一种大功率低氮燃烧器的制作方法

本实用新型涉及燃烧器设计技术领域，尤其涉及一种大功率低氮燃烧器。

背景技术：

燃烧器，是供燃料与空气以一定的比例混合燃烧的设备。燃烧器的燃烧效率、制造成本、设备体积、使用成本是其性能优良的重要指标。按照燃烧方式划分，燃烧器可以由多种类型。浓淡燃烧型燃烧器则是其中的一种，浓淡燃烧型燃烧器采用的浓淡燃烧技术是一种能降低NOx的燃烧技术，该技术通过将整个燃烧过程人为区分为燃气和空气配比不同的若干阶段，从而使得燃气的燃烧分别在燃气过浓、燃气过淡和燃尽三个区域分阶段完成，从而达到燃烧过程中抑制有害的NOx生成的目的。

目前的浓淡型燃烧器在工作中，燃气与空气的混合效果较差或者无法满足不同工况下的合理配合，进而导致燃料的燃烧不够充分，造成燃烧效率较低。与此同时，由于风道设置不合理，目前的浓淡型燃烧器的自身压力损失较大，者会导致风机的功率增大，进而会增大生产和使用成本。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是目前的浓淡型燃烧器混合效果较差，导致燃烧效率较低以及风道设置不合理导致的使用成本较高的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：

一种大功率低氮燃烧器，包括蜗壳、周边风道、中心风道、混合燃烧段、周边燃气喷射装置和中心燃气喷射装置；其中：

所述蜗壳用于与风机的出风口连接，以形成旋流空气流；

所述蜗壳、所述周边风道和所述混合燃烧段依次连通，形成外围腔体；

所述中心风道位于所述外围腔体内，且所述中心风道的一端连接所述蜗壳的内腔，另一端伸至所述混合燃烧段；

所述周边燃气喷射装置位于所述周边风道内，且朝向所述混合燃烧段喷射燃气；

所述中心燃气喷射装置设置在所述中心风道内，且朝向所述混合燃烧段喷射燃气。

进一步地，上述大功率低氮燃烧器中，所述中心风道包括第一缩口段和第一等径段；所述第一缩口段位于所述蜗壳内，且所述第一缩口段横截面积较小的一端与所述第一等径段连通，所述第一等径段自所述蜗壳延伸至所述混合燃烧段。

进一步地，上述大功率低氮燃烧器中，所述第一缩口段与所述第一等径段同轴分布，且均与所述外围腔体同轴布置。

进一步地，上述大功率低氮燃烧器中，所述中心燃气喷射装置包括中心燃气管、中心燃气喷头和中心起旋器；所述中心燃气管与所述中心风道同轴布置，所述中心燃气喷头设置在所述中心燃气管的端部；所述中心起旋器固定在所述中心燃气管用于固定所述中心燃气喷头的一端。

进一步地，上述大功率低氮燃烧器中，所述周边燃气喷射装置包括：

固定在所述周边风道外侧的燃气室；和，

一端与所述燃气室连通，另一端引入所述周边风道，且向所述混合燃烧段喷出燃气的多个支管。

进一步地，上述大功率低氮燃烧器中，多个所述支管沿着与所述外围腔体的轴线平行的方向延伸。

进一步地，上述大功率低氮燃烧器中，多个所述支管均设置有喷头，所述喷头成对分布，多对所述喷头至少包括第一对喷头和第二对喷头，所述第一对喷头为多孔喷头，所述第二对喷头为单孔喷头，所述单孔喷头的朝着平行于所述外围腔体的轴线的方向喷气。

进一步地，上述大功率低氮燃烧器中，所述周边风道包括第二缩口段和第二等径段；所述第二缩口段横截面积较大的一端与所述蜗壳的内腔连通，所述第二等径段的一端与所述第二缩口段横截面积较小的一端对接，另一端与所述混合燃烧段连接。

