【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氢气燃烧领域，具体地，涉及一种低氮氢气燃烧器。
技术介绍
1、氢气作为一种清洁的能源，在燃烧利用过程中不直接产生co2、so2以及烟尘等污染物。相比天然气等传统气体燃料，氢气的燃烧速度高，燃烧区域集中，火焰短小，容易出现局部高温区。在氢气燃烧产生的烟气中，氮氧化物是主要的大气污染物，局部高温容易产生热力型氮氧化物。氮氧化物对人类和动植物都有一定的危害，是导致酸雨、二次颗粒物等问题的重要前体物。氢气燃烧产生的热力型氮氧化物，可以通过燃烧中的技术措施进行控制的。
2、氢气燃烧器控制热力型氮氧化物采用的一个技术手段是烟气外循环，从氢气燃烧的烟道处引一部分的燃烧烟气，通过专门的风机、烟道等设备通入到氢气的助燃空气中，降低助燃空气的氧含量，以降低氢气在燃烧过程中的燃烧峰值，从而减小热力型氮氧化物的生成，然而，这种方法一方面要增加风机等方面的投资，另一方面会导致氢气燃烧的稳定性降低、锅炉出力下降、循环烟道产生酸性冷凝水进而腐蚀设备和材料等问题。
3、氢气燃烧器控制热力型氮氧化物采用的第二个技术手段是烟气内循环，将燃烧器本体的一部分放置在炉膛的燃烧燃烧空间中，利用燃烧器的结构来引射或吸引炉膛内的烟气进入助燃空气中，然而，这种方法燃烧器本体会占用部分炉膛燃烧空间，不适用炉膛燃烧空间受限制的改造项目。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种低氮氢气燃烧器，该种燃烧器可有效地减少热力型氮氧化物
2、本专利技术实施例的低氮氢气燃烧器，包括沿第一方向延伸且由内向外依次套设的预留通道、内层氢气通道、烟气生成用风通道、烟气生成用氢气通道、内层助燃风通道和隔离风通道，所述隔离风通道的外部设有沿所述第一方向延伸的外环氢气通道，所述烟气生成用风通道和所述内层助燃风通道在所述第一方向上的尺寸均长于所述烟气生成用氢气通道的尺寸，所述烟气生成用风通道的外周面和所述内层助燃风通道的内周面之间形成燃烧空间，所述内层氢气通道的一端具有第一出口，所述烟气生成用风通道的一端具有第一出风口，所述烟气生成用氢气通道的一端具有第二出口，所述第一出口、所述第一出风口和所述第二出口与所述燃烧空间连通，从所述第一出风口流出的风和从所述第二出口流出的氢气在所述燃烧空间内混合燃烧并形成助燃火焰，所述助燃火焰与从所述第一出口流出的氢气混合形成中心火焰，所述中心火焰位于所述燃烧空间外，所述内层助燃风通道内的风为所述助燃火焰和所述中心火焰助燃，所述外环氢气通道具有第三出口，从所述第三出口流出的氢气与所述中心火焰混合形成主火焰，所述隔离风通道具有第三出风口，从所述第三出风口流出的风用于为所述中心火焰和所述主火焰助燃，所述助燃火焰、所述中心火焰和所述主火焰沿所述第一方向依次间隔布置。
3、本专利技术实施例的低氮氢气燃烧器，助燃火焰可为中心火焰和主火焰提供烟气，降低了中心火焰和主火焰的助燃气体中的氧含量，减少了氮氧化物的生成，相比于现有技术，避免了利用烟气外循环技术手段，规避了烟气外循环技术所导致的燃烧的稳定性降低、锅炉出力下降、循环烟道产生酸性冷凝水进而腐蚀设备和材料等问题，助燃火焰、所述中心火焰和所述主火焰沿所述第一方向依次间隔布置，避免了燃烧器局部高温的形成，使燃烧器内的温度分布更均匀。
4、在一些实施例中，所述低氮氢气燃烧器还包括连接部，所述连接部设在所述内层氢气通道的一端且位于所述燃烧空间内，所述连接部的横截面积从所述连接部邻近所述内层氢气通道的一端到所述连接部远离所述内层氢气通道的一端逐渐减小，所述连接部具有第一流道和第二流道，所述第一流道与所述内层氢气通道的一端连通，所述第一出口形成在所述第一流道远离所述内层氢气通道的一端，所述第二流道与所述烟气生成用风通道连通，所述第一出风口形成在所述第二流道远离所述烟气生成用风通道的一端。
5、在一些实施例中，所述第一出口的中心轴线与所述内层氢气通道的中心轴线之间具有第一夹角，所述第一夹角大于15度小于100度，所述第一出风口的中心轴线与所述烟气生成用风通道的中心轴线之间具有第二夹角，所述第二夹角大于45度小于225度。
