一种燃气锅炉烟气再循环系统的制作方法

本实用新型涉及燃气锅炉节能环保技术，尤其涉及一种燃气锅炉烟气再循环系统。

背景技术：

大气污染成为现在全球关注的热点，造成大气污染的主要元凶之一是氮氧化合物。氮氧化物与其他污染物在一定条件下将产生光化学烟雾污染，对人类的生存环境产生巨大的威胁，这使得低氮燃烧技术成为国内外重点研究课题。

氮氧化物主要来源于燃料的燃烧产生的烟气，影响烟气中氮氧化合物形成的因素可归纳为三个方面，第一方面是与燃料特性有关，燃料中氮元素越多，越易生成氮氧化合物；第二方面与燃烧过程中的技术参数有关，如燃烧温度达到某一临界温度时，氮氧化合物的含量随温度呈指数关系上升；第三方面与燃烧设备的类型有关。在中国，随着燃气使用的普及和环保要求的日益严格，绝大部分燃气锅炉的氮氧化合物排放不达标，对环境造成严重污染。因此，研究低氮天然气锅炉成为解决大气污染的有效方法之一。

现有的燃气锅炉存在以下问题：1、配风不良导致燃烧不充分；2、炉膛温度较低导致燃烧不充分；3、氮氧化物排放难以达到排放标准。

鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种燃气燃烧时有效降低氮氧化物生成的燃气锅炉烟气再循环系统，用以克服上述技术缺陷。

为实现上述目的，本实用新型提供的燃气锅炉烟气再循环系统，包括空气通入装置、将燃气与空气混合并燃烧的燃烧装置及回收再循环的烟气的烟气回收装置，空气通入装置与燃烧装置连接并相通，燃烧装置通过管道与烟气回收装置连通，烟气回收装置与空气通入装置连通，空气通入装置包括一向燃烧装置提供流动空气的风机及空气管道，燃烧装置包括蓄积空气的第一燃烧装置、作为空气通道并用于向燃烧装置内通入燃气的第二燃烧装置、第三燃烧装置、炉膛壳体及锅炉壳体，第一燃烧装置、第二燃烧装置及第三燃烧装置为中空筒体，空气管道一端与风机连接，其另一端与第一燃烧装置的侧壁固定连接并连通，第二燃烧装置一端与第一燃烧装置固定连接，其另一端固定于锅炉壳体的进口并与第三燃烧装置套接，第三燃烧装置与炉膛壳体固定连接并连通，第三燃烧装置及炉膛壳体设置于锅炉壳体内部，炉膛壳体的顶端设置烟筒，烟筒穿过并固定于锅炉壳体上，燃烧后产生的烟气自烟筒流出，空气自风机依次通入空气管道、第一燃烧装置及第二燃烧装置，在第三燃烧装置内，空气与燃气充分混合，在点火装置作用下，燃烧产热。

烟气回收装置包括一将回收的烟气与空气混合的预混箱，预混箱一端通过预混箱进烟管道与控制通入烟气流量的烟气进口通道连通，烟气进口通道的另一端与烟筒的侧壁通过“L”型的烟气回收管道连通，预混箱的另一端与风机的入口连通，预混箱的底端设置供空气通入的开口。

作为一种优选的方案，烟气进口通道的上部设置一用于控制通入预混箱烟气流量的第二风门执行器，第二风门执行器与一径向穿过烟气进口通道的第二转轴杆连接，烟气进口通道内部设置一与第二转轴杆固定连接的进烟挡板，进烟挡板的面积不大于烟气进口通道的截面。

作为一种优选的方案，第三燃烧装置包括与第二燃烧装置相连的第三燃烧装置筒体和设置在第三燃烧装置筒体内部的气体混合装置，气体混合装置包括空气通道、燃气通道和设置在燃气通道顶端的燃烧盘，空气通道设置在燃气通道和第三燃烧装置筒体之间，在空气通道内设有一用于将空气形成旋转气流的导流装置。

作为一种优选的方案，燃烧盘包括第一固定圆筒、第二固定圆筒及燃气喷出装置，第一固定圆筒与第二固定圆筒等高且同轴线，第一固定圆筒的筒径小于第二固定圆筒的筒径，第一固定圆筒与第二固定圆筒的顶端分别连接一与其垂直的环状平台，即第一平台和第二平台，第一平台和第二平台未连接，燃气喷出装置为一截面为倒“U”形的环状结构，其开口端固定于第一平台和第二平台的上表面。

