超低氮多级可调强弱旋流对冲气体燃烧器制造技术

本发明专利技术公开了一种超低氮多级可调强弱旋流对冲气体燃烧器，包括燃烧器箱壳，以及设置在燃烧器箱壳后端的燃气环形集箱；燃烧器箱壳内由外及内分别设置用于想炉膛通入助燃空气的外风筒、内风筒以及中心风筒；中心风筒的外侧套设有中心稳燃燃气喷枪，二者以套管组合的形式安装在燃烧器箱壳的中心；外风筒与燃烧器箱壳之间的环形空间内均匀且间隔分布有若干内强旋对冲燃气喷枪和外弱旋对冲燃气喷枪。本发明专利技术将燃气和助燃空气分为多级，中心燃气与中心风配合，内强旋燃气与强旋流风配合，外弱旋燃气与外弱旋风配合，使得燃气与助燃空气充分混合，形成多股多层次火焰，提高燃烧效率，减少局部高温火焰区域，从而大大降低热力型氮氧化物的生成。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种超低氮多级可调强弱旋流对冲气体燃烧器，包括燃烧器箱壳，以及设置在燃烧器箱壳后端的燃气环形集箱；燃烧器箱壳内由外及内分别设置用于想炉膛通入助燃空气的外风筒、内风筒以及中心风筒；中心风筒的外侧套设有中心稳燃燃气喷枪，二者以套管组合的形式安装在燃烧器箱壳的中心；外风筒与燃烧器箱壳之间的环形空间内均匀且间隔分布有若干内强旋对冲燃气喷枪和外弱旋对冲燃气喷枪。本专利技术将燃气和助燃空气分为多级，中心燃气与中心风配合，内强旋燃气与强旋流风配合，外弱旋燃气与外弱旋风配合，使得燃气与助燃空气充分混合，形成多股多层次火焰，提高燃烧效率，减少局部高温火焰区域，从而大大降低热力型氮氧化物的生成。【专利说明】超低氮多级可调强弱旋流对冲气体燃烧器
本专利技术属于低氮清洁燃烧
，具体涉及一种超低氮多级可调强弱旋流对冲气体燃烧器。
技术介绍
随着最新的《大气污染物排放标准》(GB13223-2011)的实施，到2015年我国所有的电站锅炉和工业锅炉的NOx排放质量浓度控制标准降为100mg/Nm3，目前国内传统的燃气燃烧器几乎不能满足排放要求。通过改进燃烧器结构及制造工艺，使得燃料在燃烧的过程中产生的氮氧化物降低到100mg/Nm3以下，在不需要增加SCR或SNCR烟气脱硝设备就可以直接达到最新的环保标准，从而大大降低环保改造成本。这种燃烧器称作超低NOx燃气燃与燃煤燃烧主要以燃料型NOxF同的是，燃气燃烧产生的氮氧化物主要为热力型NOx,因此燃气低氮燃烧技术与燃煤有很大不同。热力型NOx的关键控制参数是炉膛温度，故合理优化燃料与助燃空气的混合过程，使得炉膛温度更加均匀，避免局部高温的出现是燃气低氮燃烧的关键技术。目前燃气燃烧器一般采用分级分段燃烧、浓淡燃烧、烟气再循环等低氮燃烧技术。这些技术虽然可以在一定程度上降低氮氧化物的生成，但由于这些技术都是从燃煤低氮燃烧技术借鉴过来的技术，没有完全找到燃气低氮燃烧技术的核心，燃气和助燃空气没有达到充分的混合，炉膛内依然会有大量的局部高温区产生，其温度高于产生热力型氮氧化物的温度，因此氮氧化物无法降低到100mg/Nm3以下，无法满足最新的环保标准，不能称作超低NOx燃气燃烧技术。由于能源供给相对紧张，同时燃料价格波动很大，许多电厂和石化厂的锅炉燃料变动很大，燃料成分及热值极不稳定，同时，由于电厂调峰或石化厂蒸汽需求的变动很大，这就要求燃烧器有极强的燃料适应性和负荷适应性。目前现有的燃气燃烧器在燃烧其设计燃料的情况下，燃烧效率和污染物排放都很不错，但如果燃料有一定的偏差，其燃烧效率和污染物排放性能都急剧恶化。因此，一个好的超低氮燃烧器除了可以在燃烧设计燃料时达到非常好的燃烧效率和污染物排放标准，同时还应具有极高的调节性以适应燃料和负荷的变动。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述问题，提供一种超低氮多级可调强弱旋流对冲气体燃烧器，通过特殊的燃气与助燃空气喷口组合设计，使得氮氧化物排放低于100mg/Nm3，同时通过多级可调技术使得燃气燃烧器具有足够高的调节性以适应在不同的燃料供给和不同的负荷状态下都能够达到足够高的燃烧效率和污染物排放标准。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是:包括燃烧器箱壳，以及设置在燃烧器箱壳后端的燃气环形集箱；燃烧器箱壳内由外及内分别设置用于向炉膛通入助燃空气的夕卜风筒、内风筒以及中心风筒冲心风筒的外侧套设有中心稳燃燃气喷枪，二者以套管组合的形式安装在燃烧器箱壳的中心；外风筒与燃烧器箱壳之间的环形空间内均匀且间隔分布有若干内强旋对冲燃气喷枪和外弱旋对冲燃气喷枪。所述的中心风筒、内风筒、外风筒以及燃烧器箱壳均为同心圆筒体并与锅炉相连接。所述的内风筒和外风筒的助燃空气入口处分别设置有开度能够调节的内风门和外风门。