本实用新型涉及烧嘴领域，尤指一种空气多重分级低NOx烧嘴。
背景技术：
在世界范围内，因燃烧化石燃料而排放的NOx在所有NOx排放中占有很大比例，例如，煤炭燃烧产生的NOx占我国烟尘排放NOx总量的67％。如何有效地控制NOx的生成与排放，进而改善大气环境质量是当今社会亟待解决的重要问题之一。同时，日益严格的环保法规要求开发先进的技术以减少NOx等污染物的排放(从2014年7月起，环保法规要求现有火力发电厂锅炉NOx排放浓度不超过100mg/m3)。因此，低NOx燃烧技术对我国的节能减排具有十分重要的意义。
而空气分级低NOx燃烧技术是将燃烧所需的空气分为二级或者多级送入炉内的燃烧技术，由于一次燃烧区域供氧不足，燃料无法完全燃烧，使得火焰燃烧速度和火焰温度较低，燃烧产生的热力型NOx降低，空气分级越多，燃烧产生的NOx降低的越明显。因此，空气分级低NOx燃烧技术在我国锅炉行业得到了广泛应用，是燃煤锅炉必备的一种技术；且相较于其他低NOx技术的，该技术的运行费用基本为零。
但是在工业炉烧嘴行业，由于生产技术以及生产成本的原因，一般只使用二级空气分级，降低NOx的效果并不明显。随着国家对环境保护的日益重视，如何利用空气分级燃烧技术，并且将空气分级技术向深度空气分级发展，也就是空气多重分级方向发展，成为工业炉烧嘴的一个大趋势，并且由于空气多重分级烧嘴更换使用简单，维护成本低，运行成本也极低，因此设计出一款空气多重分级低NOx排放的工业烧嘴具有广阔的市场前景。
技术实现要素：
为解决上述问题，本实用新型提供一种空气多重分级低NOx烧嘴，结合了空气多重分级燃烧技术和炉内烟气回流技术，极大地降低了NOx的排放。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种空气多重分级低NOx烧嘴，包括中空的空气壳体、烧嘴砖、烧嘴芯和点火烧嘴，所述空气壳体的表面设置有空气入口，所述烧嘴砖内设有燃烧室，所述烧嘴芯包括燃气壳体、固定在燃气壳体上的燃气管及连通设置在燃气管两端的空燃混合头、燃气入口，所述空气壳体的一端与烧嘴砖连接，并与燃烧室连通，另一端与燃气壳体连接，所述点火烧嘴设置在空燃混合头处，所述空燃混合头插入燃烧室内部，所述空燃混合头一端的表面设有一次风孔，空燃混合头内设有一次风分配器，所述一次风分配器内沿其延伸方向设有二次风通道，一次风分配器侧表面设有与二次风通道连通的一次风通道，所述二次风通道一端与一次风孔对应连接，所述空燃混合头侧表面设有三次风通道，所述空燃混合头另一端连接有四次风隔板，所述四次风隔板为多孔结构，空燃混合头和燃烧室之间的间隙形成四次风通道。
其中，所述烧嘴砖为缩口烧嘴砖，所述燃烧室为由内侧向外侧的渐窄结构。
其中，所述二次风通道沿燃烧室延伸的一端带有缩口。
其中，所述空气壳体由钢板构成，所述空气壳体内部设有保温层填充。
其中，所述保温层由耐火材料构成。
其中，所述空气壳体上在空气入口处设有空气安装法兰。
其中，所述点火烧嘴包括点火电极和检测电极，所述点火电极的点火端和检测电极的检测端固定在空燃混合头上。
本实用新型的有益效果在于：
相较于现有的技术，本实用新型结构简单紧凑、占地面积小，结合了空气多重分级燃烧技术和炉内烟气回流技术：助燃空气一部分通过一次风孔到达一次风分配器，经过一次风通道，与达到空燃混合头的燃气形成一次燃烧；另一部分助燃空气经过二次风通道与一次燃烧后的烟气形成二次燃烧；还有一部分助燃空气经过三次风通道进入空燃混合头，与二次燃烧后的烟气形成三次燃烧；最后一部分助燃空气经过四次风通道与三次燃烧后的烟气在燃烧室内形成四次燃烧，四次燃烧后的烟气从烧嘴砖高速喷出，喷出的高速火焰能高效地卷吸炉内的烟气参与最终燃烧；通过减少燃烧初期、燃烧中期的空气供给，推迟燃烧初期空气和燃气的的混合，进而抑制燃烧初期NOx的生成，经过优化后的多重空气分配配比能够保证燃烧初期和燃烧中期有合适的燃气过剩系数，即燃气过剩、空气不足，该燃烧过程能极大的减少快速型NOx的产生。
附图说明
图1 是本实用新型的结构示意图。
图2 是一次风分配器的结构示意图。
图3 是空燃混合头的侧视图。
图4 是本实用新型的工作原理图。
图5 是一次风分配器内的风向示意图。
图6 是空燃混合头内的风向示意图。
附图标号说明：1-空气壳体；2-燃气壳体；3-燃气入口；4-空气入口；5-空气安装法兰；6-烧嘴砖；7-燃烧室；8-空燃混合头；9-一次风孔；10-一次风分配器；11-一次风通道；12-二次风通道；13-三次风通道；14-点火电极；15-检测电极；16-燃气管；17-四次风隔板。
具体实施方式
下面结合具体实施例和说明书附图对本实用新型予以详细说明。
