一种适用于再循环烟气系统的高稳燃性低氮气体燃烧器的制作方法

本实用新型属于超低氮清洁燃烧技术领域，涉及一种适用于再循环烟气系统的高稳燃性低氮气体燃烧器。

背景技术：

近年来，能源的需求量和价格都不断攀升，而能源供给却相对紧张，能源缺口问题日趋显著。同时全球环境问题不断凸显，譬如气候变暖、酸雨和光化学烟雾问题，使得环境问题日益受到社会关注。目前，世界能源供给主要依赖于化石能源，燃烧是其能源转换的主要方式，它将燃料的化学能转换为热能，通过燃烧矿物燃料所获得的能量占世界总能量消耗的90％以上，节能减排任务艰巨。

气体燃料具有较高的燃烧效率和低污染排放等特点，所以气体燃料作为清洁能源广泛应用于电力、化工、冶金、建材等行业的工业炉(窑)及锅炉中。而作为其关键设备的气体燃烧器，研究不断取得进展。但对它的研究主要集中在对燃烧器的性能改进方面。而对污染物控制方面关注的还远远不够。

从2016年开始，北京、郑州、西安、成都、天津等城市相继出台政策要求燃气锅炉NOx排放浓度控制在30mg/m³(标态，3.5％O₂)以下。单靠传统的燃气燃烧器已经不能满足排放要求。

研究表明，带有再循环烟气系统的气体燃烧器可以实现更低的氮氧化物排放。但带有再循环烟气系统的气体燃烧器因烟气再循环后氧量下降，火焰着火距离加长，从而导致外圈喷枪不易被内圈喷枪点燃，燃烧器稳定性变差。因此，急需要开发出一种新型的适用于再循环烟气系统的高稳燃性低氮气体燃烧器。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种适用于再循环烟气系统的高稳燃性低氮气体燃烧器，该燃烧器能够适用于再循环烟气系统，并且能够实现稳定燃烧，燃烧效率较高，氮氧化物的排放量较低。

为达到上述目的，本实用新型所述的适用于再循环烟气系统的高稳燃性低氮气体燃烧器包括中心风筒、旋流盘、固定盘、燃烧器箱壳、点火喷枪、中心气体燃料喷枪、若干内旋气体燃料喷枪、若干内稳焰喷枪、若干旋流稳焰喷枪及若干外主气体燃料喷枪；

中心风筒、旋流盘、固定盘及燃烧器箱壳由内到外依次布置，点火喷枪位于中心风筒内，中心风筒内部形成中心风区域,旋流盘与固定盘之间形成环形内直流风区域，固定盘与燃烧器箱壳之间形成环形外直流风区域；

中心气体燃料喷枪的枪头及内稳焰喷枪的枪头均穿过中心风筒伸出到中心风筒外，各旋流稳焰喷枪的枪头均穿过旋流盘，各旋流稳焰喷枪的枪头喷口朝向旋流盘，且旋流稳焰喷枪喷射出来的气体燃料方向与旋流盘形成的旋流风流向相反，各外主气体燃料喷枪及各内旋气体燃料喷枪均穿过固定盘，其中，各内旋气体燃料喷枪的枪头端面均朝向旋流盘，各内旋气体燃料喷枪喷射出来的气体燃料方向与旋流盘形成的旋流风流向相同。

