一种多火焰分体式低氮燃烧器的制作方法

1.本实用新型涉及燃烧器设备技术领域，特别是一种多火焰分体式低氮燃烧器。


背景技术：

2.随着锅炉用燃烧器的烟气排放新国标的推行，低氮燃烧器现已成为市场的标配要求，但是低氮排放的标准在各地区的要求是不一样的，例如北京要求no
x
≤30mg/m3，而上海则要求no
x
≤50mg/m3，所以针对于不同的指标要求，燃烧器所采用的技术路线就会不一样。为了满足不同的指标要求，现有的燃烧器一般采用烟气外循环加分级分段燃烧的方式来实现，但是采用烟气外循环不可避免地会损失部分锅炉的热效率，节能效果稍差。基于上述，提供一种不需要烟气外循环即可达到低氮排放要求，且能实现较高燃烧效率的燃烧器显得尤为必要。


技术实现要素：

3.为了克服现有的燃烧器，因采用烟气外循环加分级分段燃烧的方式来实现低氮排放，因结构所限存在相对锅炉热效率不高的弊端，本实用新型提供了不采用烟气外循环，仅采用火焰分级分段燃烧，可实现nox排放小于50mg/nm3要求，且提高了锅炉热效率的一种多火焰分体式低氮燃烧器。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.一种多火焰分体式低氮燃烧器，包括火焰筒、燃烧头、滑轮导轨、定位紧固螺杆、火焰监测器和风箱；其特征在于所述火焰筒后端和风箱前端安装在一起，火焰筒前端位于锅炉炉膛内部，风箱后端与外部的风机及风量调节机构连接；所述滑轮导轨安装在火焰筒的内上端，滑轮导轨的内部安装有滑轮组件，滑轮组件的下部连接杆和燃烧头的燃气分配管上端外一侧安装在一起，燃烧头的燃气分配管上端外另一侧安装有定位固定柱，定位紧固螺杆下端和定位固定柱连接在一起；所述火焰监测器安装在火焰筒外侧。
6.进一步地，所述燃烧头包括主火喷管、中心火喷管、点火针、点火管、导风板、燃气分配管和稳焰盘，主火喷管具有多只，中心火喷管后端安装在燃气分配管前端中部，多只主火喷管的后端环形分布间隔距离安装在燃气分配管前端四周，稳焰盘安装在中心火喷管及多只主火喷管的前端，其中两只主火喷管的外侧端安装有点火固定支架，点火管、点火针分别安装在点火固定支架两侧端，燃气分配管的下端安装有进气管，进气管下部和燃气管道连接，多只主火喷管的外侧端之间安装有多只固定轴杆，导风板有多只，多只导风板分别安装在多只固定轴杆的侧端，稳焰盘后侧端安装在火焰筒前外侧端。
7.进一步地，所述燃气分配管前后端为封闭式结构，中心火喷管、多只主火喷管的后端及进气管和燃气分配管内为互通状态。
8.进一步地，所述主火喷管、中心火喷管、点火管的前端分别安装有主火喷嘴、中心火喷嘴、点火喷嘴，中心火喷嘴、点火喷嘴的中部具有喷孔，主火喷嘴的外侧端具有主喷孔、内侧具有辅助喷孔。
9.进一步地，所述稳焰盘的表面间隔一定距离具有若干气孔。
10.本实用新型的有益效果是：本实用新型应用中，经主火喷管、中心火喷管作用，将燃料分成中心燃料和主燃料两级供应，其中主火喷管为多只布置，将主燃料分割成多级喷出，形成多火焰形态，有利于火焰的传热效果，减小火焰的局部高温区域，可有效降低燃烧中nox的产生。主火喷嘴的喷孔布置在火焰筒外侧，燃料在助燃空气的出口扩散位置与炉膛内空气混合，两者形成速度差，加快了燃料与空气混合速度，同时有利于火焰扩张，加大火焰的面积，减弱火焰之间的互相加热效果；可有效降低燃烧中nox的产生。本实用新型中心火喷管输出少量的中心燃料，使整个火焰的中心温度不会太低，有利火焰的稳定性，抵消外圈主火焰扩张后的火焰不稳定性影响；稳焰盘设置在火焰筒端面平齐的位置，稳焰盘形成的负压区域可引起燃烧的烟气回流，形成烟气内循环的效果，烟气内循环可以直到火焰的根部，达到最优的降温效果，并将助燃空气的通道分割成内、外两层，外围呈平流状态，流量占比70％以上，内侧经过稳焰盘本体，再次被风割成平流和旋流两种状态，通过调整该平流和旋流的比例可改变火焰形状，改变火焰温度分布，在保证火焰稳定的情况下，尽量降低火焰温度，降低了nox排放水平。基于上述，本实用新型具有好的应用前景。