请参阅图1-3所示，本实用新型关于一种空气多重分级低NOx烧嘴，包括中空的空气壳体1、烧嘴砖6、烧嘴芯和点火烧嘴，所述空气壳体1的表面设置有空气入口4，所述烧嘴砖6内设有燃烧室7，所述烧嘴芯包括燃气壳体2、固定在燃气壳体2上的燃气管16及连通设置在燃气管16两端的空燃混合头8、燃气入口3，所述空气壳体1的一端与烧嘴砖6连接，并与燃烧室7连通，另一端与燃气壳体2连接，所述点火烧嘴设置在空燃混合头8处，所述空燃混合头8插入燃烧室7内部，所述空燃混合头8一端的表面设有一次风孔9，空燃混合头8内设有一次风分配器10，所述一次风分配器10内沿其延伸方向设有二次风通道12，一次风分配器10侧表面设有与二次风通道12连通的一次风通道11，所述二次风通道12一端与一次风孔9对应连接，所述空燃混合头8侧表面设有三次风通道13，所述空燃混合头8另一端连接有四次风隔板17，所述四次风隔板17为多孔结构，空燃混合头8和燃烧室7之间的间隙形成四次风通道，所述空燃混合头8是烧嘴一次燃烧、二次燃烧、三次燃烧的区域，所述燃烧室7是烧嘴四次燃烧的区域。
相较于现有的技术，本实用新型结构简单紧凑、占地面积小，结合了空气多重分级燃烧技术和炉内烟气回流技术：助燃空气一部分通过一次风孔9到达一次风分配器10，经过一次风通道11，与达到空燃混合头8的燃气形成一次燃烧；另一部分助燃空气经过二次风通道12与一次燃烧后的烟气形成二次燃烧；还有一部分助燃空气经过三次风通道13进入空燃混合头8，与二次燃烧后的烟气形成三次燃烧；最后一部分助燃空气经过四次风通道与三次燃烧后的烟气在燃烧室7内形成四次燃烧，四次燃烧后的烟气从烧嘴砖6高速喷出，喷出的高速火焰能高效地卷吸炉内的烟气参与最终燃烧；通过减少燃烧初期、燃烧中期的空气供给，推迟燃烧初期空气和燃气的的混合，进而抑制燃烧初期NOx的生成，经过优化后的多重空气分配配比能够保证燃烧初期和燃烧中期有合适的燃气过剩系数，即燃气过剩、空气不足，该燃烧过程能极大的减少快速型NOx的产生。
本实施例中，所述烧嘴砖6为缩口烧嘴砖，所述燃烧室7为由内侧向外侧的渐窄结构。
采用上述方案，四次燃烧后的烟气从缩口烧嘴砖的缩口高速喷出，喷出的高速火焰能高效地卷吸炉内的烟气参与最终燃烧，卷吸过来的炉内烟气能稀释最终燃烧过程中的氧浓度，降低火焰燃烧峰值温度，使得燃烧过程中的热力型NOx生成大量减少，从而得到较低的NOx排放。
本实施例中，所述二次风通道12沿燃烧室7延伸的一端带有缩口。
采用上述方案，二次风通道12有缩口，有效的提高了喷出速度，喷入炉内时能最大化的卷吸炉内烟气，同时也能搅动炉内气流，使得炉温更加均匀。
本实施例中，所述空气壳体1由钢板构成，所述空气壳体1内部设有保温层填充，所述保温层由耐火材料构成。
采用上述方案，保温层主要目的是用于烧嘴本体的隔热、保温以及支撑等作用，保温层采用耐火材料制成，可以避免烧嘴在使用过程中因为表面温度过高而燃烧。
本实施例中，所述空气壳体1上在空气入口4处设有空气安装法兰5。
采用上述方案，通过在空气壳体1上在空气入口4处设有空气安装法兰5，可以连接外部空气管路。
本实施例中，所述点火烧嘴包括点火电极14和检测电极15，所述点火电极14的点火端和检测电极15的检测端固定在空燃混合头8上。
采用上述方案，使得点火烧嘴具有信号传输灵敏和导热性能强的特点；进一步，点火电极14和检测电极15采用丝扣旋紧式固定在空燃混合头8上，更加牢固可靠。
下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
参阅图4-6所示，本实用新型的工作原理为：
1.助燃空气经过空气入口4进入烧嘴壳体和保温层的内部腔体，到达空燃混合头8；燃气由燃气入口3进入，经过燃气管16到达空燃混合头8；
2.一部分助燃空气通过一次风孔9到达一次风分配器10，这部分助燃空气分为两股，一部分经过一次风通道11，与达到空燃混合头8的燃气形成一次燃烧；另一部分经过二次风通道12与一次燃烧后的烟气形成二次燃烧；
3.另一部分助燃空气经过三次风通道13进入空燃混合头8，与二次燃烧后的烟气形成三次燃烧；
4.还有一部分助燃空气经过四次风通道与三次燃烧后的烟气在缩口燃烧室7内形成四次燃烧；
5.最终，四次燃烧后的烟气从带缩口烧嘴砖6的缩口高速喷出，喷出的高速火焰能高效地卷吸炉内的烟气参与最终燃烧，卷吸过来的炉内烟气能稀释最终燃烧过程中的氧浓度，降低火焰燃烧峰值温度，使得燃烧过程中的热力型NOx生成大量减少，从而得到较低的NOx排放。
以上实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。