本发明专利技术涉及燃烧器技术领域，公开了一种低氧稀释燃烧的掺氢低氮燃烧器，包括混合气环腔和燃烧头外罩，燃烧头外罩远离混合气环腔的一端，设置有外稳焰盘和中心稳焰盘；混合气环腔外侧连接有主燃气进气管；主燃气进气管外侧同轴设置有氢气环腔，主燃气进气管内侧设置有多根混合管，氢气环腔的外侧设置有氢气进气管；混合气环腔靠近燃烧头外罩的一侧设置有多根混合气二次管；混合气环腔和燃烧头外罩内侧还设置有混合气中心管，混合气中心管的一端设置有多根中心混合气一次喷管；且外侧均匀分布有多根中心混合气二次喷管；混合气中心管的外侧设置有空气加速段、空气整流段和多孔钝体。本发明专利技术加强了低氧效果、避免局部高温、降低热力型及快速型NOx生成。型及快速型NOx生成。型及快速型NOx生成。
【技术实现步骤摘要】
一种低氧稀释燃烧的掺氢低氮燃烧器
[0001]本专利技术属于燃烧器
，具体涉及一种低氧稀释燃烧的掺氢低氮燃烧器。
技术介绍
[0002]在传统的煤炭、石油、天然气等化石燃料给人类带来环境污染、温室效应等诸多问题的当今，氢能作为洁净的可再生能源有着特别重要的现实意义。
[0003]氢气燃烧与其他燃料比较有以下特点，理论燃烧温度高(约为2050℃)、爆炸极限宽广(4％
‑
75.6％)、燃烧速度快(约为甲烷燃烧速度的10倍)、清洁可再生、无碳排放，燃料中掺加掺氢气，有利于改善着火条件，降低碳排放，现在已有的燃烧器不能针对性的满足掺氢燃烧要求。因此需要针对掺氢后的可燃混合气特点研发一种燃烧器，合理组织燃烧，降低NOx排放。
[0004]如何在管路系统符合可燃气输运规范的前提下，设计一种既控制化学反应速率、控制NOx生成，同时又保证掺氢燃料的充分燃烧的燃烧器是摆在科技技术人员面前需要解决的问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是：旨在提供一种低氧稀释燃烧的掺氢低氮燃烧器，用来解决现有技术中掺氢燃烧器燃烧温度高，NOx排放高，易回火等问题。
[0006]为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种低氧稀释燃烧的掺氢低氮燃烧器，包括混合气环腔和燃烧头外罩，所述混合气环腔和燃烧头外罩同轴设置：
[0008]所述燃烧头外罩远离混合气环腔的一端，由外向内依次设置有外稳焰盘和中心稳焰盘；所述外稳焰盘和中心稳焰盘之间设置有中心护火筒；所述混合气环腔外侧连接有主燃气进气管；所述主燃气进气管外侧同轴设置有氢气环腔，所述主燃气进气管内侧设置有多根连通氢气环腔的混合管，所述氢气环腔的外侧设置有氢气进气管；所述混合气环腔靠近燃烧头外罩的一侧设置有多根混合气二次管；多根混合气二次管的一端与混合气环腔连通，另一端设置有多个混合气孔；所述混合气环腔和燃烧头外罩内侧还设置有混合气中心管，所述混合气中心管的一端与混合气环腔连通，所述混合气中心管的另一端设置有多根中心混合气一次喷管；所述混合气中心管的外侧均匀分布有多根中心混合气二次喷管；所述中心混合气一次喷管和中心混合气二次喷管的一端与混合气中心管连通，另一端贯通中心稳焰盘；所述混合气中心管的外侧自混合气环腔向燃烧头外罩方向，依次设置有空气加速段、空气整流段和多孔钝体。
[0009]进一步，所述空气加速段为收缩状的圆筒；所述空气加速段靠近混合气环腔一端的孔径大于远离混合气环腔一端的孔径；所述空气整流段为两端孔径大小一致的圆筒；所述多孔钝体为扩大状的圆筒，所述多孔钝体靠近混合气环腔一端的孔径小于远离混合气环腔一端的孔径，所述多孔钝体表面均匀设置有多个贯穿孔。
[0010]进一步，所述混合管之间平行设置，所述混合管的两端分别与混合气环腔的内壁连通；所述混合管的表面均匀设置有多个氢气孔。
[0011]进一步，所述混合气二次管靠近外稳焰盘的一端密封，所述混合气孔均匀分布在混合气二次管外侧靠近外稳焰盘的位置。
[0012]进一步，所述所述外稳焰盘的直径大于燃烧头外罩的孔径。
[0013]进一步，所述中心稳焰盘为多孔和槽孔复合结构。
[0014]进一步，所述中心护火筒的外侧设置有多个整流板；所述整流板为钢材整流板。
[0015]进一步，所述中心混合气一次喷管数量为8
‑
12根；中心混合气二次喷管数量为8
‑
12根。
[0016]进一步，所述空气整流段中空气流动速度为50
‑
80m/s。
[0017]进一步，所述中心稳焰盘和外稳焰盘的槽口角度为0
‑
45
°
。
[0018]采用上述技术方案的专利技术，具有如下优点：
[0019](1)、加强了低氧效果，炉膛内部烟气循环率Kv(内部烟气质量流量/助燃空气质量流量)可达到0.3
‑
0.45。空气氧含量可降低至15.6％，可有效控制化学反应进程、炉膛内部温度场分布及热力型NOx的生成；
[0020](2)、通过多孔钝体调整燃烧器内部流场，满足中心火焰空气过剩系数1.3，总空气过剩系数1.1；
[0021](3)、通过中心混合气一次喷管、中心混合气二次喷管、中心稳焰盘将中心火焰进一步分割，形成微小火焰，化学反应在设计当量比条件下迅速完成，降低火焰温度。
