一种烟气自吸式外循环燃气低氮燃烧器及锅炉系统技术方案

本实用新型专利技术公布了一种烟气自吸式外循环燃气低氮燃烧器及锅炉系统，中心稳燃盘同轴设置于燃烧器外壁喷口的中心，中心供气管设置于燃烧器外壁的轴心；燃烧器外壁燃烧端在中心供气管喷口的下风向开设有收缩风口；主燃气枪的喷口延伸至收缩风口处；引射气筒套设于燃烧器外壁燃烧端的外部，并与燃烧器外壁之间形成有环形的燃气通道，引射气筒的一端延伸至收缩风口处并位于主燃气枪的外围，另一端延伸至燃烧器外壁燃烧端的端部；烟气风环套设于燃烧器外壁进风端，并与燃烧器外壁之间形成有环形通道，烟气风环的一端开口并延伸至收缩风口处，另一端封闭并设有烟气进气口。本实用新型专利技术能够增强烟气再循环的效果，降低NOx的生成。降低NOx的生成。降低NOx的生成。

【技术实现步骤摘要】
一种烟气自吸式外循环燃气低氮燃烧器及锅炉系统


[0001]本技术属于燃气热水或蒸汽锅炉燃烧系统综合改造
，涉及一种烟气自吸式外循环燃气低氮燃烧器及锅炉系统。

技术介绍

[0002]燃气燃烧器主要分为预混式燃烧器及非预混式燃烧器，其中非预混式燃烧器均采用了旋流配风燃烧技术，以在火焰中心形成回流区域达到卷吸烟气及加强空气燃料混合的效果，该技术能够有效地减少燃烧中氮氧化物（NOx）的生成量。
[0003]近年来，随着最新的《大气污染物排放标准》(GB13223
‑
2011)及各地方“标准”的实施，电站和工业锅炉的NOx排放限额已经达到了30mg/m3(标态，参考氧量3%)的历史最严格指标，传统的燃烧器随着“治污减霾”工作的开展面临全面替代。但是在更换燃烧器的过程中，不可避免地出现了新燃烧器火焰形状（长度、直径）与原有锅炉不匹配的问题，造成燃烧不稳定及炉膛喘震，严重时甚至无法形成火焰。现有部分产品针对上述问题配置了可沿燃烧器轴向前后拉动的外风筒，部分配置了沿轴向前后拉动的旋流布风盘，两类产品均由于燃料喷口距离助燃风出口距离的限制而调节量极有限，并且会因供风过早或过晚导致燃烧不稳定、NOx与一氧化碳（CO）生成量增加。此外，大型燃气锅炉根据容量不同通常有单台炉配置两台及以上燃烧器的情况，在此类锅炉内调整燃烧器火焰形状的必要性不仅体现在上述问题中，更重要的是通过调整火焰旋转方向来消除炉内残余旋转保证受热面负荷均匀，而通过轴向调整风筒或旋流盘的位置均无法实现此目的。
[0004]非预混燃烧的低氮燃烧技术主要是分级燃烧，通过偏离燃烧反应的化学当量比达到降低燃烧强度和燃烧温度，从而低NOx的生成量。分级燃烧分燃料分级和空气分级，具体实施方式各燃烧器大同小异，但殊途同归。有的会存在一些问题。预混燃烧是降低燃烧强度和温度的有效手段，但预混燃烧容易爆炸，因此10t/h以上容量的燃气锅炉禁止使用。
[0005]燃烧器的负荷调节范围称调节比，因为燃气燃烧器一般为单只或两只，很少通过燃烧器的投入或退出来调整负荷或出力。因此燃烧器高低负荷均通过自身的通流来实现。燃烧器的设计按额定负荷进行，因此低负荷工况严重偏离设计参数，造成低负荷燃气速度、助燃风速偏差很大，对燃气的燃尽和降低NOx很不利。因此风速可调、燃气速度可调、能够实现局部预混燃烧，无疑对于燃烧器的稳定燃烧和降低NOx是有利的。
[0006]烟气内循环燃烧是将燃烧器深入炉膛内部，燃烧器出口旋转气流使烟气有回流的可能，在炉膛内部的燃气部分局部形成高速射流，或风口局部收缩形成高速，卷吸部分烟气回流到燃气枪根部或燃烧器内部，形成烟气再循环的效果，达到降低NOx的目的。因为炉内整体为正压，旋转射流或局部高速区对烟气在炉膛内的流动影响很小，因此烟气内循环效果不明显。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种烟气自吸式外循环
燃气低氮燃烧器及锅炉系统，本技术能够增强烟气再循环的效果。
[0008]本技术采用的技术方案如下：
[0009]一种烟气自吸式外循环燃气低氮燃烧器，包括主燃气枪、引射气筒、燃烧器外壁、中心稳燃盘、中心供气管和烟气风环，中心稳燃盘同轴设置于燃烧器外壁喷口的中心，中心供气管设置于燃烧器外壁的轴心且位于中心稳燃盘的上风向，中心供气管的喷口与中心稳燃盘正对；燃烧器外壁燃烧端在中心供气管喷口的下风向开设有收缩风口，燃烧器外壁在收缩风口处内腔和外部相连通；若干主燃气枪在燃烧器外壁的外周均匀分，主燃气枪的喷口延伸至所述收缩风口处；引射气筒套设于燃烧器外壁燃烧端的外部，引射气筒与燃烧器外壁之间形成有环形的燃气通道，引射气筒的一端延伸至所述收缩风口处并位于主燃气枪的外围，引射气筒的另一端延伸至燃烧器外壁燃烧端的端部；烟气风环套设于燃烧器外壁进风端，烟气风环与燃烧器外壁之间形成有环形通道，烟气风环的一端开口，该端延伸至所述收缩风口处；烟气风环的另一端封闭，烟气风环的该端设有烟气进气口。
[0010]优选的，主燃气枪紧贴燃烧器外壁，主燃气枪位于所述环形通道内。