作为一种优选的方案，燃气喷出装置的底端设置若干个呈圆周状均匀分布的用于轴向喷出燃气的第一燃气喷口，燃气喷出装置的外侧壁设置若干个呈圆周状均匀分布的用于径向喷出燃气的第二燃气喷口，燃气喷出装置的内侧壁设置若干个呈圆周状均匀分布的用于径向喷出燃气的第三燃气喷口。

作为一种优选的方案，燃气喷出装置内部设置将其分隔为若干燃气喷出区域的第一隔挡板，第一隔挡板上设置通孔，第一固定圆筒与第二固定圆筒之间通过设置第二隔挡板将其分隔为若干互不连通的燃气传送区域。

作为一种优选的方案，第二燃烧装置包括第二燃烧装置筒体，第二燃烧装置筒体的侧壁设置燃气进口，燃气进口与第一燃气通道连通，第一燃气通道沿第二燃烧装置筒体的径向设置，其另一端封闭。

作为一种优选的方案，燃气通道包括第二燃气通道、第三燃气通道及第四燃气通道，第二燃气通道沿第三燃烧装置筒体轴向设置，第二燃气通道一端与第一燃气通道连通，其另一端与沿第三燃烧装置筒体径向设置的第三燃气通道的中点处连通，第二燃气通道穿过导流装置的中心且二者固定连接，导流装置固定在第二燃气通道的位置可调，以满足对不同状态的旋转空气流的要求，第三燃气通道两端封闭，其与若干个轴向设置的第四燃气通道连通，第四燃气通道的开口与固定盘连接。

作为一种优选的方案，固定盘为一沿第三燃烧装置筒体径向设置的圆环，固定盘的另一侧与第一固定圆筒、第二固定圆筒的底端固定连接，第四燃气通道的开口设置于第一固定圆筒的外壁和第二固定圆筒的内壁之间，第四燃气通道的开口与燃气传送区域一一对应。

作为一种优选的方案，导流装置为导流盘，导流盘由一与第二燃气通道外壁连接的导流装置套管和固定连接在其外侧的导流叶片组成。

本实用新型提供的燃气锅炉烟气再循环系统，预混箱的开口处的空气受到风机的作用，依次通入风机连接通道和空气进口通道，后流入第一燃烧装置、第二燃烧装置及第三燃烧装置，在第三燃烧装置内的导流装置作用下，形成旋转空气流，旋转空气气流自燃烧盘的第一固定圆筒的内部和第二固定圆筒的外部轴向流动，第一固定圆筒的内部的空气流量小于第二固定圆筒的外部的空气流量，燃气自轴向的第一燃气喷口及径向的第二燃气喷口、第三燃气喷口喷出，第三燃气喷口接触的空气量小，当点火装置点火后，燃烧温度低，产生的氮氧化物少，第一燃气喷口、第二燃气喷口喷出的燃气及第三燃气喷口处未燃烧的燃气与旋转空气流充分混合、燃烧，不仅提高了燃烧效率，使燃烧更加稳定，且在保证燃烧热效率的前提下取得较小的空气系数，降低了烟气中氧气浓度，从而降低了氮氧化物的生成。

燃气与空气在炉膛壳体内部燃烧，产生的烟气自烟筒流出，一部分烟气排入大气，另一部分通过与之连接的烟气回收管道通入烟气回收装置，回收的烟气自烟气回收管道流入烟气进口通道时，通过第二风门执行器控制回收烟气的量，回收的烟气通入预混箱，与预混箱内的空气混合，降低了通入燃烧装置内的空气的氧气浓度，同时降低燃烧装置内温度，进而降低了NOx的排放浓度，且回收部分烟气减少了烟气向大气中的排放量，减少了污染。

