天然气非预混掺氢超低N0x同轴燃烧器制造技术

本发明专利技术公开了天然气非预混掺氢超低N0x同轴燃烧器，包括：燃烧器外喉口、预混腔、天然气圆筒、天然气管道、空气管道、中心氢管、旋流器。通过所述中心氢管输送氢气，采用了非预混的方式，由于氢气不用与空气、天然气进行预混，从而大量提高了掺氢比例，使得产氢比例最高可接近100%；天然气、空气在所述预混腔中贫燃预混，所述中心氢管提供值班火焰，所述旋流器和所述中心氢管之间的距离设置具有稳定火焰和抑制回火风险的效果；未使用烟气外循环，且在不同负荷内均可稳定在NOx≤30mg/Nm3的排放。的排放。的排放。

【技术实现步骤摘要】
天然气非预混掺氢超低N0x同轴燃烧器


[0001]本专利技术涉及工业燃气燃烧器燃烧
，特别涉及天然气非预混掺氢超低N0x同轴燃烧器。

技术介绍

[0002]天然气对煤基能源的替代日益加快，用于供热或发电的碳排放强度仅为燃煤的57%，预计到2030年天然气在我国一次能源消费占比可增至15%。然而天然气仍存在自身的碳排放，且我国对外依存度高。因而，随着我国风光能源制氢的成本逐年降低，采用氢等零碳燃料逐步替代天然气，是进一步深化发展的重大需求。
[0003]天然气掺氢燃烧利用的方式主要两种，一是管道掺氢，近年来发展迅速，但受限于管道材料氢脆、泄漏等安全问题，掺氢比例低于20%，实际应用多低于10%。随着大比例、非预混掺氢的应用需求日益增加，我国目前急需在非预混掺氢燃烧技术上取得突破。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种天然气非预混掺氢超低N0x同轴燃烧器，能够解决管道掺氢的掺氢比例较低的问题。
[0005]本申请中，提供一种天然气非预混掺氢超低N0x同轴燃烧器，包括燃烧器外喉口，包括：预混腔，所述预混腔一端固定连接于所述燃烧器外喉口；天然气圆筒，所述天然气圆筒固设在所述预混腔的外壁上；所述预混腔外壁上设置有若干个天然气进气孔，位于所述天然气圆筒处；天然气管道，所述天然气管道一端固定连接于所述天然气圆筒，与所述天然气圆筒内部相连通；空气管道，所述空气管道一端固定连接于所述预混腔，与所述预混腔内部相连通；中心氢管，所述中心氢管位于所述预混腔内部，所述中心氢管其中一端与所述燃烧器外喉口之间的距离为10mm，另外一端从所述预混腔的上游端伸出所述预混腔；旋流器，所述旋流器包括若干个叶片，若干个所述叶片按圆周阵列倾斜地设置在所述中心氢管的外壁上，所述中心氢管通过若干个所述叶片固定连接于所述预混腔的内壁。
[0006]一种实施方式中，所述天然气圆筒固设在所述预混腔的上游，所述天然气圆筒与所述燃烧器外喉口之间的距离≥385mm；所述空气管道也固设在所述预混腔的上游。
[0007]一种实施方式中，在前后方向上，所述空气管道位于所述天然气管道后方。
[0008]一种实施方式中，所述旋流器与所述燃烧器外喉口之间的距离为20mm。
[0009]一种实施方式中，所述叶片有12个，12个所述叶片等距设置在所述中心氢管的外壁上，每个所述叶片的倾斜角度均为45
°
。
[0010]一种实施方式中，所述天然气进气孔有4个，4个所述天然气进气孔在前后方向上的位置一致，4个所述天然气进气孔按圆周阵列等间距地设置在所述预混管上。
[0011]综上所述，本申请中，天然气非预混掺氢超低N0x同轴燃烧器，相较于现有技术，具有以下有益效果：通过所述中心氢管输送氢气，采用了非预混的方式，由于氢气不用与空气、天然气
进行预混，从而大量提高了掺氢比例，使得产氢比例最高可接近100%；天然气、空气在所述预混腔中贫燃预混，所述中心氢管提供值班火焰，所述旋流器和所述中心氢管之间的距离设置具有稳定火焰和抑制回火风险的效果；未使用烟气外循环，且在不同负荷内均可稳定在NOx≤30mg/Nm3的排放。
附图说明
[0012]为了更好清楚地说明本申请实施例或
技术介绍
中的技术方案，下面将对本申请实施例或
技术介绍
中所需使用的附图进行说明。
[0013]图1为天然气非预混掺氢超低N0x同轴燃烧器的整体结构视图；图2为天然气非预混掺氢超低N0x同轴燃烧器的正视图；图3为图2中沿A
‑
A的剖视图；图4为图3中B区域的放大视图；图5为图4中C区域的放大视图；图6为图4中D区域的放大视图;图7为模拟等轴测图；图8为燃料组分云图一；图9为燃料组分云图二；图10为温度云图；图11为流场图。