[0022](4)、通过混合气二次管、外稳焰盘，形成微预混小火焰燃烧，抑制反应当量比偏离设计值，避免局部高温，降低热力型及快速型NOx生成。
[0023](5)、通过外稳焰盘与燃烧头外罩之间的结构，火焰结构在径向有一定的拉升，提高燃烧器端换热效率，提高能效。
附图说明
[0024]本专利技术可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；
[0025]图1为本专利技术一种低氧稀释燃烧的掺氢低氮燃烧器的正视图；
[0026]图2为本专利技术一种低氧稀释燃烧的掺氢低氮燃烧器的立体结构图；
[0027]图3为本专利技术一种低氧稀释燃烧的掺氢低氮燃烧器中中心护火筒局部结构图；
[0028]图4为本专利技术一种低氧稀释燃烧的掺氢低氮燃烧器中主燃气进气管局部结构图；
[0029]图5为本专利技术一种低氧稀释燃烧的掺氢低氮燃烧器中空气加速段、空气整流段和多孔钝体的局部结构图。
[0030]主要元件符号说明如下：
[0031]主燃气进气管1；氢气进气管2；氢气环腔3；混合管4；混合气环腔5；空气通道6；混合气中心管7；空气加速段8；空气整流段9；多孔钝体10；混合气二次管11；燃烧头外罩12；外稳焰盘13；中心护火筒14；中心混合气一次喷管15；中心稳焰盘16；中心混合气二次喷管17；整流板18。
具体实施方式
[0032]以下将结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明，需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号，附图中未绘示或描述的实现方式，为所属
中普通技术人员所知的形式。另外，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“前”、“后”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本专利技术的保护范围。
[0033]如图1
‑
5所示，一种低氧稀释燃烧的掺氢低氮燃烧器，包括混合气环腔5和燃烧头外罩12，混合气环腔5和燃烧头外罩12为分离同轴安装，混合气环腔5最大孔径与燃烧头外罩12的孔径一致，同时，混合气环腔5和燃烧头外罩12之间的存在空隙，空隙附近产生较大负压；炉膛内部烟气在负压的作用下由混合气环腔5和燃烧头外罩12之间的空隙被吸入燃烧器内部，与助燃空气混合；混合气环腔5内壁之间形成空气通道6，供空气流通；
[0034]燃烧头外罩12远离混合气环腔5的一端，由外向内依次设置有外稳焰盘13和中心稳焰盘16；外稳焰盘13和中心稳焰盘16处于同一水平面，彼此相邻；外稳焰盘13和中心稳焰盘16将中心火焰进一步分割，形成微小本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低氧稀释燃烧的掺氢低氮燃烧器，包括混合气环腔(5)和燃烧头外罩(12)，所述混合气环腔(5)和燃烧头外罩(12)同轴设置，其特征在于：所述燃烧头外罩(12)远离混合气环腔(5)的一端，由外向内依次设置有外稳焰盘(13)和中心稳焰盘(16)；所述外稳焰盘(13)和中心稳焰盘(16)之间设置有中心护火筒(14)；所述混合气环腔(5)外侧连接有主燃气进气管(1)；所述主燃气进气管(1)外侧同轴设置有氢气环腔(3)，所述主燃气进气管(1)内侧设置有多根连通氢气环腔(3)的混合管(4)，所述氢气环腔(3)的外侧设置有氢气进气管(2)；所述混合气环腔(5)靠近燃烧头外罩(12)的一侧设置有多根混合气二次管(11)；多根混合气二次管(11)的一端与混合气环腔(5)连通，另一端设置有多个混合气孔；所述混合气环腔(5)和燃烧头外罩(12)内侧还设置有混合气中心管(7)，所述混合气中心管(7)的一端与混合气环腔(5)连通，所述混合气中心管(7)的另一端设置有多根中心混合气一次喷管(15)；所述混合气中心管(7)的外侧均匀分布有多根中心混合气二次喷管(17)；所述中心混合气一次喷管(15)和中心混合气二次喷管(17)的一端与混合气中心管(7)连通，另一端贯通中心稳焰盘(16)；所述混合气中心管(7)的外侧自混合气环腔(5)向燃烧头外罩(12)方向，依次设置有空气加速段(8)、空气整流段(9)和多孔钝体(10)。2.根据权利要求1所述的一种低氧稀释燃烧的掺氢低氮燃烧器，其特征在于：所述空气加速段(8)为收缩状的圆筒；所述空气加速段(8)靠近混合气环腔(5)一端的孔径大于远离混合气环腔(5)一端的孔径；所述空气整流段(9)为两端孔径大小一致的圆筒；所述多孔钝体(10)为扩大状的圆筒，所述多孔钝体(10)...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘永才，王国良，张龙，王绥德，黄世峰，高鲁斌，武晓锋，
申请(专利权)人：深圳市佳运通电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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