一种低氮排放燃气燃烧器的制作方法

本发明涉及一种低氮排放燃气燃烧器，属于锅炉燃烧机械技术领域。

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。目前我国环保部门对燃烧产生的污染物排放限制要求越来越高。为此，降低氮氧化物排放是目前燃气燃烧器设计的主要目标之一。

目前，控制燃气燃烧器氮氧化物排放的主要的技术手段包括空气分级，空气旋流与直流风配合，燃气分级以及烟气再循环等方式。现阶段燃烧器的氮氧化物的排放较高的原因在于中心火焰温度过高，而由于氮氧化物是在高温下才会生成的，因此在有限的燃烧空间内如何分散火焰，降低中心火焰温度，成为燃烧器设计的重点考虑因素。

技术实现要素：

本发明为解决现有技术的不足，提供一种低氮排放燃气燃烧器。

本发明的技术方案如下：一种低氮排放燃气燃烧器，包括燃气进气管、布气管、点火杆、燃烧筒，在所述燃气进气管的中心还设置有中心空气管；所述燃烧筒包括外燃烧筒和内燃烧筒；所述布气管设置在燃气进气管的尾部，所述布气管包括第一布气管和第二布气管，第一布气管和第二布气管的根部与燃气进气管内部连通，第一布气管的头部开口，第二布气管的头部封闭，在第二布气管的侧面开有侧出气口；在燃气进气管的末端管外固定连接套有旋风盘，第一布气管的头部穿出旋风盘，第二布气管的头部未穿过旋风盘，第一布气管的头部和第二布气管的头部分居在旋风盘的两侧；在所述旋风盘的外围套有所述内燃烧筒，内燃烧筒的外部套有外燃烧筒，内燃烧筒和外燃烧筒之间留有空隙；燃气进气管的末端管内固定连接套有空心截顶圆锥形布气帽，布气帽上设置有螺旋出气口，布气帽穿过旋风盘，所述中心空气管穿过布气帽；所述外燃烧筒、内燃烧筒、旋风盘、布气帽、燃气进气管、中心空气管同轴设置。

进一步的，所述第一布气管和第二布气管沿燃气进气管的尾部径向间隔均匀分布，且第一布气管和/或第二布气管的轴线与燃气进气管尾部轴线之间的夹角为锐角。

进一步的，所述第二布气管的侧出气口的中心到第二布气管轴线的垂线与燃气进气管轴线相垂直。

进一步的，所述旋风盘上设置有斜切的旋风口，旋风口的出风方向与旋风盘平面的夹角为锐角。

进一步的，所述空心截顶圆锥形布气帽包括截顶空心圆锥体和空心圆柱体两部分，空心圆柱体套在燃气进气管内末端。

进一步的，所述第一布气管和/或第二布气管的轴向与燃气进气管尾部轴向之间的夹角为30度。

进一步的，所述旋风口的出风方向与旋风盘平面的夹角为45度。

本发明的积极有益效果：通过将燃烧筒设置为外燃烧筒和内燃烧筒，将燃料分隔分层燃烧，降低火焰温度；同时通过将布气管设置为两种布气管，即第一布气管和第二布气管，并通过旋风盘将两种布气管隔开，实现了燃气的分层燃烧；第二布气管位于旋风盘的内侧，采用侧出气口设计，使得燃气采取螺旋形喷出并燃烧；第一布气管穿过旋风盘，位于旋风盘的外侧，采取头部开口，与旋风盘上的斜切的旋风口相配合，使得空气和燃气也呈螺旋形混合喷射并燃烧；通过将布气帽设计为圆锥形，并在圆锥上开有螺旋形的出气孔，使得中心燃气进行空间上的分层燃烧；通过中心空气管的通入冷空气，还可进一步降低中心火焰的温度。本发明使得燃气和空气混合均匀，分层燃烧，燃烧充分，降低中心火焰的温度，可明显降低氮氧化物的排放。

附图说明

图1是本发明的的整体结构示意图。

图2是本发明的剖视图。

图3是本发明剖视图的局部放大图。

图4是不含外燃烧筒的燃烧器结构示意图。

图5是旋风盘结构示意图。

图6是布气帽结构示意图。

图中标记：1、燃气进气管；11、第一布气管；111、直出气孔；12、第二布气管；121、侧出气口；2、点火杆；3、火焰检测器；4、外燃烧筒；5、中心空气管；6、布气帽；61、螺旋出气口；62、空心圆柱体；63、截顶空心圆锥体；7、旋风盘；71、旋风口；72、第一布气管穿孔；73、固定孔；74、点火杆穿孔；75、火焰检测器穿孔；76、布气帽穿孔；8、内燃烧筒。

