一种低氮节能燃气锅炉的制作方法

本发明涉及锅炉技术领域，更具体的，涉及一种低氮节能燃气锅炉。

背景技术：

锅炉作为一种能量转换设备，在当今社会上被广泛应用。锅炉的种类多种多样，包括燃煤锅炉、燃油锅炉和燃气锅炉等，各种不同的锅炉在社会不同场景发挥着不同的作用。燃气锅炉作为作为锅炉的一种，顾名思义是以燃气为燃料的锅炉，使用较为经济，燃气锅炉和燃油锅炉、电锅炉比较起来最经济，所以大多数人们都选择了燃气锅炉作为蒸汽、采暖、洗浴用的锅炉设备。但是现有的燃气锅炉也存在着不足之处：

(1)、首先，现有燃气锅炉通常使用天然气、甲烷或液化石油气(液态丙烷气)作为燃料，很少有涉及生物质能的利用。而生物质气化生成合成气含有co、h2等可燃气体，可用作燃料。生物质相对于传统燃气具有碳中性、总量丰富、价格低廉、易获取等优势，利用生物质作为燃料还可进一步提燃气锅炉的经济效益。

(2)、再者，现有的燃气锅炉燃烧火焰集中，燃烧温度较高，生成较多的氮氧化物。因此在设计锅炉燃烧器时需要注意减少由燃烧引起的对环境的污染。氮氧化物(nox)是燃烧时生成的主要污染物之一。对氮氧化物(nox)的研究表明火焰温度在1100-1400℃时氮氧化物产量显著增加。目前已开发具备烟气循环系统的燃气锅炉大多仅采用烟气外循环的方式减低火焰温度，这种方法虽然能在一定程度上降低氮氧化物，但是增加了锅炉的运行成本。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种低氮节能燃气锅炉，该锅炉可以充分利用生物质燃料，还能有效降低燃烧时氮氧化物的生成和排放，降低污染。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种低氮节能燃气锅炉，包括锅炉主体和燃烧器；

所述锅炉主体上设有烟气进口、烟气出口，所述锅炉主体内设有炉胆、换热器、回燃室、前烟箱以及后烟箱，所述前烟箱通过第一管道与所述燃烧器连通；

所述燃烧器安装在所述锅炉主体一侧，所述燃烧器包括壳体，所述壳体内设有气体流道和燃烧室，所述燃烧室位于所述气体流道一侧，所述燃烧室内设有引射板，所述燃烧室与所述烟气进口连通；所述气体流道中部设有燃气管道，所述燃气管道进气端被隔板分隔成第一进气口和第二进气口，所述燃气管道的出气端伸入所述燃烧室中；所述燃气管道外壁与所述壳体内壁形成第一助燃流道，所述第一管道一端与所述前烟箱连通，另一端与所述第一助燃流道连通，所述第一助燃流道内由所述燃气管道外壁至壳体处设有多层第二助燃流道，每层所述第二助燃流道的出气端均设有多个喷嘴。

在本发明较佳的技术方案中，所述炉胆设置在所述锅炉主体中部，所述炉胆上方设有换热器，所述炉胆尾部设有所述回燃室，所述炉胆一端与所述烟气进口连通，相对的另一端与所述回燃室连通，所述回燃室上设有多个出气口，所述回燃室侧壁与所述烟气出口连通；所述前烟箱位于所述锅炉主体内远离所述回燃室的一端，所述后烟箱位于所述锅炉主体内靠近所述回燃室的一端，所述后烟箱与所述烟气出口连通。

在本发明较佳的技术方案中，所述炉胆通过炉胆接口与所述烟气进口连通，所述炉胆接口的纵截面为喇叭形，且靠近所述炉胆一端的直径大于远离所述炉胆一端的直径。

在本发明较佳的技术方案中，所述炉胆为波纹炉胆。

在本发明较佳的技术方案中，多层所述第二助燃流道的轴线均与所述燃气管道的轴线重合，且多层所述第二助燃流道的出气端均伸入所述燃烧室中，多层所述第二助燃流道的出气端不在与所述燃气管道的轴线垂直的同一个截面上。

在本发明较佳的技术方案中，多层所述第二助燃流道的出气端由所述燃气管道外壁至壳体处依次向所述燃烧室一侧凸出。

在本发明较佳的技术方案中，所述引射板沿所述燃烧室的圆周方向呈环状设置，所述引射板由所述气体流道一侧向所述燃烧室一侧倾斜，所述引射板与所述燃烧室内壁间的夹角为30°～45°。

在本发明较佳的技术方案中，所述燃气管道中设有混合装置，所述混合装置包括圆环形支架和多块挡板，所述圆环形支架固定在所述燃气管道内壁，多块所述挡板沿所述圆环形支架的圆周方向均匀布置在所述圆环形支架内。