附图说明
11.图1是本实用新型整体结构示意图；
12.图2是本实用新型局部结构示意图；
13.图3是本实用新型前视结构示意图。
14.图4是本实用新型燃烧头局部结构示意图。
具体实施方式
15.图1、2、3、4中所示，一种多火焰分体式低氮燃烧器，包括火焰筒1、燃烧头2、滑轮导轨3、定位紧固螺杆4、火焰监测器5和风箱6；火焰筒1后端和风箱6前端经法兰盘及螺杆螺母连接在一起，火焰筒1前端位于锅炉炉膛内部，风箱6后端与外部的风机及风量调节机构经管道连接；所述滑轮导轨3横向经螺杆螺母安装在火焰筒1的内上端中部，滑轮导轨3的内部安装有滑轮组件31，滑轮组件31的滑轮311能沿滑轮导轨3前后运动，滑轮组件31的下端连接杆下部和燃烧头的燃气分配管26上端外中部焊接在一起，滑轮导轨3的上端后侧中部及火焰筒上端后侧中部各有一个开孔，燃烧头的燃气分配管26上端外后部垂直焊接有一根定位固定柱7，定位紧固螺杆4经由滑轮导轨3的上端后侧中部及火焰筒1上端后侧中部开孔向下引入火焰筒1内，定位紧固螺杆4下端旋入定位固定柱7内实现两者的连接；所述火焰筒1后外侧端前部有一个安装孔，火焰监测器5安装在安装孔外侧端、但火焰监测器5的火焰探头位于燃烧筒1内部(通过和火焰监测器信号输出端相连的监测设备能实时监测火焰筒1内燃烧情况)。
16.图1、2、3、4中所示，燃烧头包括主火喷管21、中心火喷管22、点火针23、点火管24、导风板25、燃气分配管26和稳焰盘27，主火喷管21具有六只，中心火喷管22后端安装在燃气分配管26前端中部，六只主火喷管21的后端环形分布间隔一定距离安装在燃气分配管26前端四周，稳焰盘27安装在中心火喷管21及六只主火喷管21的前端、且中心火喷管22及六只主火喷管21前部位于稳焰盘27前端多个开孔外，其中两只主火喷管21的前外侧端之间安装
有点火固定支架28，点火管24横向安装在点火固定支架28中部及燃气分配管26外侧端，点火针23横向安装在点火固定支架内侧端，点火针23电源输入端和外部的高压点火变压器电源输出端经导线连接(导线套在耐热绝缘管内，绝缘管经由风箱6下端开孔引出)，点火管24的前端位于点火针23的后端，点火管24后端和燃气管经耐高温软管连接(耐高温软管经由风箱6下端开孔引出)，燃气分配管26的下端安装有进气管29，进气管29下部和燃气管道经法兰盘连接，六只主火喷管的外侧端之间安装有五只固定轴杆201(位于点火固定支架之间的主喷火管外侧端没有安装轴杆)，导风板25有五只，五只导风板25分别安装在五只固定轴杆201的前侧端，且每只导风板25位于两只主火喷管21外侧后端之间，稳焰盘27后侧端安装在火焰筒1前外侧端。燃气分配管26前后端为封闭式结构，中心火喷管22、六只主火喷管21的后端、进气管29和燃气分配管26内为互通状态。主火喷管21、中心火喷管22、点火管24的前端分别安装有主火喷嘴211、中心火喷嘴221、点火喷嘴241，中心火喷嘴221、点火喷嘴241的中部具有喷孔，主火喷嘴211的外侧端具有主喷孔2111、内侧位于主喷孔后端具有辅助喷孔2112。稳焰盘27的表面间隔一定距离具有若干开孔作为空气流通孔。