中心气体燃料喷枪的枪头端面及内稳焰喷枪的枪头端面均为平面结构。

各内稳焰喷枪呈环形分布，各旋流稳焰喷枪呈环形分布，各外主气体燃料喷枪呈环形分布，各内旋气体燃料喷枪呈环形分布，且外主气体燃料喷枪与内旋气体燃料喷枪交错分布。

各内旋气体燃料喷枪枪头的端面为斜面，且各内旋气体燃料喷枪喷射出来的气体燃料在环形内直流风区域外形成一个同心圆。

旋流稳焰喷枪的枪头喷口位于旋流稳焰喷枪枪头的侧壁上。

各旋流稳焰喷枪喷出的气体燃料在旋流盘形成的旋流风区域外形成一个同心圆。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的适用于再循环烟气系统的高稳燃性低氮气体燃烧器在工作时，通过中心风区域、环形内直流风区域、环形外直流风区域及旋流盘将助燃空气分为四级，通过中心气体燃料喷枪、内稳焰喷枪、旋流稳焰喷枪、内旋气体燃料喷枪及外主气体燃料喷枪将燃料分为三级，从而实现助燃空气与燃料的分别混合燃烧，其中，中心气体燃料喷枪及内稳焰喷枪喷出的气体燃料与中心风筒输出的中心风相配合，旋流稳焰喷枪喷出的气体燃料与旋流盘输出的旋流风相配合，内旋气体燃料喷枪及外主气体燃料喷枪喷出的气体燃料与环形内直流风区域及环形外直流风区域输出的直流风相配合，从而使气体燃料与助燃空气充分混合，实现多层次混合燃烧，有效的提高气体燃料的燃烧效率，减少炉内局部高温区域，大大较低氮氧化物的排放量，并且结构较为简单。另外，旋流稳焰喷枪布置于中心风筒与固定盘之间的旋流盘上，能够有效连接、传递内稳焰喷枪与外主气体燃料喷枪及内旋气体燃料喷枪之间的火焰，实现低负荷、低氧量运行时的稳燃，因此适用于再循环烟气系统。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的截面图；

图3为本实用新型侧视图；

图4为本实用新型中旋流稳焰喷枪9枪头的结构示意图；

图5为本实用新型中内旋气体燃料喷枪5枪头的结构示意图。

其中，1为燃烧器箱壳、2为环形外直流风区域、3为固定盘、4为外主气体燃料喷枪、5为内旋气体燃料喷枪、6为环形内直流风区域、7为旋流盘、8为点火喷枪、9为旋流稳焰喷枪、10中心气体燃料喷枪、11为内稳焰喷枪、12为中心风筒。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参考图1、图2、图3、图4及图5，本实用新型所述的适用于再循环烟气系统的高稳燃性低氮气体燃烧器包括中心风筒12、旋流盘7、固定盘3、燃烧器箱壳1、点火喷枪8、中心气体燃料喷枪10、若干内旋气体燃料喷枪5、若干内稳焰喷枪11、若干旋流稳焰喷枪9及若干外主气体燃料喷枪4；中心风筒12、旋流盘7、固定盘3及燃烧器箱壳1由内到外依次布置，点火喷枪8位于中心风筒12内，中心风筒12内部形成中心风区域,旋流盘7与固定盘3之间形成环形内直流风区域6，固定盘3与燃烧器箱壳1之间形成环形外直流风区域2；中心气体燃料喷枪10的枪头及内稳焰喷枪11的枪头均穿过中心风筒12伸出到中心风筒12外，各旋流稳焰喷枪9的枪头均穿过旋流盘7，各旋流稳焰喷枪9的枪头喷口朝向旋流盘7，且旋流稳焰喷枪9喷射出来的气体燃料方向与旋流盘7形成的旋流风流向相反，各外主气体燃料喷枪4及各内旋气体燃料喷枪5均穿过固定盘3，其中，各内旋气体燃料喷枪5的枪头端面均朝向旋流盘7，各内旋气体燃料喷枪5喷射出来的气体燃料方向与旋流盘7形成的旋流风流向相同，从而使内旋气体燃料喷枪5喷射出来的气体燃料与旋流稳焰喷枪9的枪头喷射出来的燃料相对冲。

中心气体燃料喷枪10的枪头端面及内稳焰喷枪11的枪头端面均为平面结构；各内稳焰喷枪11呈环形分布，各旋流稳焰喷枪9呈环形分布，各外主气体燃料喷枪4呈环形分布，各内旋气体燃料喷枪5呈环形分布，且外主气体燃料喷枪4与内旋气体燃料喷枪5交错分布。

各内旋气体燃料喷枪5枪头的端面为斜面，且各内旋气体燃料喷枪5喷射出来的气体燃料在环形内直流风区域6外形成一个同心圆；旋流稳焰喷枪9的枪头喷口位于旋流稳焰喷枪9枪头的侧壁上；各旋流稳焰喷枪9喷出的气体燃料在旋流盘7形成的旋流风区域外形成一个同心圆。

旋流稳焰喷枪9布置于中心风筒12与固定盘3之间的旋流盘7上，能够有效连接、传递内稳焰喷枪11与外主气体燃料喷枪4及内旋气体燃料喷枪5之间的火焰，实现低负荷、低氧量运行时的稳燃。

本实用新型通过气体燃料与助燃空气多级分级达到超混合状态，以达到最大程度降低氮氧化物的目的，同时通过旋流稳焰喷枪9的火焰传递，实现低负荷、低氧量运行时的稳燃，适用于再循环烟气系统，达到降低氮氧化物的排放。在具体操作时，本实用新型为蒸汽锅炉、热水锅炉以及加热炉等燃气锅炉脱硝提供了一种经济改造技术路线，在不增加SNCR及SCR设备情况下，仅靠燃烧器即可将燃气锅炉氮氧化物排放降低到80mg/m³以下，满足最新的环保标准要求。在此基础上再配合烟气再循环技术，可将燃气锅炉氮氧化物排放降低到30mg/m³以下。