附图说明

图1为本实用新型提供的燃气锅炉烟气再循环系统的主视图；

图2为本实用新型提供的燃气锅炉烟气再循环系统的左视图；

图3为本实用新型提供的燃气锅炉烟气再循环系统的炉壳内部俯视图；

图4为本实用新型图3中燃烧器A-A向剖视图；

图5为本实用新型提供的燃气锅炉烟气再循环系统的气体混合装置的主视图；

图6为本实用新型提供的燃气锅炉烟气再循环系统的气体混合装置的俯视图；

图7为本实用新型提供的燃气锅炉烟气再循环系统的燃烧盘的剖视图；

图8为本实用新型提供的燃气锅炉烟气再循环系统的燃烧盘的仰视图；

图9为本实用新型提供的燃气锅炉烟气再循环系统的燃烧盘的燃气喷出装置的仰视图；

图10为本实用新型提供的燃气锅炉烟气再循环系统的预混箱的仰视图；

图11为本实用新型图1中B-B向烟气进口通道剖视图；

图12为本实用新型图2中C-C向空气进口通道剖视图。

图中：1、空气通入装置；11、电机；12、电机支架；13、风机壳；14、风机连接通道；15、空气进口通道；16、第一风门执行器；17、第一支座；18、第一转轴杆；19、进风挡板；2、燃烧装置；21、第一燃烧装置；211、第一燃烧装置风筒；212、风筒挡盖；213、观察孔座；22、第二燃烧装置；221、第二燃烧装置筒体；222、燃气进口；223、第一燃气通道；23、第三燃烧装置；231、第三燃烧装置筒体；232、第二燃气通道；233、导流装置；2331、导流装置套管；2332、导流叶片；234、第三燃气通道；235、第四燃气通道；236、固定盘；237、燃烧盘；2371、第一固定圆筒；2372、第二固定圆筒；2373、燃气喷出装置；2373a、第一燃气喷口；2373b、第二燃气喷口；2373c、第三燃气喷口；2373d、固定螺钉；2374、第一平台；2375、第二平台；2376、第一隔挡板；2377、第二隔挡板；2378、固定支架；24、炉膛壳体；241、烟筒；25、锅炉壳体；3、烟气回收装置；31、烟气回收管道；32、烟气进口通道；33、第二风门执行器；34、第二支座；35、第二转轴杆；36、进烟挡板；37、预混箱进烟管道；38、预混箱；39、预混箱出气通道。

具体实施方式

体现本实用新型特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。

为了进一步说明本实用新型的原理和结构，现结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明。

参见图1-3，由图可知，本实用新型提供的燃气锅炉烟气再循环系统，包括空气通入装置1、将燃气与空气混合并燃烧的燃烧装置2及回收再循环的烟气的烟气回收装置3，所述空气通入装置1与所述燃烧装置2连接并相通，所述燃烧装置2通过管道与所述烟气回收装置3连通，所述烟气回收装置3与空气通入装置1连通，所述空气通入装置1包括一向所述燃烧装置2提供流动空气的风机及空气管道，所述风机包括电机11及风机壳13，所述电机11的输出端连接一叶轮，该叶轮设置于风机壳13内部，当电机11工作，叶轮转动，可使自风机壳13开口端流入的空气形成旋转气流，通过空气管道输送至燃烧装置2，所述电机11底部设置电机支架12，以固定并支持电机11，所述空气管道包括风机连接通道14和空气进口通道15，所述风机连接通道14与风机壳13的出口端连通，所述空气进口通道15一端与风机连接通道14固定连接，其另一端与燃烧装置2连通。

所述风机连接通道14和空气进口通道15的截面均为方形，所述风机连接通道14和空气进口通道15固定连接，其端口均外翻，且外翻处设置固定孔，以利于通道间的连接固定，同时方便拆卸。

参见图2、12，所述空气进口通道15的上部设置第一风门执行器16，所述第一风门执行器16与一径向穿过空气进口通道15的第一转轴杆18连接，所述第一转轴杆18与空气进口通道15接触处密封，在空气进口通道15内，所述第一转轴杆18与一进风挡板19固定连接，所述进风挡板19为一方形板，其面积等于或稍小于空气进口通道15的截面，所述第一转轴杆18设置于进风挡板19的中轴线处，所述第一风门执行器16通过控制第一转轴杆18的旋转状态，从而控制进风挡板19的角度，以控制通入燃烧装置2的空气的量，所述第一风门执行器16与空气进口通道15的上表面之间通过第一支座17固定，所述第一支座17为一水平方向的“U”型支架。

参见图1-3，所述燃烧装置2包括蓄积空气的第一燃烧装置21、作为空气通道并用于向燃烧装置2内通入燃气的第二燃烧装置22、第三燃烧装置23、炉膛壳体24及锅炉壳体25，所述第一燃烧装置21、第二燃烧装置22及第三燃烧装置23为中空筒体，所述空气进口通道15与第一燃烧装置21的侧壁固定连接并连通，所述第二燃烧装置22一端与所述第一燃烧装置21固定连接，其另一端套接于第三燃烧装置23外部并通过其边沿的外翻结构固定于锅炉壳体25的进口，所述第三燃烧装置23与所述炉膛壳体24固定连接并连通，所述第三燃烧装置23及炉膛壳体24设置于所述锅炉壳体25内部，所述炉膛壳体24的顶端设置烟筒241，所述烟筒241穿过并固定于所述锅炉壳体25上。