[0011]优选的，烟气风环的直径大于引射气筒的直径。
[0012]优选的，烟气风环的端部与收缩风口上风向的边缘平齐。
[0013]优选的，主燃气枪喷口与收缩风口下风向的边缘平齐。
[0014]优选的，引射气筒延伸至中心供气管喷口的下风向一侧并与燃烧器外壁端面平齐。
[0015]优选的，燃烧器外壁在收缩风口处的收缩部为圆台形。
[0016]优选的，中心供气管连接的燃气环形集箱设置于燃烧器外壁进风端，烟气风环的封闭端位于燃气环形集箱的外围。
[0017]本技术还提供了一种锅炉系统，包括锅炉炉膛、燃气燃烧器和烟气节能器，燃气燃烧器采用本技术如上所述的烟气自吸式外循环燃气低氮燃烧器，燃气燃烧器前墙布置于锅炉炉膛上，燃气燃烧器的烟气进气口通过烟气抽吸通道与锅炉炉膛烟气二行程末端与烟气节能器之间的烟道连通。
[0018]优选的，烟气节能器为锅炉节能器或省煤器。
[0019]本技术具有以下有益效果：
[0020]本技术所述的烟气自吸式外循环燃气低氮燃烧器实现方案在具体操作时无需人工干预，锅炉二行程末端烟气与燃烧器燃气喷口之间自动建立“平衡通风”条件，局部高风速和高速燃气喷口射流对炉内烟气和烟气风箱烟气的抽吸，使烟气再循环量自动增大，起到降低NOx生成的效果。本方案不需要再循环风机，可以达到较烟气内循环更明显的降低NOx生成量的效果。
附图说明
[0021]图1为本技术烟气自吸式外循环燃气低氮燃烧器的主视结构示意图；
[0022]图2为本技术锅炉系统的结构示意图。
[0023]其中，1为主燃气枪、2为引射气筒、3为燃烧器外壁、4为收缩风口、5为中心稳燃盘、6为中心供气管、7为烟气风环、7
‑
1为环形通道、8为烟气进气口、9为燃气环形集箱、10为燃气燃烧器、11为锅炉炉膛、12为烟气节能器、13为尾部烟道、13
‑
1为烟囱、14为烟气抽吸通
道。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和实施例对本技术做进一步详细描述：
[0025]如图1所示，本技术烟气自吸式外循环燃气低氮燃烧器，包括主燃气枪1、引射气筒2、燃烧器外壁3、中心稳燃盘5、中心供气管6和烟气风环7，中心稳燃盘5同轴设置于燃烧器外壁3喷口的中心，中心供气管6设置于燃烧器外壁3的轴心且位于中心稳燃盘5的上风向，中心供气管6的喷口与中心稳燃盘5正对；燃烧器外壁3燃烧端在中心供气管6喷口的下风向开设有收缩风口4，燃烧器外壁3在收缩风口4处内腔和外部相连通；若干主燃气枪1在燃烧器外壁3的外周均匀分，主燃气枪1的喷口延伸至所述收缩风口4处；引射气筒2套设于燃烧器外壁3燃烧端的外部，引射气筒2与燃烧器外壁3之间形成有环形的燃气通道，引射气筒2的一端延伸至所述收缩风口4处并位于主燃气枪1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟气自吸式外循环燃气低氮燃烧器，其特征在于，包括主燃气枪（1）、引射气筒（2）、燃烧器外壁（3）、中心稳燃盘（5）、中心供气管（6）和烟气风环（7），中心稳燃盘（5）同轴设置于燃烧器外壁（3）喷口的中心，中心供气管（6）设置于燃烧器外壁（3）的轴心且位于中心稳燃盘（5）的上风向，中心供气管（6）的喷口与中心稳燃盘（5）正对；燃烧器外壁（3）燃烧端在中心供气管（6）喷口的下风向开设有收缩风口（4），燃烧器外壁（3）在收缩风口（4）处内腔和外部相连通；若干主燃气枪（1）在燃烧器外壁（3）的外周均匀分，主燃气枪（1）的喷口延伸至所述收缩风口（4）处；引射气筒（2）套设于燃烧器外壁（3）燃烧端的外部，引射气筒（2）与燃烧器外壁（3）之间形成有环形的燃气通道，引射气筒（2）的一端延伸至所述收缩风口（4）处并位于主燃气枪（1）的外围，引射气筒（2）的另一端延伸至燃烧器外壁（3）燃烧端的端部；烟气风环（7）套设于燃烧器外壁（3）进风端，烟气风环（7）与燃烧器外壁（3）之间形成有环形通道（7
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1），烟气风环（7）的一端开口，该端延伸至所述收缩风口（4）处；烟气风环（7）的另一端封闭，烟气风环（7）的该端设有烟气进气口（8）。2.根据权利要求1所述的一种烟气自吸式外循环燃气低氮燃烧器，其特征在于，主燃气枪（1）紧贴燃烧器外壁（3），主燃气枪（1）位于所述环形通道（7
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1）内。3.根据权利要求1所述的一种烟气自吸式外循环...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛宁，张知翔，李亮辉，韩键平，温寒健，杜南京，姬海民，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：