6、在一些实施例中，所述烟气生成用氢气通道包括依次连接的第一段、过渡段和延伸段，所述第一段沿所述第一方向延伸，所述过渡段的横截面积从所述过渡段邻近所述第一段到所述过渡段邻近所述延伸段逐渐增大，所述延伸段的一端与所述过渡段相连，所述延伸段的另一端沿第二方向朝向所述烟气生成用风通道的外周面延伸并与所述烟气生成用风通道的外周面相连，所述第二方向正交于所述第一方向，所述第二出口形成在所述延伸段上。
7、在一些实施例中，所述内层助燃风通道包括依次连接的第二段、第一凸缘段和扩口段，所述第二段沿所述第一方向延伸，所述第一凸缘段朝向远离所述烟气生成用风通道的方向凸出，所述扩口段的横截面积从所述扩口段邻近所述第一凸缘段到所述扩口段远离所述第一凸缘段的方向逐渐增大，所述延伸段与所述第二段邻近所述第一凸缘段的一端对齐，所述燃烧空间形成在所述第一凸缘段的内周面、所述延伸段、所述烟气生成用风通道的外周面和所述连接部的外周面所围成的空间内。
8、在一些实施例中，所述第一凸缘段邻近所述扩口段的一端与所述连接部远离所述内层氢气通道的一端对齐。
9、在一些实施例中，所述第一凸缘段上具有烟气孔，所述烟气孔连通所述燃烧空间和所述隔离风通道。
10、在一些实施例中，所述隔离风通道包括依次连接的第三段和第二凸缘段，所述第三段沿所述第一方向延伸，所述第二凸缘段朝向远离所述外环氢气通道的方向凸出，所述第二凸缘段和所述第一凸缘段相对布置。
11、在一些实施例中，所述外环氢气通道为多个，多个所述外环氢气通道围绕所述隔离风通道的外周面间隔布置。
12、在一些实施例中，所述外环氢气通道包括沿所述第一方向延伸且依次连接的第一管段和第二管段，所述第二管段的横截面积沿所述第一方向从所述第二管段邻近所述第一管段的一端到所述第二管段远离所述第一管段的一端逐渐减小。
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1.一种低氮氢气燃烧器，其特征在于，包括沿第一方向延伸且由内向外依次套设的预留通道(1)、内层氢气通道(2)、烟气生成用风通道(3)、烟气生成用氢气通道(4)、内层助燃风通道(5)和隔离风通道(6)，所述隔离风通道(6)的外部设有沿所述第一方向延伸的外环氢气通道(7)，所述烟气生成用风通道(3)和所述内层助燃风通道(5)在所述第一方向上的尺寸均长于所述烟气生成用氢气通道(4)的尺寸，所述烟气生成用风通道(3)的外周面和所述内层助燃风通道(5)的内周面之间形成燃烧空间(8)，
2.根据权利要求1所述的低氮氢气燃烧器，其特征在于，还包括连接部(9)，所述连接部(9)设在所述内层氢气通道(2)的一端且位于所述燃烧空间(8)内，所述连接部(9)的横截面积从所述连接部(9)邻近所述内层氢气通道(2)的一端到所述连接部(9)远离所述内层氢气通道(2)的一端逐渐减小，
3.根据权利要求2所述的低氮氢气燃烧器，其特征在于，所述第一出口(911)的中心轴线与所述内层氢气通道(2)的中心轴线之间具有第一夹角，所述第一夹角大于15度小于100度，所述第一出风口(921)的中心轴
4.根据权利要求2所述的低氮氢气燃烧器，其特征在于，所述烟气生成用氢气通道(4)包括依次连接的第一段(41)、过渡段(42)和延伸段(43)，所述第一段(41)沿所述第一方向延伸，所述过渡段(42)的横截面积从所述过渡段(42)邻近所述第一段(41)到所述过渡段(42)邻近所述延伸段(43)逐渐增大，所述延伸段(43)的一端与所述过渡段(42)相连，所述延伸段(43)的另一端沿第二方向朝向所述烟气生成用风通道(3)的外周面延伸并与所述烟气生成用风通道(3)的外周面相连，所述第二方向正交于所述第一方向，所述第二出口(431)形成在所述延伸段(43)上。