所述第一燃烧装置22包括第一燃烧装置风筒211，所述第一燃烧装置风筒211与第二燃烧装置22连接的对侧通过风筒挡盖212密封，所述风筒挡盖212上设置观察孔座213，所述观察孔座213中心位置设置观察孔，以利于操作者对燃烧设备内燃烧情况进行监测。

参见图4，所述第二燃烧装置22包括第二燃烧装置筒体221，所述第二燃烧装置筒体221的侧壁设置燃气进口222，所述燃气进口222与第一燃气通道223连通，所述第一燃气通道223沿所述第二燃烧装置筒体221的径向设置，其另一端封闭。

所述第三燃烧装置23包括与所述第二燃烧装置22相连的第三燃烧装置筒体231和设置在所述第三燃烧装置筒体231内部的气体混合装置，所述气体混合装置包括空气通道、燃气通道和设置在所述燃气通道顶端的燃烧盘237，所述空气通道设置在所述燃气通道和所述第三燃烧装置筒体231之间，在所述空气通道内设有一用于将空气形成旋转气流的导流装置233。空气自风机依次通入空气管道、第一燃烧装置21及第二燃烧装置22，在第三燃烧装置23内，空气与燃气充分混合，在点火装置作用下，燃烧产热。

所述燃气通道包括第二燃气通道232、第三燃气通道234及第四燃气通道235，所述第二燃气通道232沿所述第三燃烧装置筒体231轴向设置，所述第二燃气通道232一端与所述第一燃气通道223连通，其另一端与沿所述第三燃烧装置筒体231径向设置的所述第三燃气通道234的中点处连通，所述第二燃气通道232可拆卸，同时保证通道密封性。

所述第三燃气通道234两端封闭，其与若干个轴向设置的第四燃气通道235连通，参见图5、6，在本实施例中，所述第四燃气通道235为四个，其中两个位于同一水平线上，其与第三燃气通道234的连通处到第三燃气通道234的中点的距离相等，另两个第四燃气通道235为相对设置的弧形通道，且位于同一竖直面上，其与第三燃气通道234的连通处位于第三燃气通道234的中点，所述第四燃气通道235的开口与固定盘236连接，所述固定盘236为一径向设置的圆环，四个所述第四燃气通道235的开口位于同一圆上，且相邻的开口到圆心的距离构成的夹角相等，所述固定盘236与燃烧盘237固定连接。

所述导流装置233为导流盘，所述导流盘由一与所述第二燃气通道232外壁连接的导流装置套管2331和固定连接在其外侧的导流叶片2332组成。所述导流装置233用于使经过的空气形成旋转气流，所述导流装置233固定在第二燃气通道232的位置可调，以满足对不同状态的旋转空气流的要求。

参见图7-9，所述燃烧盘237包括第一固定圆筒2371、第二固定圆筒2372及燃气喷出装置2373，所述第一固定圆筒2371与所述第二固定圆筒2372等高且同轴线，所述第一固定圆筒2371的筒径小于所述第二固定圆筒2372的筒径，所述第一固定圆筒2371与所述第二固定圆筒2372的顶端分别连接一与其垂直的环状平台，即第一平台2374和第二平台2375，所述第一平台2374和第二平台2375未连接，所述燃气喷出装置2373为一截面为倒“U”形的环状结构，其开口端固定于所述第一平台2374和第二平台2375的上表面。

所述燃气喷出装置2373的底端设置若干个呈圆周状均匀分布的用于轴向喷出燃气的第一燃气喷口2373a，所述燃气喷出装置2373的外侧壁设置若干个呈圆周状均匀分布的用于径向喷出燃气的第二燃气喷口2373b。燃气自第四燃气通道235通入燃烧盘237后，在燃烧盘237的腔体内蓄积压力，后分别从轴向的第一燃气喷口2373a和径向的第二燃气喷口2373b喷出，轴向、径向喷出的燃气与旋转空气气流充分混合，提高了燃烧效率，有利于降低火焰温度，从而有效降低NOx的产生。

在本实施例中，为进一步降低NOx的产生，所述燃气喷出装置2373的内侧壁设置若干个呈圆周状均匀分布的用于径向喷出燃气的第三燃气喷口2373c，旋转空气气流自第一固定圆筒2371的内部和第二固定圆筒2372的外部轴向流动，第一固定圆筒2371的内部的空气流量小于第二固定圆筒2372的外部的空气流量，第三燃气喷口2373c接触的空气量小，燃烧温度低，产生的氮氧化物少。

