稳定火焰与燃气管路上第一喷口喷出的燃气进行混合，形成第二次二级燃烧，并形成尺寸更大的柱状火焰，并包裹第一次二级燃烧形成的稳定火焰，从而形成燃气过量的二级燃烧，并喷出温度均匀的稳定火焰。
[0024]本专利技术的有益效果为：本方案的燃烧器喷出的火焰可实现径向和周向上的分割与折叠，形成类似花瓣状的火焰，使火焰的温度分布更加均匀，同时折叠的火焰面可使烟气内回流，从而深度降低氮氧化物的生成；采用轴向燃气分级燃烧组织策略，且一级燃烧采用预混贫燃的方式，二级燃烧采用扩散富燃的方式，有助于降低了氮氧化物的生成。
附图说明
[0025]图1为火焰分割式高速低氮燃烧器的结构示意图。
[0026]图2为火焰分割式高速低氮燃烧器的剖视图。
[0027]图3为火焰分割式高速低氮燃烧器的端部视图。
[0028]其中，1、空气箱，2、中心空气管路，3、中心燃气管路，4、点火枪，5、燃气箱，6、第一喷孔，7、收缩流道，8、燃气管路，9、分割砖，10、分割板，11、第一喷口，12、第二喷口，13、第二喷孔，14、通孔，15、进气口，16、空气进口通道，17、燃气进口通道，18、环形支架。
具体实施方式
[0029]下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。
[0030]如图1至图3所示，本方案的火焰分割式高速低氮燃烧器包括空气箱1，空气箱1呈一端开口的圆柱状，空气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火焰分割式高速低氮燃烧器，其特征在于，包括空气箱(1)，所述空气箱(1)内设置有火焰产生装置，所述空气箱(1)上设置有燃气箱(5)，所述燃气箱(5)与空气箱(1)通过若干第一喷孔(6)连通，所述空气箱(1)的端口处设置有收缩流道(7)，所述收缩流道(7)外侧的四周均匀排布有若干燃气管路(8)，所述燃气管路(8)与燃气箱(5)连通，所述燃气管路(8)的前端设置有向收缩流道(7)倾斜的喷口，所述收缩流道(7)的外侧壁上间隙设置有若干分割砖(9)，所述分割砖(9)上设置有分割板(10)，若干所述分割板(10)分别设置在相邻两个喷口之间。2.根据权利要求1所述的火焰分割式高速低氮燃烧器，其特征在于，所述分割砖(9)呈弧形片状，且分割砖(9)的前端凸出收缩流道(7)的端口，所述分割板(10)分别设置在分割砖(9)外弧面的两侧，若干所述喷口包括周向上交替设置的若干第一喷口(11)和若干第二喷口(12)，若干所述第一喷口(11)分别设置在若干分割砖(9)的两块分割板(10)之间，若干所述第二喷口(12)分别设置在相邻两个分割砖(9)的两块分割板(10)之间。3.根据权利要求2所述的火焰分割式高速低氮燃烧器，其特征在于，所述第一喷口(11)向收缩流道(7)倾斜的角度小于第二喷口(12)向收缩流道(7)倾斜的角度。4.根据权利要求2所述的火焰分割式高速低氮燃烧器，其特征在于，设置有第二喷口(12)的所述燃气管道的内侧设置有第二喷孔(13)，所述收缩流道(7)的侧壁上设置有与若干第二喷孔(13)相配适的若干通孔(14)，所述第二喷孔(13)的喷射方向指向通孔(14)。5.根据权利要求1所述的火焰分割式高速低氮燃烧器，其特征在于，所述空气箱(1)呈圆柱状，所述燃气箱(5)套设在空气箱(1)的外侧壁上，若干所述第一喷孔(6)在空气箱(1)的周向上均匀分布。6.根据权利要求1所述的火焰分割式高速低氮燃烧器，其特征在于，所述火焰产生装置包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢玉明，郝兆龙，陈万东，
申请(专利权)人：北京瑞晨航宇能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：