5.根据权利要求4所述的低氮氢气燃烧器，其特征在于，所述内层助燃风通道(5)包括依次连接的第二段(51)、第一凸缘段(52)和扩口段(53)，所述第二段(51)沿所述第一方向延伸，所述第一凸缘段(52)朝向远离所述烟气生成用风通道(3)的方向凸出，所述扩口段(53)的横截面积从所述扩口段(53)邻近所述第一凸缘段(52)到所述扩口段(53)远离所述第一凸缘段(52)的方向逐渐增大，所述延伸段(43)与所述第二段(51)邻近所述第一凸缘段(52)的一端对齐，所述燃烧空间(8)形成在所述第一凸缘段(52)的内周面、所述延伸段(43)、所述烟气生成用风通道(3)的外周面和所述连接部(9)的外周面所围成的空间内。
6.根据权利要求5所述的低氮氢气燃烧器，其特征在于，所述第一凸缘段(52)邻近所述扩口段(53)的一端与所述连接部(9)远离所述内层氢气通道(2)的一端对齐。
7.根据权利要求5所述的低氮氢气燃烧器，其特征在于，所述第一凸缘段(52)上具有烟气孔(521)，所述烟气孔(521)连通所述燃烧空间(8)和所述隔离风通道(6)。
8.根据权利要求5所述的低氮氢气燃烧器，其特征在于，所述隔离风通道(6)包括依次连接的第三段(61)和第二凸缘段(62)，所述第三段(61)沿所述第一方向延伸，所述第二凸缘段(62)朝向远离所述外环氢气通道(7)的方向凸出，所述第二凸缘段(62)和所述第一凸缘段(52)相对布置。
9.根据权利要求1所述的低氮氢气燃烧器，其特征在于，所述外环氢气通道(7)为多个，多个所述外环氢气通道(7)围绕所述隔离风通道(6)的外周面间隔布置。
10.根据权利要求1所述的低氮氢气燃烧器，其特征在于，所述外环氢气通道(7)包括沿所述第一方向延伸且依次连接的第一管段(71)和第二管段(72)，所述第二管段(72)的横截面积沿所述第一方向从所述第二管段(72)邻近所述第一管段(71)的一端到所述第二管段(72)远离所述第一管段(71)的一端逐渐减小。
...【技术特征摘要】
1.一种低氮氢气燃烧器，其特征在于，包括沿第一方向延伸且由内向外依次套设的预留通道(1)、内层氢气通道(2)、烟气生成用风通道(3)、烟气生成用氢气通道(4)、内层助燃风通道(5)和隔离风通道(6)，所述隔离风通道(6)的外部设有沿所述第一方向延伸的外环氢气通道(7)，所述烟气生成用风通道(3)和所述内层助燃风通道(5)在所述第一方向上的尺寸均长于所述烟气生成用氢气通道(4)的尺寸，所述烟气生成用风通道(3)的外周面和所述内层助燃风通道(5)的内周面之间形成燃烧空间(8)，
2.根据权利要求1所述的低氮氢气燃烧器，其特征在于，还包括连接部(9)，所述连接部(9)设在所述内层氢气通道(2)的一端且位于所述燃烧空间(8)内，所述连接部(9)的横截面积从所述连接部(9)邻近所述内层氢气通道(2)的一端到所述连接部(9)远离所述内层氢气通道(2)的一端逐渐减小，
3.根据权利要求2所述的低氮氢气燃烧器，其特征在于，所述第一出口(911)的中心轴线与所述内层氢气通道(2)的中心轴线之间具有第一夹角，所述第一夹角大于15度小于100度，所述第一出风口(921)的中心轴线与所述烟气生成用风通道(3)的中心轴线之间具有第二夹角，所述第二夹角大于45度小于225度。
4.根据权利要求2所述的低氮氢气燃烧器，其特征在于，所述烟气生成用氢气通道(4)包括依次连接的第一段(41)、过渡段(42)和延伸段(43)，所述第一段(41)沿所述第一方向延伸，所述过渡段(42)的横截面积从所述过渡段(42)邻近所述第一段(41)到所述过渡段(42)邻近所述延伸段(43)逐渐增大，所述延伸段(43)的一端与所述过渡段(42)相连，所述延伸段(43)的另一端沿第二方向朝向所述烟气生成用风通道(3)的外周面延伸并与所述烟气生成用风通道(3)的外周面相连，所述第二方向正交于所述第一方向，所述第二出口(431)形成在所述延伸段(43)上。
5.根据权利要求4所述的低氮氢气燃...
【专利技术属性】
技术研发人员：王永英，裘星，谭静，郑祥玉，张鑫，周沛然，赵晶，李晓娇，王诗珺，程晓磊，陈隆，龚艳艳，王志强，李婷，李美军，杨石，段璐，崔名双，王实朴，刘振宇，白月娟，魏琰荣，
申请(专利权)人：北京天地融创科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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