一种低NO制造技术

本发明专利技术公开了一种低NO

【技术实现步骤摘要】
一种低NO
X
排放型燃气炉系统及方法


[0001]本专利技术涉及能源与动力
，尤其涉及一种低NO
X
排放型燃气炉系统及方法。

技术介绍

[0002]天然气锅炉燃烧性能好，具有清洁高效的特点，在工业企业生产过程中得到广泛的应用。
[0003]天然气锅炉排放烟气不存在SO
X
、颗粒物等污染物污染，主要排放的污染物为燃烧过程中产生的NO
X
。
[0004]天然气锅炉排放烟气中NO
X
的产生途径主要包括快速型NO
X
、热力型NO
X
和燃料型NO
X
三类：(1)快速型NO
X
是指由于碳氢燃料高温热分解产生的CH自由基和空气中的N2反应生成HCN和N，之后它们进一步与O2作用以极快的反应速度生成NO，整个反应过程只需约60ms，故称快速型或瞬时反应型NO
X
。其占总的NO
X
生成量的比例是很小的。(2)热力型NO
X
是指空气中的O2和N2经火焰加热到一定温度而生成的。热力型NO
X
形成的主要控制因素是温度、含氧量及反应物在高温区停留的时间。热力型NO
X
是燃气燃烧后NO
X
生成量的主要组成部分。(3)燃料型NO
X
是存在于燃料中的N在燃烧过程中被氧化所形成的。由于燃气中含N的化合物含量很低，所以燃料型NO
X
>不是NO
X
减排的重点。
[0005]通常热力型NO
X
的生成速率随温度的升高呈指数型增加。一般情况下，在温度1500℃以下时，热力型NO
X
的生成量少，但之后温度每增大100℃，热力型NO
X
反应速度将增大6～7倍，因此，在保证燃烧稳定的前提下，降低燃烧温度是降低热力型NO
X
生成量最有效的办法。
[0006]公开号为CN112555828A的中国专利文献公开了一种炉膛及燃烧器冷却型表面冷焰预混燃气锅炉，包括炉膛，位于炉膛的入口处安装有水冷燃烧器，炉膛的出口连接回燃室，所述炉膛内沿周向均匀布置有U型水冷构件，所述U型水冷构件的入口沿周向均匀连接于环形管道，U型水冷构件出水口与水冷燃烧器出水口均连接于锅炉水箱。该专利技术采用水冷燃烧器降低火焰根部燃烧温度，减少火焰根部热力型NOx的生成。
[0007]公开号为CN103939903A的中国专利文献公开了一种高效逆叉流自身预热低NOx燃烧装置，包括燃气芯管以及设置在燃气芯管前端的燃烧室，燃气芯管的燃气喷头位于燃烧室内，燃烧室的外侧还套装有空气出口气室；燃气芯管外套设有用于向燃烧室内输送助燃空气的空气内套筒，空气内套筒外套设有环形的烟气通道，烟气通道内沿轴向等间距布置有若干用于增加换热面积的异型管。该专利技术在空气出口气室上开设若干二次风孔，二次风与燃烧后的混合物都是高速喷入炉膛，可诱导大量烟气回流，降低燃料与O2浓度，降低火焰温度和减少热力型NOx形成。

