一种旋流微混合燃烧机及燃烧方法与流程

本发明涉及一种旋流微混合燃烧机及燃烧方法，属于锅炉燃烧方法及用于实现上述方法的旋流微混合燃烧机技术领域。

背景技术：

公知的锅炉燃烧机一般为简单扩散式燃烧，即燃料气从一种大粗燃料管喷射出来，空气从燃料管周围直流或单级旋流出来，喷射出的一股燃料流很难与空气流在短时间内混合均匀，这势必造成没有混合好的燃料的燃烧不完全，以及混合在当量比附近的燃料的燃烧产生急剧高温而生成大量nox。因此，这种传统的燃烧方法存在燃烧不完全和产生大量nox污染排放的问题。为此，需要设计一种新的技术方案，能够克服上述现有技术中存在的不足。

技术实现要素：

本发明正是针对现有技术存在的不足，提供一种旋流微混合燃烧机及燃烧方法，保证了燃料流与空气在短时间混合均匀的效果，解决了传统燃料燃烧不充分的问题，极大减少了nox的产生和排放量，避免了不必要的环境污染，满足实际使用要求。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种旋流微混合燃烧机，包括：燃料管路和空气管路，所述燃料管路由一根进燃分配总管、数根进燃支管及数根出燃支管构成；所述进燃支管的下游连接所述进燃分配总管，且在沿进燃分配总管的周向均匀分布；所述进燃分配总管的下游连接出燃支管，所述出燃支管在沿进燃分配总管的周向均匀分布；

所述出燃支管包括长度较长的值班火炬出燃支管和长度较短的主燃火炬出燃支管，且所述值班火炬出燃支管和主燃火炬出燃支管上均开设有多排出燃孔；

所述空气管路由进空通道、空气旋流器和稳焰口构成，所述空气旋流器沿径向设置有多圈旋流器，每圈旋流器由内外环组成的腔体和布置在腔体中的旋流通道构成；

所述出燃支管整个布置在空气旋流器的下游及稳焰口的上游，所述空气旋流器、出燃支管和稳焰口安装在燃烧机的套筒内。

作为上述技术方案的改进，所述出燃孔布满出燃支管的整个下游半圆面，且在所述出燃支管的下游半圆面上均匀排列。

作为上述技术方案的改进，值班火炬出燃支管和主燃火炬出燃支管均相间均匀布置。

作为上述技术方案的改进，所述空气旋流器的每圈旋流器的旋流通道为叶片式结构、斜切孔式结构或者是两者的组合结构；其中，所述空气旋流器的相邻旋流器的旋流通道的旋向为相同或相反，且旋流角度也为相同或不同。

作为上述技术方案的改进，其中，所述稳焰口处设置有扩张角，且所述扩张角在30°～70°之间。

具体地，所述的旋流微混合燃烧方法，如下：空气经由空气旋流器产生所需的沿径向不同旋向和旋流强度的旋流分级空气，燃料经由出燃支管上密布的出燃孔形成均匀燃料气；在旋流分级空气作用下，每个出燃孔射流出来的微小流量燃料气均能得到旋流空气的快速搅拌和混合；该结构可以实现空气的旋向和旋流强度的可控，形成合理的旋流分级空气；可以实现燃料气在空气中射流的可控，形成所需布置的燃料气；可以实现燃料气在空气中均匀发散，快速地达到燃料气与空气的均匀混合，从而保证燃烧的高效低排放。

作为上述技术方案的改进，所述出燃孔的燃料气的轴向射流速度要小于旋流分级空气的轴向流动速度。

本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：

本发明可以实现旋流分级空气和燃料气的可控射流，可以实现燃料气在空气中的均匀发散，快速地达到燃料气与空气的均匀混合，从而保证燃烧的高效和低nox排放。

附图说明

图1是本发明的旋流微混合燃烧机的立体示意图；

图2是本发明实施例的燃烧原理图。

图中：1-进燃支管；2-进燃分配总管；3-出燃支管；4-值班火炬支管；5-主燃火炬支管；6-出燃孔；7-进空通道；8-空气旋流器；9-稳焰口；10-腔体；11-旋流通道；12-扩张角；13-套筒。

具体实施方式

下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。

如图1和图2所示，为本发明所述的旋流微混合燃烧机结构示意图。

请参阅图1和图2，本发明实施例的结构如下：

燃料管路由六根进燃支管1、一根进燃分配总管2和十二根出燃支管3构成，进燃支管1的下游连接进燃分配总管2，在沿进燃分配总管2的周向均匀分布，进燃分配总管2的下游连接出燃支管3，出燃支管3在沿进燃分配总管2的周向均匀分布；出燃支管3设置了四根长度较长的值班火炬出燃支管4和八根长度较短的主燃火炬出燃支管5，值班火炬出燃支管4和主燃火炬出燃支管5相间均匀布置；值班火炬出燃支管4和主燃火炬出燃支管5均开设多排出燃孔6，均匀布置在出燃支管的下游半圆面上。

空气管路由进空通道7、空气旋流器8和稳焰口9构成；空气旋流器8沿径向设置两圈旋流器，每圈的旋流器由内外环组成的腔体10和布置在腔体中的旋流通道11构成；旋流通道11可以是叶片式结构、斜切孔式结构或者是两者的组合结构，在本实施例采用了叶片式结构；稳焰口9的扩张角12采用36°（范围：30°-70°），出燃支管3整个布置在空气旋流器8的下游，稳焰口9的上游；空气旋流器8、出燃支管3和稳焰口4被安装在套筒13内。

具体地，所述旋流微混合燃烧方法如下：空气经由空气旋流器8产生所需的沿径向不同旋向和旋流强度的旋流分级空气，燃料经由出燃支管3上密布的出燃孔6形成均匀燃料气；在旋流分级空气作用下，每个出燃孔6射流出来的微小流量燃料气均能得到旋流空气的快速搅拌和混合；该结构可以实现空气的旋向和旋流强度的可控，形成合理的旋流分级空气；可以实现燃料气在空气中射流的可控，形成所需布置的燃料气；可以实现燃料气在空气中均匀发散，快速地达到燃料气与空气的均匀混合，从而保证燃烧的高效低排放；所述出燃孔6的燃料气的轴向射流速度要小于旋流分级空气的轴向流动速度。

本发明的技术方案是将燃料引流至多个出燃支管3，然后通过均匀密布的出燃孔6射流出来；空气引流至空气旋流器8，然后通过多级的分级旋流出来；大量出燃孔6射流出来的微小流量燃料气在旋流分级空气中得到快速搅拌掺混，从而可以实现燃料气与空气的快速均匀混合，起到提高燃烧效率和降低nox污染排放的目的。

以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种旋流微混合燃烧机，包括：燃料管路和空气管路，所述燃料管路由一根进燃分配总管、数根进燃支管及数根出燃支管构成；所述进燃支管的下游连接所述进燃分配总管，且在沿进燃分配总管的周向均匀分布；所述进燃分配总管的下游连接出燃支管，所述出燃支管在沿进燃分配总管的周向均匀分布；所述空气管路由进空通道、空气旋流器和稳焰口构成，所述空气旋流器沿径向设置有多圈旋流器，每圈旋流器由内外环组成的腔体和布置在腔体中的旋流通道构成。本发明实现旋流分级空气和燃料气的可控射流，可以实现燃料气在空气中的均匀发散，快速地达到燃料气与空气的均匀混合，从而保证燃烧的高效和低NOx排放。

技术研发人员：曾青华
受保护的技术使用者：滁州蓝擎装备有限公司
技术研发日：2017.10.25
技术公布日：2018.02.02