一种多级旋流低热值低氮气体燃烧器的制作方法

本实用新型属于超低氮清洁燃烧技术领域，涉及一种多级旋流低热值低氮气体燃烧器。

背景技术：

近年来，能源的需求量和价格都不断攀升，而能源供给却相对紧张，能源缺口问题日趋显著，同时全球环境问题不断凸显，譬如气候变暖、酸雨和光化学烟雾问题，使得环境问题日益受到社会关注，目前，世界能源供给主要依赖于化石能源，燃烧是其能源转换的主要方式，它将燃料的化学能转换为热能，通过燃烧矿物燃料所获得的能量占世界总能量消耗的90％以上，节能减排任务艰巨。

气体燃料具有较高的燃烧效率和低污染排放等特点，所以气体燃料作为清洁能源广泛应用于电力、化工、冶金、建材等行业的工业炉(窑)及锅炉中。而作为其关键设备的气体燃烧器，研究不断取得进展。但对它的研究主要集中在对燃烧器的性能改进方面。而对污染物控制方面关注的还远远不够。

2019年1月1日陕西省出台标准，所有燃气锅炉(包括低热值燃气锅炉)的nox排放质量浓度控制标准降为50mg/m³(标态，3.5％o2)。单靠传统的低热值气体燃烧器已经不能满足排放要求。因此急需开发出低热值低nox气体燃烧器以满足最新的环保标准。

目前，低热值低氮气体燃烧器的研究甚少，随着环保标准的日趋严格，燃气锅炉节能环保改造迫在眉睫，因此，急需要一种高燃烧效率、低氮氧化物排放的低热值气体燃烧器。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种多级旋流低热值低氮气体燃烧器，该燃烧器具有高燃烧效率及低氮氧化物排放的特点。

为达到上述目的，本实用新型所述的多级旋流低热值低氮气体燃烧器包括由内到外依次分布的中心燃料筒、中心风筒、燃料外筒及燃烧器箱壳，其中，中心燃料筒内形成中心燃料通道，中心燃料筒与中心风筒之间形成环形的内旋流风区域，中心风筒与燃料外筒之间形成环形的燃料旋流区域，燃料外筒与燃烧器箱壳之间形成环形的外旋流风区域，中心燃料筒上设置有中心燃料入口，中心风筒上设置有中心风入口；

中心燃料筒与中心风筒之间布置有第一旋流盘，中心风筒与燃料外筒之间布置有第二旋流盘，燃料外筒与燃烧器箱壳之间布置有第三旋流盘；

燃烧器箱壳的侧面设有助燃空气入口，其中，助燃空气入口与中心风筒及燃烧器箱壳相连通；燃烧器箱壳的外侧设有低热值气体燃料入口，低热值气体燃料入口与中心燃料筒及燃料外筒相连通。

第一旋流盘的旋流方向与第三旋流盘的旋流方向相同或者相反。

第二旋流盘的旋流方向与第一旋流盘旋流方向及第三旋流盘的旋流方向相同或者相反。

中心燃料通道的喷口处布置有钝体。

钝体为圆形结构。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的多级旋流低热值低氮气体燃烧器在具体操作时，助燃气体经内中心风筒及燃烧器箱壳分二级喷出，低热值气体燃料经中心燃料筒及外燃料筒分二级与助燃气体混合，从而使低热值气体燃料与助燃空气实现均匀混合，以控制nox的生成，同时低热值气体燃料布置在内旋流风与外旋流风之间，增强了稳燃能力，提高了燃烧效率，降低氮氧化物的排放，同时，结构简单，成本低。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的喷口的结构示意图。

其中，1为燃烧器箱壳、2为燃料外筒、3为中心风筒、4为中心燃料筒、5为中心风入口、6为助燃空气入口、7为低热值气体燃料入口、8为中心燃料入口、9为第一旋流盘、10为第二旋流盘、11为第三旋流盘。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参考图1及图2，本实用新型所述的多级旋流低热值低氮气体燃烧器包括由内到外依次分布的中心燃料筒4、中心风筒3、燃料外筒2及燃烧器箱壳1，其中，中心燃料筒4内形成中心燃料通道，中心燃料筒4与中心风筒3之间形成环形的内旋流风区域，中心风筒3与燃料外筒2之间形成环形的燃料旋流区域，燃料外筒2与燃烧器箱壳1之间形成环形的外旋流风区域，中心燃料筒4上设置有中心燃料入口8，中心风筒3上设置有中心风入口5；中心燃料筒4与中心风筒3之间布置有第一旋流盘9，中心风筒3与燃料外筒2之间布置有第二旋流盘10，燃料外筒2与燃烧器箱壳1之间布置有第三旋流盘11；燃烧器箱壳1的侧面设有助燃空气入口6，其中，助燃空气入口6与中心风筒3及燃烧器箱壳1相连通；燃烧器箱壳1的外侧设有低热值气体燃料入口7，低热值气体燃料入口7与中心燃料筒4及燃料外筒2相连通。

