本实用新型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纯氢低氮燃烧器，该包括氢气环腔和燃烧头外罩，氢气环腔外侧连接有氢气进气管；内侧设置有氢气中心通道；氢气中心通道的一端与氢气环腔的内侧连通；另一端设置有中心火焰喷头；中心火焰喷头的外围设置有稳焰盘；还环绕设置有多根中心氢气喷管；中心氢气喷管的喷口为线状矩形喷口；氢气环腔靠近燃烧头外罩的一侧设置有多根二次氢气进气管；稳焰盘和二次氢气进气管之间设置有中心火焰护火筒；氢气中心通道的外侧依次设置有空气收缩段、空气整流段和流场调整钝体。本实用新型专利技术通过流场调节钝体燃烧器内部流场满足中心火焰空气过剩系数0.8，总空气过剩系数1.1，加强了低氧效果，减少了Nox的生成。减少了Nox的生成。减少了Nox的生成。
【技术实现步骤摘要】
一种低氧稀释燃烧的纯氢低氮燃烧器
[0001]本新型属于燃烧器
，具体涉及一种低氧稀释燃烧的纯氢低氮燃烧器。
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对我国的可持续性发展，碳达峰、碳中和战略目标的实现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)，现在已有的燃烧器不能满足纯氢气燃烧要求。因此需要针对氢气的燃烧特点研发一种燃烧器，合理组织燃烧，控制火焰回火，降低NOx排放。
[0004]如何在管路系统符合氢气输运规范的前提下，设计一种既控制化学反应速率、控制热力型NOx生成，同时又保证氢气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。
[0005]另外，现有燃烧器火焰只考虑组织燃烧，未能将多种燃烧技术相结合，缺乏对针对特定应用场景的产品独有性。
技术实现思路
[0006]本技术的目的是：提供一种既能控制化学反应速率、控制热力型NOx生成，同时又保证以氢气为燃烧原料中氢气充分燃烧的纯氢气燃烧器，从而提高燃烧的稳定性，降低NOx排放。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种低氧稀释燃烧的纯氢低氮燃烧器，包括氢气环腔和燃烧头外罩，所述氢气环腔和燃烧头外罩同轴设置：
[0008]所述氢气环腔外侧连接有氢气进气管；所述氢气环腔和燃烧头外罩内设置有氢气中心通道；所述氢气中心通道的一端与氢气环腔的内侧连通；所述氢气中心通道的另一端设置有中心火焰喷头；所述中心火焰喷头的外围设置有稳焰盘；所述中心火焰喷头的外围还环绕设置有多根中心氢气喷管；所述中心氢气喷管的喷口为线状矩形喷口；所述氢气环腔靠近燃烧头外罩的一侧轴向均匀设置有多根二次氢气进气管；所述稳焰盘和二次氢气进气管之间设置有中心火焰护火筒；所述氢气中心通道的外侧自氢气环腔向燃烧头外罩方向，依次设置有空气收缩段、空气整流段和流场调整钝体。
[0009]进一步，所述二次氢气进气管靠近中心火焰护火筒一端的两侧均设置有整流板；所述整流板与中心火焰护火筒固定连接。
[0010]进一步，所述空气收缩段为收缩状的圆筒；所述空气整流段为两端孔径大小一致的圆筒；所述流场调整钝体为扩大状的圆筒。
[0011]进一步，所述稳焰盘表面为多孔和线形槽口结构。
[0012]进一步，所述二次氢气进气管的数量为4～12根。
[0013]进一步，所述流场调整钝体采用多孔板，所述流场调整钝体的钝体角度45
‑
60度。
[0014]进一步，所述流场调整钝体距空气整流段的距离为空气整流段至中心火焰喷头距离的3％
‑
20％。
[0015]进一步，所述流场调整钝体直径为燃烧头外罩内径的0.25
‑
0.6倍。
[0016]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0017](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。
[0018](2)通过流场调节钝体燃烧器内部流场满足中心火焰空气过剩系数0.8，总空气过剩系数1.1。
[0019](3)燃烧器气动流场以直流为主，通过整流板抑制可能出现的旋流和湍流。空气和氢气混合的速度更慢。
[0020](4)中心氢气稳焰，二次氢气弥散燃烧，避免局部高温，降低热力型NOx生成。
附图说明
[0021]本技术可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；