所述燃气喷出装置2373内部设置将其分隔为若干燃气喷出区域的第一隔挡板2376，所述第一隔挡板2376垂直连接于燃气喷出装置2373的内、外壁，所述第一隔挡板2376上设置通孔，用于使燃气气流从燃气喷口中更持续均匀的喷出。

较优地，所述第一固定圆筒2371与第二固定圆筒2372之间通过设置第二隔挡板2377将其分隔为若干互不连通的燃气传送区域，所述燃气传送区域与所述燃气喷出区域一一对应，所述固定盘236与所述第一固定圆筒2371、第二固定圆筒2372的底端固定连接，所述第四燃气通道235的开口设置于所述第一固定圆筒2371的外壁和第二固定圆筒2372的内壁之间，所述第四燃气通道235的开口与所述燃气传送区域一一对应。

所述燃烧盘237与固定盘236之间通过固定螺钉2373d固定连接。

为防止燃烧盘237在燃气喷出过程中发生松动或旋转，在第二固定圆筒2372的外侧设置若干径向的固定支架2378，所述固定支架2378的另一端固定于第三燃烧装置筒体231的内壁。

参见图1、11，所述烟气回收装置3包括一将回收的烟气与空气混合的预混箱38，所述预混箱38一端与所述烟筒241之间设置用于控制通入烟气流量的管道，其另一端与所述风机的风机壳13的入口连通，所述烟筒241的侧壁与烟气回收管道31连接，所述烟气回收管道31为“L”型，其另一端与烟气进口通道32连接，所述烟气进口通道32的另一端与预混箱38相通，所述烟气进口通道32的上部设置一控制通入所述预混箱38的烟气流量的第二风门执行器33，所述第二风门执行器33与一径向穿过所述烟气进口通道32的第二转轴杆35连接，所述第二转轴杆35与烟气进口通道32接触处密封，在烟气进口通道32内，所述第二转轴杆35与进烟挡板36固定连接，所述进烟挡板36与所述烟气进口通道32的截面的形状相同，其面积等于或稍小于烟气进口通道32的截面，所述第二转轴杆35设置于进烟挡板36的中轴线处，所述第二风门执行器33通过控制第二转轴杆35的旋转状态，从而控制进烟挡板36的角度，以控制通入预混箱38内回收的烟气的量，所述第二风门执行器33与烟气进口通道32的上表面之间通过第二支座34固定。

参见图1、11，所述预混箱38的一端与预混箱进烟管道37连通，所述预混箱进烟管道37与烟气进口通道32连通，所述预混箱38的另一端与预混箱出气通道39连通，所述预混箱出气通道39与风机壳13的入口连通，所述预混箱38的底部设置开口，以供外界空气通入。

本实用新型提供的燃气锅炉烟气再循环系统，预混箱38的开口处的空气受到风机的作用，依次通入风机连接通道14和空气进口通道15，后流入第一燃烧装置21、第二燃烧装置22及第三燃烧装置23，在第三燃烧装置23内的导流装置233作用下，形成旋转空气流，旋转空气气流自燃烧盘237的第一固定圆筒2371的内部和第二固定圆筒2372的外部轴向流动，第一固定圆筒2371的内部的空气流量小于第二固定圆筒2372的外部的空气流量，燃气自轴向的第一燃气喷口2373a及径向的第二燃气喷口2373b、第三燃气喷口2373c喷出，第三燃气喷口2373c接触的空气量小，当点火装置点火后，燃烧温度低，产生的氮氧化物少，第一燃气喷口2373a、第二燃气喷口2373b喷出的燃气及第三燃气喷口2373c处未燃烧的燃气与旋转空气流充分混合、燃烧，不仅提高了燃烧效率，使燃烧更加稳定，且在保证燃烧热效率的前提下取得较小的空气系数，降低了烟气中氧气浓度，从而降低了氮氧化物的生成。

燃气与空气在炉膛壳体24内部燃烧，产生的烟气自烟筒241流出，一部分烟气排入大气，另一部分通过与之连接的烟气回收管道31通入烟气回收装置3，回收的烟气自烟气回收管道31流入烟气进口通道32时，通过第二风门执行器33控制回收烟气的量，回收的烟气通入预混箱38，与预混箱38内的空气混合，降低了通入燃烧装置2内的空气的氧气浓度，同时降低燃烧装置2内温度，进而降低了NOx的排放浓度，且回收部分烟气减少了烟气向大气中的排放量，减少了污染。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。