进一步地，上述大功率低氮燃烧器中，所述蜗壳内设置有风门，所述风门设置在所述蜗壳与所述周边风道相衔接的部位，用于控制流向所述周边风道内的空气量。

进一步地，上述大功率低氮燃烧器中，所述风门通过传动机构实现驱动，所述传动机构位于所述蜗壳内。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的大功率低氮燃烧器中，蜗壳将形成的旋流空气流分成两股，并分别进入中心风道和周边风道内，周边燃气喷射装置和中心燃气喷射装置能向混合燃气段内喷射燃气，这种射流燃气与旋流空气混合具有较好的混合效果，能提高燃烧效率。与此同时，本实用新型提供的大功率低氮燃烧器采用内外套设的中心风道与周边风道同时供风，同时在中心通道设置有中心燃气喷射装置，在周边风道内设置有周边燃气喷射装置，上述分级供风及分级供燃气的方式具有较好的调节灵活度，进而能较好地调节浓淡燃烧性燃烧器在不同工况下的燃气与空气的配比，同时通过分级配送从形成贫氧区域和富氧区域，贫氧区内的反应物会对富氧区生成的氮氧化物进行还，达到较好的燃烧效果。

通过实验证明，本实用新型提供的大功率低氮燃烧器可以不用起旋器即可达到较好的混合及燃烧效果，能够不用起旋器则能够降低浓淡型燃烧器的自身压力损失，也不会导致与蜗壳连通的风机的功率增大，进而也不会增大生产及使用成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的大功率低氮燃烧器的结构示意图；

图2为图1的后视图；

图3为图1的右视图；

图4为图1的左视图；

图5为图4所示视角下的内部示意图；

图6为本实用新型实施例提供的大功率低氮燃烧器的内部结构示意图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种大功率低氮燃烧器，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。需要特别指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本实用新型，并且相关人员明显能在不脱离本实用新型内容、精神和范围的基础上对本文所述内容进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本实用新型技术。

在本实用新型中，除非另有说明，否则本文中使用的科学和技术名词具有本领域技术人员所通常理解的含义。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1-6，本实用新型实施例提供一种大功率低氮燃烧器，该燃烧器包括蜗壳1、周边风道2、中心风道3、混合燃烧段4、周边燃气喷射装置5和中心燃气喷射装置6。

蜗壳1是大功率低氮燃烧器的进风部分，通常与风机的出风口连通，以形成旋流空气流。具体的，风机的出风口与蜗壳1的切线方向延伸。

混合燃烧段4是供燃气与空气混合及燃烧的部位，蜗壳1、周边风道2和混合燃烧段4依次连通，以形成大功率低氮燃烧器的外围腔体。

中心风道3位于外围腔体内，中心风道3的一端连接蜗壳1的内腔，另一端伸至混合燃烧段4，蜗壳1内的空气可以进入中心风道3，实现从外围腔体的中部供风。

周边风道2与中心风道3外内套设，周边风道2也是与蜗壳1的内腔连通，用于在外围供风，中心风道3用于在中心部位供风。旋流空气流进入蜗壳1的内腔中之后，一部分进入周边风道2，另一部分进入中心风道3中。请参考图3和6，中心风道3可以通过固定杆7与周边风道2的内壁固定连接。

周边燃气喷射装置5位于周边风道2内，且朝向混合燃烧段4喷射燃气。中心燃气喷射装置6设置在中心风道3内，且朝向混合燃烧段4喷射燃气。

本实用新型实施例提供的大功率低氮燃烧器中，蜗壳1将形成的旋流空气流分成两股，并分别进入中心风道3和周边风道2内，周边燃气喷射装置5和中心燃气喷射装置6能向混合燃气段4内喷射燃气，这种射流燃气与旋流空气混合具有较好的混合效果，能提高燃烧效率。与此同时，本实施例提供的大功率低氮燃烧器采用内外套设的中心风道3与周边风道2同时供风，同时在中心通道3设置有中心燃气喷射装置6，在周边风道2内设置有周边燃气喷射装置5，上述分级供风及分级供燃气的方式具有较好的调节灵活度，进而能较好地调节浓淡燃烧性燃烧器在不同工况下的燃气与空气的配比，同时通过分级配送从形成贫氧区域和富氧区域，贫氧区内的反应物会对富氧区生成的氮氧化物进行还，达到较好的燃烧效果。

通过实验证明，本实施例提供的大功率低氮燃烧器可以不用起旋器即可达到较好的混合及燃烧效果，能够不用起旋器则能够降低浓淡型燃烧器的自身压力损失，也不会导致与蜗壳1连通的风机的功率增大，进而也不会增大生产及使用成本。

本实施例提供的大功率低氮燃烧器可以通过中心风道3和周边风道2实施燃气和空气的调节，实现更大的调节比，进而能够使得大功率低氮燃烧器处于更多的工作点，满足更多的工况，适应锅炉等设备急剧的负载变化。

