一种全预混烟气内循环低氮燃烧器的制作方法

1.本实用新型涉及工业锅炉用的燃烧器设计制造技术领域，具体涉及一种全预混烟气内循环低氮燃烧器。


背景技术：

2.燃烧器是工业锅炉重要的组成部分，是将燃料能量转化释放为热能的主要设备，根据燃料类型不同可以区分为燃气燃烧器、燃油燃烧器等。其中燃气燃烧器以是否预混合为标准，可以分为预混式燃烧器以及扩散式燃烧器等。
3.预混式燃烧器是按照完全预混燃烧方法设计的燃烧器，在燃烧之前，燃气和供给空气预先混合，再经过燃烧器的喷气管(或金属纤维燃烧头)喷出进行燃烧。预混式燃烧器由于预先混合均匀，所以能够在最佳的过剩空气系数下实现完全燃烧，另外燃烧时温度比较均匀，不容易出现局部高温，有效地降低氮氧化物的排放。但是，如果采用金属纤维表面燃烧就容易发生回火现象。
4.扩散式燃烧器是按照扩散式燃烧方法设计的燃烧器，燃烧所需的空气在燃烧过程中供给。这种燃烧器空气和燃气很难非常均匀的混合，容易出现局部高温，炉膛内温度分配不均匀，容易造成氮氧化物排放升高。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种氮氧化物排放低，燃烧更充分稳定的全预混烟气内循环低氮燃烧器。
6.为了实现上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种全预混烟气内循环低氮燃烧器，包括鼓风机及混合燃烧管本体，混合燃烧管本体的一端设置有输入轴段，混合燃烧管本体的另一端设置有输出轴段，位于输入轴段与输出轴段之间为圆柱形管状结构的中轴段，其中，输入轴段为锥形管状结构，输入轴段前端设有开口，所述开口直径大于中轴段，位于输入轴段内部装设有燃气喷散装置，位于输出轴段的端部设置有端盖，在输出轴段及端盖上均开设有出气口。
7.本实用新型进一步提供的一种全预混烟气内循环低氮燃烧器，其燃气喷散装置包括用于输送燃气的主燃气管道和连通在主燃气管道上的燃气支管以及固定设置在主燃气管道外侧的旋流混合叶片，燃气支管的数量不少于一根，且燃气支管的一端均固定在主燃气管道上，另一端为悬空的封闭端，燃气支管的管壁上分布开设有若干燃气出气孔；旋流混合叶片的叶片片数若干且均固定在主燃气管道末端设置的延伸管上，旋流混合叶片的一端固定在延伸管的外侧壁上，且沿着外侧壁周向排列分布。
8.本实用新型进一步提供的一种全预混烟气内循环低氮燃烧器，其燃气支管的数量为4至8根，每根燃气支管与主燃气管道之间垂直相连，所述燃气支管均沿着主燃气管道的外侧壁周向均匀分布，每根燃气支管上的燃气出气孔沿燃气支管长度方向分布在燃气支管的侧壁上。
9.本实用新型进一步提供的一种全预混烟气内循环低氮燃烧器，其旋流混合叶片的片数为4至15片，每片旋流混合叶片与延伸管的外侧壁固定安装的叶片角度为20
°
至60
°
，旋流混合叶片沿着延伸管的外侧壁周向均匀分布。
10.本实用新型进一步提供的一种全预混烟气内循环低氮燃烧器，其输出轴段的侧壁上开设的出气口分别是燃烧管出气槽和燃烧管出气孔，燃烧管出气槽为沿输出轴段长度方向开设的直槽，燃烧管出气孔为圆形通孔。
11.本实用新型进一步提供的一种全预混烟气内循环低氮燃烧器，其燃烧管出气槽的个数为4至10个，燃烧管出气孔的个数为6至20个，且所述的燃烧管出气槽和燃烧管出气孔均沿输出轴段16的外侧壁周向均匀分布。
12.本实用新型进一步提供的一种全预混烟气内循环低氮燃烧器，其端盖上开设有端盖旋流槽和端盖轴向出气孔，端盖旋流槽为开设在端盖周边上的斜口槽，斜口槽的倾斜角度为20
°
至60
°
，端盖轴向出气孔为开设在端盖中间部位的圆孔。
13.本实用新型进一步提供的一种全预混烟气内循环低氮燃烧器，其端盖旋流槽的个数为4至15个，且呈圆形阵列分布在端盖上，所述端盖轴向出气孔的个数为4至12个，且分布在端盖中间部位。
14.本实用新型进一步提供的一种全预混烟气内循环低氮燃烧器，其端盖是通过端盖支撑柱固定连接在输出轴段的端部，端盖与输出轴段端部的距离为端盖支撑柱的高度，其高度为5至15毫米。
15.本实用新型更进一步提供的一种全预混烟气内循环低氮燃烧器，其端盖支撑柱的数量不少于两根。
16.与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.(1)燃烧器结构简单，生产成本低；
18.(2)采用预混式燃烧和烟气内循环技术结合，降氮效果更好；
19.(3)解决了扩散式燃烧器空气和燃气很难非常均匀的混合，容易出现局部高温，炉膛内温度分配不均匀，容易造成氮氧化物排放升高的问题。
20.(4)解决了金属纤维表面式全预混燃烧器混合器及燃烧头堵塞问题，日常维护更加简单，维护成本更低。
附图说明
21.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。
22.图1为本实用新型的整体结构示意图(鼓风机未示出)；
23.图2为本实用新型的内部剖视结构示意图；