在本发明较佳的技术方案中，所述第一管道侧壁连有空气流道。

在本发明较佳的技术方案中，所述第一进气口和所述第二进气口处设置有用于调节所述第一进气口、所述第二进气口开度的调节挡板。

本发明的有益效果为：

本发明提供的一种低氮节能燃气锅炉，该锅炉的燃烧器与锅炉连接方便，便于拆卸；燃烧器中设有燃气管道，燃气管道设有第一进气口和第二进气口，可以同时通过生物质燃气和传统燃气，便于生物质燃气和传统燃气的混合，充分利用生物质燃气，提高生物质燃气的燃烧效率；燃烧器中设有第一助燃流道，第一助燃流道通过第一管道与前烟箱连通，前烟箱的高温烟气可以进入第一助燃流道，进而进入燃烧室助燃混合燃气，因此烟气不但在锅炉内循环，还通过第一管道形成烟气外循环，被充分燃烧利用；燃烧室内设有引射板，燃烧生成的烟气在引射板附近形成负压，部分烟气回流火焰根部，降低火焰温度，进而减少氮氧化物的生成与排放。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1是本发明提供的一种低氮节能燃气锅炉的结构示意图；

图2是本发明提供的实施例1的燃烧器的结构示意图；

图3是本发明提供的燃烧器的侧视图；

图4是本发明提供的燃气管道的侧视图；

图5是本发明提供的混合装置的侧视图；

图6是本发明提供的实施例2的燃烧器的结构示意图。

附图标记：

1、锅炉主体；2、燃烧器；3、第一管道；4、空气流道；11、烟气进口；12、炉胆接口；13、炉胆；14、回燃室；15、烟气出口；16、后烟箱；17、换热器；18、前烟箱；21、壳体；212、气体流道；214、燃烧室；216、第一助燃流道；218、第二助燃流道；220、燃气管道；222、第一进气口；224、第二进气口；226、混合装置；228、喷嘴；230、引射板；232、调节挡板；234、隔板；2262、圆环形支架；2264、挡板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

实施例1：

如图1-图2所示，一种低氮节能燃气锅炉，包括锅炉主体1和燃烧器2；

所述锅炉主体1上设有烟气进口11、烟气出口15，所述锅炉主体1内设有炉胆13、换热器17、回燃室14、前烟箱18以及后烟箱16，所述前烟箱18通过第一管道3与所述燃烧器2连通；

所述燃烧器2安装在所述锅炉主体1一侧，所述燃烧器2包括壳体21，所述壳体21内设有气体流道212和燃烧室214，所述燃烧室214位于所述气体流道212一侧，所述燃烧室214内设有引射板230，进一步地，所述引射板230沿所述燃烧室214的圆周方向呈环状设置，所述引射板230由所述气体流道212一侧向所述燃烧室214一侧倾斜，所述引射板230与所述燃烧室214内壁间的夹角为30°～45°。所述燃烧室214与所述烟气进口11连通；所述气体流道212中部设有燃气管道220，所述燃气管道220进气端被隔板234分隔成第一进气口222和第二进气口224，所述燃气管道220的出气端伸入所述燃烧室214中；更具体地，所述燃气管道220的出气端横截面面积沿气流方向逐渐缩小，使气流的压力逐渐变大。所述燃气管道220外壁与所述壳体21内壁形成第一助燃流道216，所述第一管道3一端与所述前烟箱18连通，另一端与所述第一助燃流道216连通，所述第一助燃流道216内由所述燃气管道220外壁至壳体21处设有多层第二助燃流道218，每层所述第二助燃流道218的出气端均设有多个喷嘴228。

更具体地，所述燃烧器2的壳体21为圆管状结结构，所述燃气管道220与所述燃烧器2同轴固定在所述燃烧器2中部，所述燃气管道220外壁与所述壳体21内壁之间形成第一助燃流道216，第一助燃流道216中固定有多圈同心圆筒，多同心圆筒之间形成第二助燃流道218。所述燃气管道220出气端，多圈所述第二助燃流道218的出气端均伸入所述燃烧室214，便于助燃气体和燃气在燃烧室214燃烧。

上述的一种低氮节能燃气锅炉，该锅炉的燃烧器2与锅炉连接方便，便于拆卸；所述燃烧器2中设有所述燃气管道220，所述燃气管道220的进气端设有所述第一进气口222和所述第二进气口224，可以同时通生物质燃气和传统燃气，便于生物质燃气和传统燃气的混合，充分利用生物质燃气，提高生物质燃气的燃烧效率；所述燃烧器2中设有所述第一助燃流道216，所述第一助燃流道216通过所述第一管道3与所述前烟箱18连通，所述前烟箱18的高温烟气可以进入所述第一助燃流道216，进而进入燃烧室214助燃混合燃气，因此烟气不但在锅炉内循环，还通过第一管道3形成烟气外循环，被充分燃烧利用；所述燃烧室214内设有所述引射板230，燃烧生成的烟气在所述引射板230附近形成负压，部分烟气回流火焰根部，降低火焰温度，进而减少氮氧化物的生成与排放。