请参考图1、2和6，本实施例中，中心风道3包括第一缩口段31和第一等径段32。第一缩口段31位于蜗壳1内，第一缩口段31横截面积较小的一端与第一等径段32连通，第一等径段32自蜗壳1延伸至混合燃烧段4。此种情况下，空气进入中心风道3后第一缩口段31能起到加速的作用，进而能使得旋流空气流较好地保持，进而较好地为后续混合实施准备。具体的，第一缩口段31与第一等径段32同轴分布，且与外围腔体同轴布置，达到较好的中心供风效果。

请再次参考图6，中心燃气喷射装置6可以包括中心燃气管61、中心燃气喷头62和中心起旋器63，中心燃气管61与中心风道3同轴布置，中心燃气喷头62设置在中心燃气管61的端部。中心起旋器63固定在中心燃气管61用于固定中心燃气喷头62的一端。中心起旋器63的作用在于维持进入中心燃气管61的空气处于旋流状态，不会导致大功率低氮燃烧器产生较大的压力损失，因此，整体而言，不但能较好地起到混合作用，同时不会提高风机的功率，也不会增加大功率低氮燃烧器的生产和使用成本。

请参考图6，本实施例提供的大功率低氮燃烧器中，中心燃气喷射装置6可以包括中心燃气管61、中心燃气喷头62和中心起旋器63，三者同轴布置。中心燃气管61与中心风道3同轴布置，中心燃气喷头62设置在中心燃气管61的端部。中心起旋器63固定在中心燃气管61用于固定中心燃气喷头62的一端。中心起旋器63的作用仅仅是起到维持空气流处于旋流状态，而且中心起旋器63位于中心风道3的内部，因此相对于整个大功率低氮燃烧器而言，不会增大风机的功率。

请再次参考图6，周边燃气喷射装置5可以包括燃气室51和多个支管52。燃气室51固定在周边风道2的外侧，多个支管52的一端与燃气室51连通，另一端引入周边风道2，用于向混合燃烧段4喷出燃气。多个支管52向混合燃烧段4内多点喷气，能提高混合效果。优选的，上述多个支管52沿着中心燃气管61的外侧均匀分布。多个支管52的喷射段可以布置喷头。多个支管52可以均沿着与外围腔体的轴线平行的方向延伸。

请参考图3，多个支管52均设置有喷头，喷头可以成对分布。多对喷头至少包括第一对喷头和第二对喷头。第一对喷头为多孔喷头，第二对喷头为单孔喷头，单孔喷头的朝向平行于外围腔体的轴线方向喷气。

请参考图1、2和6，周边风道2可以包括第二缩口段21和第二等径段22；第二缩口段21横截面积较大的一端与蜗壳1的内腔连通，第二等径段22的一端与第二缩口段21横截面积较小的一端对接，另一端与混合燃烧段4连接。同样道理，第二缩口段21能加速空气流动，同时较好地保持旋流状态。

为了较好地调整进入周边风道2内的空气量，蜗壳1内可以设置有风门11。风门11设置在蜗壳1与周边风道2相衔接的部位，用于控制流向周边风道2内的空气量。具体的，本实施例中，风门11通过传动机构实现驱动，传动机构位于蜗壳1内。传动机构设置在蜗壳1内，能减少人为的损坏，同时也可以避免对操作工人的伤害。

本实施例提供的大功率低氮燃烧器的结构可以分为多个组件可拆卸连接，便于部件的更换及检修，减少安装的人工及机械成本。大功率低氮燃烧器的外围部件可以设置多个安装位，便于大功率低氮燃烧器适应不同的外部安装环境。大功率低氮燃烧器可以设置观察孔和安装孔，便于观察工作状况及连接。

本实施例提供的大功率低氮燃烧器的高温部位，例如混合燃烧区，可以采用耐高温材料制成，混合燃烧区可以与其它部分采用丝扣或销子进行连接，便于拆卸更换，进而能降低零部件的更换成本。

本实施例提供的大功率低氮燃烧器能够在周边风道2和中心风道3同时调节燃气与空气量，进而可以使得浓淡区位置即比例发生变化，进而能降低氮氧化物的生成。

需要说明的是，本申请中，大功率低氮燃烧器能降低燃烧过程中氮氧化物的生成，因此能达到低氮的效果，氮氧化物的排放可以达到60mg/m³(@3％O₂)。大功率指的燃烧器的功率大于5.6MW。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。