24.图3为本实用新型输出轴段一端的正投影视角的结构示意图；
25.图4为本实用新型输入轴段一端的正投影视角的结构示意图；
26.图5为本实用新型立体局部剖切结构示意图；
27.图中：1、输入轴段；2、主燃气管道；3、燃气支管；4、燃气出气孔；5、旋流混合叶片；7、燃烧管出气槽；8、燃烧管出气孔；9、环形条状出气槽；10、端盖；11、端盖旋流槽；12、端盖轴向出气孔；13、端盖支撑柱；14、混合燃烧管本体；16、输出轴段；17、中轴段；18、延伸管。
具体实施方式
28.以下结合具体实施方式对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
29.如图1至图5所示的一种全预混烟气内循环低氮燃烧器，包括鼓风机及混合燃烧管本体14，混合燃烧管本体14的一端设置有输入轴段1，混合燃烧管本体14的另一端设置有输出轴段16，位于输入轴段1与输出轴段16之间为圆柱形管状结构的中轴段17，其中，输入轴段1为锥形管状结构，输入轴段1前端设有开口，所述开口直径大于中轴段17，位于输入轴段1内部装设有燃气喷散装置，位于输出轴段16的端部设置有端盖10，在输出轴段16及端盖10上均开设有出气口。
30.具体地，所述燃气喷散装置包括用于输送燃气的主燃气管道2和连通在主燃气管道2上的燃气支管3以及固定设置在主燃气管道2外侧的旋流混合叶片5，燃气支管3的数量不少于一根，且燃气支管3的一端均固定在主燃气管道2上，另一端为悬空的封闭端，燃气支管3的管壁上分布开设有若干燃气出气孔4；旋流混合叶片5的叶片片数若干且均固定在主燃气管道2末端设置的延伸管18上，旋流混合叶片5的一端固定在延伸管18的外侧壁上，且沿着外侧壁周向排列分布。
31.具体地，所述燃气支管3的数量为六根，每根燃气支管3与主燃气管道2之间垂直相连，六根燃气支管3沿着主燃气管道2的外侧壁周向均匀分布，每根燃气支管3上的燃气出气孔4沿燃气支管3长度方向分布在燃气支管3的侧壁上。
32.更具体地，所述旋流混合叶片5的片数为12片，每片旋流混合叶片5与延伸管18的外侧壁固定安装的叶片角度为40
°
，旋流混合叶片5沿着延伸管18的外侧壁周向均匀分布。
33.进一步地，所述输出轴段16的侧壁上开设的出气口分别是燃烧管出气槽7和燃烧管出气孔8，燃烧管出气槽7为沿输出轴段16长度方向开设的直槽，燃烧管出气孔8为圆形通孔。
34.具体地，所述燃烧管出气槽7的个数为6个，燃烧管出气孔8的个数为6个，且所述的燃烧管出气槽7和燃烧管出气孔8均沿输出轴段16的外侧壁周向均匀分布。
35.进一步地，所述端盖10上开设有端盖旋流槽11和端盖轴向出气孔12，端盖旋流槽11为开设在端盖10周边上的斜口槽，斜口槽的倾斜角度为40
°
，端盖轴向出气孔12为开设在端盖10中间部位的圆孔。
36.具体地，所述端盖旋流槽11的个数为6个，且呈圆形阵列分布在端盖10上，所述端盖轴向出气孔12的个数为7个，且分布在端盖10中间部位。
37.具体地，所述端盖10是通过端盖支撑柱13固定连接在输出轴段16的端部，端盖10与输出轴段16端部的距离为端盖支撑柱13的高度，其高度为11毫米。
38.更具体地，所述端盖支撑柱13的数量为6根。
39.工作过程及原理：所述输入轴段1内有用于空气流入燃烧器的通道，主燃气管道2用于引导燃气进入燃烧器的通道，燃气由主燃气管道2流入，由燃气支管3两侧分布的多个燃气出气孔4喷出，与来自输入轴段1的空气进行初次混合，混合气延输入轴段1向下游流经旋流混合叶片5后形成旋流，加强了混合效果，促进混合均匀，由于输入轴段1为锥形管状结构具有收缩作用，混合气压缩加速，进入中轴段17后在管内进一步流动，继续混合；一部分混合气在输出轴段16的燃烧管出气槽7和端盖10与输出轴段16端部之间形成的环形条状出
气槽9喷出后燃烧，形成了多股片状火焰区域，并形成射流卷吸，不断的将烟气卷吸回流，可以进一步降低火焰燃烧温度以减少氮氧化物的生成；从燃烧管出气孔8喷出的混合气位于片状火焰区域之间，燃烧后的射流火焰不断将热烟气传递到燃烧管出气槽7和环形条状出气槽9的火焰区域，起到稳定片状火焰的作用；部分混合气从端盖轴向出气孔12喷出形成了中心火焰区域，位于锅炉的中轴线，其余的混合气从端盖旋流槽11喷出形成了旋流流场后燃烧形成旋流火焰，由于旋流的作用，
40.不断将中心火焰和环形条状出气槽9形成的片状火焰进行热传递，形成稳定的燃烧氛围。这种结构设计，能够实现完全的预先混合，形成了预混式燃烧，可以在最佳的过剩空气系数下实现完全燃烧，使得氮氧化物的排放值很低。各个燃烧区域受旋流作用产生了混合效果和剪切作用，进行着剧烈的物质和热量传递，共同形成稳定、高效的燃烧区域。
41.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
42.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。