技术实现思路

[0008]针对燃气锅炉炉膛内燃烧火焰集中，燃烧区域温度过高，热力型NO
X
生成量大的技术难题，本专利技术提供了一种低NO
X
排放型燃气炉系统，可有效降低热力型NO
X
生成量。
[0009]本专利技术的技术方案如下：
[0010]一种低NO
X
排放型燃气炉系统，包括燃烧器、风机、空气节流阀、烟气节流阀、混风节流阀、空气管路、燃气管路、烟气回流管路和排烟管路；
[0011]燃烧器包括燃烧室、设置于燃烧室内的分级燃烧头、设置于分级燃烧头内部的燃气芯管和设置于分级燃烧头内部的配风管；
[0012]燃烧室由内至外依次设置波纹内胆、排气罩和壳体；所述波纹内胆壁面呈波纹结构，一端与分级燃烧头底部密封连接，另一端开口；所述排气罩为筒状，一端开口，另一端为球形底，球形底罩设在波纹内胆的开口端；所述壳体后端与分级燃烧头底部密封连接，前端设有与排烟管路连通的排烟口；燃烧室、波纹内胆内、外壁，排气罩内、外壁以及壳体内壁形成三级迂回的烟气排放通道；
[0013]分级燃烧头包括多级间隔设置的环形配风口和环形火焰口；环形配风口与配风管出口端连通，环形火焰口与燃气芯管出口端连通；
[0014]配风管进口端与风机出口通过风管连通，与燃气芯管进口端连通的燃气管路设置于风机出口与配风管进口连通的风管内；
[0015]风机进口风管与空气管路连通，风机进口风管与排烟管路之间还连通有烟气回流管路；
[0016]空气节流阀设置在空气管路上，烟气节流阀设置在烟气回流管路上，混风节流阀设置在风机进口风管上。
[0017]风机在风机进口风管内形成负压，驱动环境空气进入空气管路经空气节流阀流向风机进口，排烟管路内的部分烟气在风机进口风口负压驱动下由烟气回流管路经烟气节流阀流向风机进口风管内，空气和回流烟气混合后经混风节流阀进入风机，并经风机出口风管送至分级燃烧头内的各级环形配风口。
[0018]通过调整空气节流阀、烟气节流阀和混风节流阀的开度，可控制回流烟气的占比，从而调节进入分级燃烧头空气的氧含量。本专利技术的系统通过对排放烟气的外循环降低燃烧器进气氧含量、增加助燃空气流速、降低空气停留时间和反应温度，从而降低燃气锅炉内热力型NO
X
的生成。优选的，分级燃烧头由外沿向轴心方向，多级环形配风口和环形火焰口逐级向燃烧室方向延伸抬高。
[0019]分级燃烧头为圆柱形台阶结构，分级燃烧头内多级环形配风口和环形火焰口由圆柱外沿向轴心方向逐级向燃烧区延伸抬高，从而在燃烧室内实现分级分区燃烧，形成多级火焰区。
[0020]优选的，所述的分级燃烧头内，环形配风口和环形火焰口的级数均为3级。
[0021]优选的，每级环形配风口内设有环形进气叶轮；环形进气叶轮包括若干周向均匀分布的倾斜导流叶片。
[0022]进一步优选的，导流叶片的倾斜角度为30
‑
75
°
。
[0023]优选的，每级环形火焰口内设有若干周向均匀分布的火焰混合头；所述的火焰混合头包括固定件和燃气喷嘴，所述燃气喷嘴通过燃气芯管与燃气管路连通。
[0024]安装于分级燃烧头内侧两级火焰口的火焰混合头深入燃烧器中心，用于提供燃烧器初级火焰；安装于分级燃烧头外沿一级火焰口的火焰混合头靠近燃烧器进气口，用于提供燃烧器次级火焰。
[0025]本专利技术提供的系统通过对环形配风口和环形火焰口的分层优化设计，在燃烧器内
的助燃空气和天然气实现分级错层燃烧，提高燃烧器内燃烧火焰及温度场的均匀性，有效避免因燃烧器内火焰过于集中，局部火焰温度过高进而造成热力型NO
X
的快速生成；此外，在多级环形配风口和环形火焰口气流速度差的作用下，火焰混合头出口燃气高速喷射时，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低NO
X
排放型燃气炉系统，其特征在于，包括燃烧器、风机、空气节流阀、烟气节流阀、混风节流阀、空气管路、燃气管路、烟气回流管路和排烟管路；燃烧器包括燃烧室、设置于燃烧室内的分级燃烧头、设置于分级燃烧头内部的燃气芯管和设置于分级燃烧头内部的配风管；燃烧室由内至外依次设置波纹内胆、排气罩和壳体；所述波纹内胆壁面呈波纹结构，一端与分级燃烧头底部密封连接，另一端开口；所述排气罩为筒状，一端开口，另一端为球形底，球形底罩设在波纹内胆的开口端；所述壳体后端与分级燃烧头底部密封连接，前端设有与排烟管路连通的排烟口；燃烧室、波纹内胆内、外壁，排气罩内、外壁以及壳体内壁形成三级迂回的烟气排放通道；分级燃烧头包括多级间隔设置的环形配风口和环形火焰口；环形配风口与配风管出口端连通，环形火焰口与燃气芯管出口端连通；配风管进口端与风机出口通过风管连通，与燃气芯管进口端连通的燃气管路设置于风机出口与配风管进口连通的风管内；风机进口风管与空气管路连通，风机进口风管与排烟管路之间还连通有烟气回流管路；空气节流阀设置在空气管路上，烟气节流阀设置在烟气回流管路上，混风节流阀设置在风机进口风管上。2.根据权利要求1所述的低NO
X
排放型燃气炉系统，其特征在于，分级燃烧头由外沿向轴心方向，多级环形配风口和环形火焰口逐级向燃烧室方向延伸抬高。3.根据权利要求1所述的低NO
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排放型燃气炉系统，其特征在于，所述的分级燃烧头内，环形配风口和环形火焰口的级数均为3级。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：管晶晶，周杨，杨锋，
申请(专利权)人：浙江墨创环保科技工程有限公司，
类型：发明
国别省市：