具体实施方式

为了更充分的解释本发明的实施，提供本发明的实施例，该实施例仅是对本发明的阐述，不限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种低氮排放燃气燃烧器，包括燃气进气管1，点火杆2、火焰检测器3、外燃烧筒4，中心空气管5。外燃烧筒4和燃气进气管1的同轴设置。燃烧器的剖视图如图2-3所示，在所述燃气进气管1的内部还设置有中心空气管5，中心空气管5与燃气进气管1的也同轴设置。

燃气进气管1的尾部设置有布气管，布气管包括第一布气管11和第二布气管12，第一布气管11和第二布气管12的根部与燃气进气管内部连通；第一布气管11和第二布气管12沿燃气进气管的尾部径向间隔均匀分布，本例中，第一布气管和第二布气管的数量均为五个，且第一布气管和/或第二布气管的轴向与燃气进气管尾部轴向之间的夹角为锐角，使燃气向侧前方喷射，本例中设置夹角为30度。

如图3-6所示，燃气进气管1的末端管外固定连接套有旋风盘7，在旋风盘7的外围套有内燃烧筒8，内燃烧筒8的外部套有外燃烧筒4，内、外燃烧筒之间存在空隙；燃气进气管1的末端管内固定连接套有布气帽6，布气帽6通过布气帽穿孔76穿过旋风盘7，中心空气管5的头部穿过布气帽6的顶部；所述外燃烧筒、内燃烧筒、旋风盘、布气帽、燃气进气管均同轴设置。

第一布气管11通过第一布气管穿孔72使其头部穿出旋风盘7，第二布气管12的头部设置为未穿过旋风盘7，这样第一布气管的头部和第二布气管的头部分居在旋风盘的两侧；第一布气管11的头部开口设置有直出气孔111，燃气从第一布气管中向侧前方喷出，并受到内燃烧筒的约束；第二布气管12的头部则是封闭的，在第二布气管12的侧面开有侧出气口121，侧出气口121的中心到第二布气管轴向的垂线与燃气进气管尾部轴线相垂直，这样燃气从第二布气管中喷出的方向与由燃气进气管轴线和第二布气管轴向所构成的平面相垂直，本例中从燃烧筒头部方向看五个第二布气管的侧出气口沿顺时针旋转。

在旋风盘7上设置有多个斜切的旋风口71，旋风口71的出风方向与旋风盘平面的夹角为锐角，本例中设置为45度。这样从外燃烧筒头部方向看，从外燃烧筒4后面吹来的助燃空气通过旋风盘后呈现顺时针螺旋喷射；在旋风盘7上还设置有多个第一布气管穿孔72和旋风盘固定孔73，还设置有点火杆穿孔74、火焰检测器穿孔75、布气帽穿孔76。

布气帽6设计为空心截顶圆锥形，包括截顶空心圆锥体63和空心圆柱体62两部分，空心圆柱体62套在燃气进气管1内末端，截顶空心圆锥体63上设置有螺旋出气口61，用于燃烧器工作开始时喷出燃气，通过点火杆2的打火点火开始燃烧。

点火后通过电子调节阀逐渐调节燃气进气量和空气进气量，随着燃气流量和空气流量的加大，通过第二布气管侧出气口的燃气在空气的推动下开始在旋风盘下面螺旋混合燃烧，产生的火焰通过内、外燃烧筒之间的空隙向前喷射；同时通过旋风盘的空气形成旋风流，带动通过第一布气管的燃气在旋风盘上面螺旋混合并在内燃烧筒内燃烧并向前喷射，实现分层分区燃烧；通过圆锥形布气帽的螺旋出气孔的燃气燃烧，形成中心轴向空间分层的螺旋火焰，进一步的，通过中心空气管的冷空气通入火焰中心，可起到助燃和降温的作用。综合起来，本燃烧器通过螺旋混合、分层燃烧等多种相互作用，使燃烧更充分、同时降低中心火焰温度，有效降低氮氧化物的生成和排放。