[0022]图1为本技术一种低氧稀释燃烧的纯氢低氮燃烧器的剖视图；
[0023]图2为本技术一种低氧稀释燃烧的纯氢低氮燃烧器的正视图；
[0024]图3为本技术一种低氧稀释燃烧的纯氢低氮燃烧器的立体结构示意图。
[0025]主要元件符号说明如下：
[0026]氢气进气管1；氢气环腔2；空气通道3；氢气中心通道4；空气收缩段5；空气整流段6；流场调整钝体7；二次氢气进气管8；燃烧头外罩9；中心氢气喷管10；稳焰盘11；中心火焰护火筒12；中心火焰喷头13；整流板14。
具体实施方式
[0027]以下将结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明，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，并非用来限制本技术的保护范围。
[0028]如图1
‑
3所示，一种低氧稀释燃烧的纯氢低氮燃烧器，包括氢气环腔2和燃烧头外罩9，氢气环腔2和燃烧头外罩9分离同轴安装，二者之间离有间隙；
[0029]氢气环腔2外侧连接有氢气进气管1；氢气环腔2和燃烧头外罩9内设置有氢气中心通道4，该氢气中心通道4的一端与氢气环腔2的内侧连通；该氢气中心通道4的另一端设置有中心火焰喷头13；中心火焰喷头13上设置有多个喷孔，本实施例中优选采用特定形状的喷孔，强调产品的独有性；在中心火焰喷头13的外围设置有稳焰盘11；稳焰盘11环绕该中心火焰喷头13；在中心火焰喷头13的外围还环绕设置有多根中心氢气喷管10；该中心氢气喷管10的喷口为线状矩形喷口；该中心氢气喷管10处于稳焰盘11和中心火焰喷头13之间；氢气环腔2靠近燃烧头外罩9的一侧轴向均匀设置有多根二次氢气进气管8；该二次氢气进气
管8的一端与氢气环腔2连通，另一端开口；稳焰盘11和二次氢气进气管8之间设置有中心火焰护火筒12；该中心火焰护火筒12的高度超出燃烧头外罩9、稳焰盘11和中心火焰喷头13的高度；在氢气中心通道4的外侧自氢气环腔2向燃烧头外罩9方向，依次设置有空气收缩段5、空气整流段6和流场调整钝体7。
[0030]使用时，氢气通过氢气进气管1进入环腔后分为两路，一路进入氢气中心通道4，一路进入二次氢气进气管8；进入氢气中心通道4的氢气约占总氢气量的10％，进入二次氢气进气管8的氢气约占总氢气量的90％；空气由空气通道3进入，经空气收缩段5加速、空气整流段6整流、流场调整钝体7分配为中心及二次空气。中心空气和二次空气采用不同的当量比，中心空气的空气过剩系数0.8，总空气过剩系数1.1，同时空气流出空气整流段6后在流场调整钝体7配合下在氢气环腔2和燃烧头外罩9之间的空隙附近产生较大负压，炉膛内部烟气在负压的作用下由氢气环腔2和燃烧头外罩9之间的空隙被吸入燃烧器内部，与助燃空气混合，从而降低空气的氧含量，炉膛内部烟气循环率Kv(内部烟气质量流量/助燃空气质本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低氧稀释燃烧的纯氢低氮燃烧器，包括氢气环腔(2)和燃烧头外罩(9)，所述氢气环腔(2)和燃烧头外罩(9)同轴设置，其特征在于：所述氢气环腔(2)外侧连接有氢气进气管(1)；所述氢气环腔(2)和燃烧头外罩(9)内设置有氢气中心通道(4)；所述氢气中心通道(4)的一端与氢气环腔(2)的内侧连通；所述氢气中心通道(4)的另一端设置有中心火焰喷头(13)；所述中心火焰喷头(13)的外围设置有稳焰盘(11)；所述中心火焰喷头(13)的外围还环绕设置有多根中心氢气喷管(10)；所述中心氢气喷管(10)的喷口为线状矩形喷口；所述氢气环腔(2)靠近燃烧头外罩(9)的一侧轴向均匀设置有多根二次氢气进气管(8)；所述稳焰盘(11)和二次氢气进气管(8)之间设置有中心火焰护火筒(12)；所述氢气中心通道(4)的外侧自氢气环腔(2)向燃烧头外罩(9)方向，依次设置有空气收缩段(5)、空气整流段(6)和流场调整钝体(7)。2.根据权利要求1所述的一种低氧稀释燃烧的纯氢低氮燃烧器，其特征在于：所述二次氢气进气管(8)靠近中心火焰护火筒(12)一端的两侧均设置有整流板(14)；所述整流板(14)与中心火焰护火...
【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：新型
国别省市：
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