低氮燃气燃烧器的制作方法

本专利涉及低氮燃气燃烧器。

背景技术：

2018年6月7日，上海市环境保护局、上海市质量技术监督局印发上海市地方污染物排放标准《db31/387-2018锅炉大气污染物排放标准》,新建天然气锅炉，氮氧化物排放控制在50毫克/立方米以下，该标准自2018年6月7日起实施。目前上海锅炉规模分布情况：1吨锅炉有1887台，1吨－4吨（含）2465台，4吨以上780台，其中大多数nox排放质量浓度在120mg/m³－200mg/m³之间，与氮氧化物排放控制在50毫克/立方米以下的标准相差较大。

目前常用的是烟气外循环技术低氮技术，来降低氮氧化物排放。

采用烟气循环功能用来降低烟气中的nox值时，为燃烧过程需要供给一定比例的烟气，使其降低火焰温度，借此降低nox值。为此常通过风机将锅炉尾部烟气引入整个进风路径，重样投入燃烧器燃烧，这样就限制燃烧器的最大功率。也就是说，减少可供给的最多助燃空气量。由此必须减少额定负载范围内的燃料供应，以便获得正确的燃烧值。如不降低燃烧器功率则燃烧器主机、鼓风机和鼓风风道都要增加，因此风机的功率要变大。同时投入烟气使得火焰的表面温度下降，增加的烟气也会吸收火焰的温度，使的锅炉的热效率受到影响。

技术实现要素：

本专利的目的是提供一种能够大幅度降低nox产生的低氮燃气燃烧器，它采用燃烧分级、分区供风等技术使得排出的烟气中的氮氧化物浓度较低，结构简单、操作方便、低耗节能，尤其适于4吨及以下小型锅炉使用。

本专利的低氮燃气燃烧器，包括内部具有空气通道的壳体，空气通道的入口与鼓风机出口相通，出风管与空气通道相通；出风管内前部设置有前小后大的锥形导风环，出风管内周与导风环外周之间设置有环形挡板；多个位于同一圆周上的内环气管前端设置有内环气嘴，并位于导风环内；多个位于同一圆周上的燃烧筒穿过挡板；每个外环气管前端设置有外环气嘴并穿过一个燃烧筒；内环气管后端与内环配气盘内的内环配气腔相通，外环气管后端与外环配气盘内的外环配气腔相通，内环配气腔和外环配气腔均通过供气管路与燃气源相连通，各供气管路上均设置有燃气调节阀。

上述的低氮燃气燃烧器，它还包括开有通孔的稳焰盘，各内环气管穿过稳焰盘，在出气管轴向上内环气嘴位于稳焰盘的前部，稳焰盘外周设置位于导风环内部的内筒。

上述的低氮燃气燃烧器，在出风管内设置有配气筒，配气筒内环形空间被分隔为前部的内环配气腔和后部的外环配气腔。

上述的低氮燃气燃烧器，燃烧筒的横截面呈u形。

上述的低氮燃气燃烧器，外环气管的前端面是朝向出风管轴线的斜面，该斜面上开有多个作为外环气嘴的外环气管出气口。

上述的低氮燃气燃烧器，内环气管的前端周向开有多个作为内环气嘴的内环气管出气口。

气嘴包括安装在出风管内的内环气嘴和外环气嘴，内环气嘴前端设有稳焰盘，外环气嘴四周设有燃烧筒，燃烧筒和内环气嘴之间设有导风环，导风环内部是锥形导流通道，助燃风从锥形导流通道高速喷出，把火焰分离成内环火焰和外环火焰。由于内环火焰是内环燃料与空气混合后产生燃烧产生，内环空气流量小，使得燃料燃烧不充成，火焰温度低，很少产生nox；外部火焰由外环气嘴射出的外环燃气，自喷流扩散式燃烧，因此在本低氮燃气燃烧器前部的（锅炉）炉膛内产生大量自由火焰，火焰呈黄色，软弱无力，温度较低；燃烧筒利用气体射流速度吸卷四周冷却烟气来降低外环燃烧烃类化合物温度，从而大幅度降低nox及co的产生。