进一步地，所述炉胆13设置在所述锅炉主体1中部，所述炉胆13上方设有换热器17，所述炉胆13尾部设有所述回燃室14，所述炉胆13一端与所述烟气进口11连通，相对的另一端与所述回燃室14连通，进一步地，所述炉胆13为波纹炉胆13。所述回燃室14上设有多个出气口，所述回燃室14侧壁与所述烟气出口15连通；所述前烟箱18位于所述锅炉主体1内远离所述回燃室14的一端，所述后烟箱16位于所述锅炉主体1内靠近所述回燃室14的一端，所述后烟箱16与所述烟气出口15连通。所述炉胆13外壁流通冷水，波纹状的所述炉胆13增加了炉胆13外壁与冷水的接触面积，提高换热效率。锅炉工作时，在所述炉胆13内燃烧的生成高温烟气加热所述炉胆13外的冷水，冷水与所述炉胆13外壁辐射换热，使所述炉胆13内的烟气温度下降。温度下降后的烟气流经所述回燃室14后，进入所述换热器17，与所述换热器17进行换热，加热所述换热器17内的冷水，为人们提供生产生活用水。换热后的高温烟气温度降低，并流通至所述前烟箱18处，部分烟气经所述第一管道3回流至所述燃烧器2的所述第一助燃流道216处，起辅助燃气燃烧的作用，没有回流至所述燃烧器2的烟气流向所述后烟箱16，在流向所述后烟箱16的过程中与所述换热器17进行二次换热，到达所述后烟箱16的烟气从所述烟气出口15排出。

进一步地，所述炉胆13通过炉胆接口12与所述烟气进口11连通，所述炉胆接口12的纵截面为喇叭形，且靠近所述炉胆13一端的直径大于远离所述炉胆13一端的直径。喇叭形的所述炉胆接口12便于所述炉胆13与所述烟气进口11的连接，而且从喇叭形的所述炉胆接口12出来的烟气流速会降低，进入所述炉胆13内部的烟气流速降低，使烟气在所述炉胆13内能充分与所述炉胆13外的冷水换热。

进一步地，多层所述第二助燃流道218的轴线均与所述燃气管道220的轴线重合，且多层所述第二助燃流道218的出气端均伸入所述燃烧室214中，多层所述第二助燃流道218的出气端不在与所述燃气管道220的轴线垂直的同一个截面上。为了使多层所述第二助燃流道218中的助燃气体进入所述燃烧室214的时间不同，使助燃气体与燃气在所述燃烧室214内分级燃烧减少氮氧化物的形成，提高燃烧效率，将多层所述第二助燃流道218的出气端设计成不在与所述燃气管道220的轴线垂直的截面上。

进一步地，如图5所示，所述燃气管道220中设有混合装置226，所述混合装置226包括圆环形支架2262和多块挡板2264，所述圆环形支架2262固定在所述燃气管道220内壁，多块所述挡板2264沿所述圆环形支架2262的圆周方向均匀布置在所述圆环形支架2262内。所述混合装置226固定在所述燃气管道220的进气端的下游，所述混合装置226强化气流的扰流，使经过所述混合装置226后的生物质燃气和传统燃气混合均匀，有利于生物质燃气和传统燃气的充分燃烧。

进一步地，所述第一管道3侧壁连有空气流道4。空气从所述空气流道4进入所述第一管道3内，与所述第一管道3内的高温助燃烟气混合，形成强烈的气流扰动并混合均匀。

进一步地，如图3、图4所示，所述第一进气口222和所述第二进气口224处设置有用于调节所述第一进气口222、所述第二进气口224开度的调节挡板232。所述调节挡板232便于调节所述第一进气口222和第二进气口224的开度，根据实际情况改变燃气流量与组成比例，便于生物质燃气的燃烧。

实施例2：

如图6所示，作为一种更优的实施例，本实施例与实施例1的不同之处在于“多层所述第二助燃流道218的出气端由所述燃气管道220外壁至壳体21处依次向所述燃烧室214一侧凸出。”

在本实施例中，多层所述第二助燃流道218的出气端由所述燃气管道220外壁至壳体21处依次向所述燃烧室214一侧凸出，即所述壳体21内壁处的所述第二助燃流道218的所述喷嘴228，比所述燃气管道220外壁处的所述第二助燃流道218的所述喷嘴228要更靠近所述燃烧室214，使得从所述第一管道3回流到所述燃烧器2的高温烟气能通过所述壳体21内壁处的所述第二助燃流道218在第一时间流入所述燃烧室214，而进入所述燃烧室214后的高温烟气离所述燃气管道220出气端较远，因此所述燃气管道220的燃气与助燃气体能在所述燃烧室214充分混合、燃烧，燃烧的效果更好。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。