[0014]图中，1、燃烧器外喉口；2、预混腔；3、天然气进气孔；4、天然气圆筒；5、空气管道；6、旋流器；7、叶片；8、中心氢管；9、天然气管道。
实施方式
[0015]以下结合说明附图，对本专利技术的具体实施方式作出进一步说明；以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。且所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0016]除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0017]天然气非预混掺氢超低N0x同轴燃烧器，包括：燃烧器外喉口1、预混腔2、天然气圆筒4、天然气管道9、空气管道5、中心氢管8、旋流器6。
[0018]请参阅图1，所述燃烧器外喉口1为现有技术，在此不做过多介绍。
[0019]请参阅图1，本专利技术中，将所述预混管中上游指向下游的方向定为前，下游指向上游的方向定为后。
[0020]请参阅图1，所述预混腔2的流体出口端固定连接于所述燃烧器外喉口1，所述预混腔2为中空的管道状，所述预混腔2的另一端封口，所述预混腔2与所述燃烧器外喉口1的内
部相连通。所述预混腔2用于实现天然气与空气的预混。
[0021]请参阅图2、图3、图4、图5，所述天然气圆筒4固设在所述预混腔2的外壁上，所述天然气圆筒4为中空的圆筒状。所述预混腔2外壁上设置有若干个天然气进气孔3，所述天然气进气孔3为贯穿孔，位于所述天然气圆筒4处。天然气通过所述天然气进气孔3从所述天然气圆筒4中进入所述预混腔2中。一种实施方式中，所述天然气进气孔3有4个，4个所述天然气进气孔3在前后方向上的位置一致，4个所述天然气进气孔3按圆周阵列等间距地设置在所述预混管上。这样设置，天然气能够较为均匀地从所述天然气圆筒4中进入到所述预混腔2中，有利于天然气与空气的预混。一种实施方式中，所述天然气进气孔3的直径为4mm，此为常规设置。
[0022]请参阅图5，所述天然气管道9一端固定连接于所述天然气圆筒4，与所述天然气圆筒4内部相连通，用于向所述天然气圆筒4内输送天然气流体。
[0023]请参阅图5，所述空气管道5一端固定连接于所述预混腔2，与所述预混腔2内部相连通，用于向所述预混腔2内输送空气。
[0024]请参阅图5，一种实施方式中，所述天然气圆筒4固设在所述预混腔2的上游，即所述预混腔2上距离所述燃烧器外喉口1较远的一侧，所述天然气圆筒4与所述燃烧器外喉口1之间的距离≥385mm；所述空气管道5也固设在所述预混腔2的上游。这样设置，为了给空气与天然气留出充分的预混长度，使其混合更加均匀。优选地，所述天然气圆筒4与所述燃烧器外喉口1之间的距离等于385mm，这样设置，既能够达到使空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.天然气非预混掺氢超低N0x同轴燃烧器，包括燃烧器外喉口（1），其特征在于，包括：预混腔（2），所述预混腔（2）一端固定连接于所述燃烧器外喉口（1）；天然气圆筒（4），所述天然气圆筒（4）固设在所述预混腔（2）的外壁上；所述预混腔（2）外壁上设置有若干个天然气进气孔（3），位于所述天然气圆筒（4）处；天然气管道（9），所述天然气管道（9）一端固定连接于所述天然气圆筒（4），与所述天然气圆筒（4）内部相连通；空气管道（5），所述空气管道（5）一端固定连接于所述预混腔（2），与所述预混腔（2）内部相连通；中心氢管（8），所述中心氢管（8）位于所述预混腔（2）内部，所述中心氢管（8）其中一端与所述燃烧器外喉口（1）之间的距离为10mm，另外一端从所述预混腔（2）的上游端伸出所述预混腔（2）；旋流器（6），所述旋流器（6）包括若干个叶片（7），若干个所述叶片（7）按圆周阵列倾斜地设置在所述中心氢管（8）的外壁上，所述中心氢管（8）通过若干个所述叶片（7）固定连接于所述预混腔（2）的内壁。2.根据权利要求1所述的天然气非预混掺...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋少鹏，高峰，徐永胜，朱俊军，朱鹏鹏，
申请(专利权)人：嘉兴节度科技有限公司，
类型：发明
国别省市：