内环配气盘与外环配气盘合二为一，并设置在出风管内，进一步简化了结构。

外环气管的前端面是朝向出风管轴线的斜面，与前小后大的锥形导风环配合，使得从外环气嘴喷出的外环燃气燃烧的火焰吸卷四周冷却烟气的效果更好。

燃气调节阀分为内环燃气调节阀和外环燃气调节阀，内环燃气调节阀由内环燃气伺服电机控制，外环燃气调节阀由外环燃气伺服电机控制，内环燃气通过内环燃气调节阀到内环配气腔、内环气管、内环气嘴喷出燃料，外环燃气通过外环燃气调节阀到外环配气腔、外环气管、外环气嘴喷出燃料，最后和氧气混合后燃烧。空气通道的入口设置空气调节阀，空气调节阀由空气伺服电机控制。

所述空气调节阀通过空气伺服电机控制其开度，所述空气伺服电机上设有空气伺服电机反馈；内环燃气伺服电机上设有燃气伺服电机反馈；外环燃气伺服电机上设有外环燃气伺服电机反馈。空气伺服电机、空气伺服电机反馈、内环燃气伺服电机、内环燃气伺服电机反馈、外环燃气伺服电机、外环燃气伺服电机反馈均与控制器相连。通过控制器控制内环燃气伺服电机、外环燃气伺服电机、空气伺服电机动作，调节内环燃气调节阀、外环燃气调节阀、空气调节阀的开度，做到了自动控制。

上述的低氮燃气燃烧器，还包括点火装置等。

总之，本专利提供一种氮氧化物排放浓度超低的一体式低氮燃气燃烧器，采用强烈的燃烧分级、分区供风等技术使得排出的烟气中的氮氧化物达到50mg/m³以下，通过空气调节阀、燃气调节阀来实时空气、燃气量调节，具有安装方便、智能控制、操作简单、维修方便、零件使用寿命高、能耗低节能、低氮排放的优点。

附图说明

图1是低氮燃气燃烧器总体图；

图2是低氮燃气燃烧器的内部结构图；

图3是锥形导风环、配气筒等的结构图；

图4是出风管、燃烧筒等的结构图；

图5是内环气嘴、外环气嘴等的结构图。

具体实施方式

参见图1所示的低氮燃气燃烧器，包括内部具有空气通道1的壳体2，空气通道的入口与鼓风机3出口相通，出风管4与空气通道相通；出风管内前部设置有前小后大的锥形导风环5，出风管内周与导风环外周之间设置有环形挡板6；4个位于同一圆周上的内环气管7前端周向开有多个作为内环气嘴8的内环气管出气口。各内环气管穿过开有通孔的稳焰盘9，在出气管轴向上内环气嘴位于稳焰盘的前部，稳焰盘外周设置位于导风环内部的内筒10内部。

6个横截面呈u形的位于同一圆周上的燃烧筒11穿过挡板。6个外环气管12的前端面是朝向出风管轴线的斜面121，该斜面上开有多个作为外环气嘴122的外环气管出气口。每个外环气管穿过一个燃烧筒。

在出风管内设置有配气筒13，配气筒内的环形空间被分隔为前部的内环配气腔131和后部的外环配气腔132。内环气管7后端与内环配气腔131相通，外环气管12后端与外环配气腔132相通，内环配气腔和外环配气腔分别通过供气管路141、142与燃气源相连通，各供气管路上均设置有燃气调节阀。

低氮气嘴包括安装在壳体内的内环气嘴和外环气嘴，内环气嘴前端设有稳焰盘、每个外环气嘴分四周设有半圆形燃烧筒，燃烧筒和内环气嘴之间设有锥形导流通道，助燃风从锥形导流通道高速喷出，把火焰分离成内环火焰和外环火焰，由于内环火焰是内环燃料与空气混合后产生燃烧产生，内环空气流量小，使得燃料燃烧不充成，火焰温度低，很少产生nox；外部火焰由外环气嘴喷口射出，自喷流扩散式燃烧，因此在锅炉炉膛内产生大量自由火焰，火焰呈黄色，软弱无力，温度较低，最后半圆形燃烧筒利用混合气体射流速度吸卷四周冷却烟气来降低外环燃烧烃类化合物温度，从而大幅度降低nox及co的产生。