所述的内风筒和外风筒之间设置有使流过内风筒与外风筒之间的助燃空气产生旋流效果的旋流叶片，流过旋流叶片的助燃空气形成旋流风的旋流风假想圆；燃气环形集箱的后端安装有旋流叶片调节装置，旋流叶片调节装置与旋流叶片之间设置有用于调节旋流叶片的角度的连杆。所述的内强旋对冲燃气喷枪的头部安装有内强旋燃气枪头，内强旋燃气枪头与水平方向成30°?60°切角，且内强旋燃气枪头上开有若干个内强旋燃气喷口，燃气喷射方向为内强旋燃气枪头端面的法向方向；若干只内强旋对冲燃气喷枪沿圆周方向布置，其喷射出来的燃气形成一个内强旋假想切圆，喷射出来的燃气与内强旋假想切圆相切，并与内层的强旋流风形成强对冲配合。所述的外弱旋对冲燃气喷枪的头部安装有外弱旋燃气枪头，外弱旋燃气枪头与水平方向成5°?15°切角，且外弱旋燃气枪头上开有若干个外弱旋燃气喷口，燃气喷射方向为外弱旋燃气枪头端面的法向方向；若干只外弱旋对冲燃气喷枪沿圆周方向布置，其喷射出来的燃气形成一个外弱旋假想切圆，喷射出来的燃气与外弱旋假想切圆相切，并与外层的弱旋流风形成弱对冲配合。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果:本专利技术分别通过设置内风筒和外风筒，并在内风筒和外风筒之间设置燃气喷枪，将燃气和助燃空气分为多级，中心燃气与中心风配合，内强旋燃气与强旋流风配合，外弱旋燃气与外弱旋风配合，使得燃气与助燃空气充分混合，形成多股多层次火焰，提高燃烧效率，减少局部高温火焰区域，从而大大降低热力型氮氧化物的生成。本专利技术通过燃料和助燃空气的内外强弱旋流对冲超级混合以达到将氮氧化物降低到最低限度的目的。同时通过调节各级风量，旋流强度以及内外强弱燃气喷枪的旋转角度来达到高的负荷调节性、炉膛及燃料适应性。进一步的，本专利技术通过设置旋流叶片，使流过内风筒与外风筒之间的助燃空气产生旋流效果，强旋流形成中心的高温烟气回流区，从而配合中心燃气与中心风，达到低负荷稳定燃烧的目的。进一步的，本专利技术设置开度能够调节的内外风门，通过调节各级风的流量，从而可以根据锅炉负荷的大小合理配风，达到高的负荷调节性。进一步的，本专利技术通过旋流叶片调节装置可以调节旋流叶片的角度，从而可以调节旋流强度以改变火焰长度和火焰形状，达到适应不同的炉膛容积。进一步的，本专利技术通过内外强弱旋燃气喷枪的切角及旋转角度，以及与内外强弱风的合理组合设计，从而适应不同的燃料，达到高的燃料适应性。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术旋流风口及燃气喷枪组合示意图；图3为本专利技术内强旋燃气喷枪喷口结构示意图；图4为本专利技术外弱旋燃气喷枪喷口结构示意图。其中，I为旋流叶片调节装置；2为燃气环形集箱；3为外弱旋对冲燃气喷枪；4为燃烧器箱壳；5为旋流叶片；6为中心稳燃燃气喷枪；7为中心风筒；8为内风筒；9为内强旋对冲燃气喷枪；10为外风筒；11为外风门；12为内风门；13为内强旋假想切圆；14为外弱旋假想切圆；15为旋流风假想圆；16为内强旋燃气枪头；17为内强旋燃气喷口 ；18为外弱旋燃气枪头；19为外弱旋燃气喷口。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明:参见图1和图2，本专利技术包括燃烧器箱壳4，以及设置在燃烧器箱壳4后端的燃气环形集箱2;燃烧器箱壳4内由外及内分别设置用于向炉膛通入助燃空气的外风筒10、内风筒8以及中心风筒7 ;中心风筒7的外侧套设有中心稳燃燃气喷枪6，二者以套管组合的形式安装在燃烧器箱壳4的中心；中心风筒7、内风筒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超低氮多级可调强弱旋流对冲气体燃烧器，其特征在于：包括燃烧器箱壳（4），以及设置在燃烧器箱壳（4）后端的燃气环形集箱（2）；燃烧器箱壳（4）内由外及内分别设置用于向炉膛通入助燃空气的外风筒（10）、内风筒（8）以及中心风筒（7）；中心风筒（7）的外侧套设有中心稳燃燃气喷枪（6），中心风筒（7）和中心稳燃燃气喷枪（6）以套管组合的形式安装在燃烧器箱壳（4）的中心；外风筒（10）与燃烧器箱壳（4）之间的环形空间内均匀且间隔分布有若干内强旋对冲燃气喷枪（9）和外弱旋对冲燃气喷枪（3）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李红智，姚明宇，姬海民，徐党旗，聂剑平，张广才，赵治平，
申请(专利权)人：西安西热锅炉环保工程有限公司， 西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61