第一旋流盘9的旋流方向与第三旋流盘11的旋流方向相同或者相反；第二旋流盘10的旋流方向与第一旋流盘9旋流方向及第三旋流盘11的旋流方向相同或者相反。

中心燃料通道的喷口处布置有钝体；钝体为圆形结构。

本实用新型通过低热值气体燃料与助燃空气分级达到超混合状态，以达到最大程度降低氮氧化物的目的，同时通过调节各级气体燃料量、风量来达到高的负荷调节性、炉膛及燃料适应性，在具体实施时，本实用新型为低热值燃气锅炉脱销提供了一种经济改造技术路线，在不增加脱硝设备情况下，单靠燃烧器就能够将燃气锅炉氮氧化物排放降低到50mg/m³(标态，3.5％o2)以下，满足最新的环保标准要求。

技术特征：

1.一种多级旋流低热值低氮气体燃烧器，其特征在于，包括由内到外依次分布的中心燃料筒(4)、中心风筒(3)、燃料外筒(2)及燃烧器箱壳(1)，其中，中心燃料筒(4)内形成中心燃料通道，中心燃料筒(4)与中心风筒(3)之间形成环形的内旋流风区域，中心风筒(3)与燃料外筒(2)之间形成环形的燃料旋流区域，燃料外筒(2)与燃烧器箱壳(1)之间形成环形的外旋流风区域，中心燃料筒(4)上设置有中心燃料入口(8)，中心风筒(3)上设置有中心风入口(5)；

中心燃料筒(4)与中心风筒(3)之间布置有第一旋流盘(9)，中心风筒(3)与燃料外筒(2)之间布置有第二旋流盘(10)，燃料外筒(2)与燃烧器箱壳(1)之间布置有第三旋流盘(11)；

燃烧器箱壳(1)的侧面设有助燃空气入口(6)，其中，助燃空气入口(6)与中心风筒(3)及燃烧器箱壳(1)相连通；燃烧器箱壳(1)的外侧设有低热值气体燃料入口(7)，低热值气体燃料入口(7)与中心燃料筒(4)及燃料外筒(2)相连通。

2.根据权利要求1所述的多级旋流低热值低氮气体燃烧器，其特征在于，第一旋流盘(9)的旋流方向与第三旋流盘(11)的旋流方向相同或者相反。

3.根据权利要求1所述的多级旋流低热值低氮气体燃烧器，其特征在于，第二旋流盘(10)的旋流方向与第一旋流盘(9)旋流方向及第三旋流盘(11)的旋流方向相同或者相反。

4.根据权利要求1所述的多级旋流低热值低氮气体燃烧器，其特征在于，中心燃料通道的喷口处布置有钝体。

5.根据权利要求4所述的多级旋流低热值低氮气体燃烧器，其特征在于，钝体为圆形结构。

技术总结
本实用新型公开了一种多级旋流低热值低氮气体燃烧器，包括由内到外依次分布的中心燃料筒、中心风筒、燃料外筒及燃烧器箱壳，中心燃料筒上设置有中心燃料入口，中心风筒上设置有中心风入口；中心燃料筒与中心风筒之间布置有第一旋流盘，中心风筒与燃料外筒之间布置有第二旋流盘，燃料外筒与燃烧器箱壳之间布置有第三旋流盘；燃烧器箱壳的侧面设有助燃空气入口，其中，助燃空气入口与中心风筒及燃烧器箱壳相连通；燃烧器箱壳的外侧设有低热值气体燃料入口，低热值气体燃料入口与中心燃料筒及燃料外筒相连通，该燃烧器具有高燃烧效率及低氮氧化物排放的特点。

技术研发人员：姬海民;申冀康;李文锋;周飞;徐党旗
受保护的技术使用者：西安西热锅炉环保工程有限公司
技术研发日：2019.07.18
技术公布日：2020.04.07