17.图1、2、3、4所示，本实用新型中，火焰筒1伸入锅炉炉膛内部，作为助燃空气的供应通道，实际应用中，维持燃烧中空气出口在一定的风速范围内，同时作为燃烧冷、热分界面，起到保护燃烧头2的作用。风箱作为助燃空气的均压箱，保证了进入燃烧头2的风量合适，风压均匀的作用。本实用新型燃烧头2安装前后，可以将燃烧头2经滑轮导轨3(滑轮的下端连接杆分为两段经螺纹连接，能实现高度调节)沿水平方向前后移动，方便了燃烧头2的安装和拆卸(移动前松开定位螺杆4、到位后固定定位螺杆)。本实用新型每只导风板25可以沿固定轴干201旋转调节角度并固定，导风板25有5只，安装及调节中根据其方向的变化，可以改变助燃空气的内外侧流量分布情况，若导风板25呈水平方向，内、外空气(导风板25前后端内的空气)均匀分布；若导风板25呈喇叭口向外倾斜，则外侧空气增多，内侧空气变小，这样可以改变燃烧的火焰形状。
18.图1、2、3、4所示，本实用新型使用时，外部的燃气经点火管前端点火喷嘴241喷出，点火器经点火针23输出高压电火花点燃燃气，同时，外部的燃气经进气管29进入燃烧头的燃气分配管26内，并从六只主喷火管21前端的主喷嘴211、中心燃烧管前端的中心喷嘴221喷射而出，同时外部风机输入的空气经风箱进入火焰筒1内，然后从稳焰盘27前端开孔喷出和燃气混合、被点火管前端火源点燃，进而燃烧产生热量。本实用新型具有以下优点。(1)经主火喷管21、中心火喷管22作用，将燃料分成中心燃料和主燃料两级供应，其中主火喷管21具有多个喷嘴，形成多火焰形态，有利于火焰的传热效果，减小火焰的局部高温区域；可有效降低燃烧中nox的产生。(2)主火喷管21喷嘴的喷口布置在火焰筒1外侧，在经稳焰盘27输出的助燃空气出口扩散位置与炉膛内空气混合，两者形成速度差，加快了燃料与空气混合速度；同时有利于火焰扩张，加大了火焰的面积，减弱火焰之间的互相加热效果，也可有效降低燃烧中nox的产生。(3)在燃烧头的中心位置设置中心火喷管喷嘴221，这样燃烧头输出少量的中心燃料，使整个火焰的中心温度不要太低，有利火焰的稳定性，抵消外圈主火焰扩张后的火焰带来的不稳定性影响。(4)稳焰盘27设置在火焰筒1前端面平齐的位置，稳焰盘27由于空气流动形成的负压区域可引起燃烧产生的烟气回流，形成烟气内循环的效果，烟气内循环可以直到火焰的根部，达到最优的降温效果，最大程度地减少nox的产生。(5)稳焰盘27设置在火焰筒1的正前中间，将助燃空气的通道分割成内、外两层，外围呈平流状态，流
量占比70％以上，内侧经过稳焰盘本体，再次被分割成平流和旋流两种状态，通过调整该平流和旋流的比例可改变火焰形状，改变火焰温度分布，在保证火焰稳定的情况下，尽量降低火焰温度，降低nox排放水平。(6)主火喷管的喷嘴的喷孔2111及2112设置为内、外两侧分布，外侧大孔与大量的平流空气接触燃烧，有效加快燃烧速度；内侧小孔与经过稳焰盘27外侧的旋流空气接触燃烧，有效稳定火焰。(7)设置的五只导风板25，可以单独调节，可根据配套锅炉的实际情况进一步调整外侧平流风的流量大小，改善火焰形态和温度分布效果；主火喷管的喷嘴211可根据实际情况单独旋转一定角度布置，使外侧主喷孔2111呈一定角度布置，形成更大的旋流效果而加速燃烧。(8)本实用新型分体式结构，在配套大功率的锅炉时，可以单独灵活配套风机，根据需求实现不同的空气流量和空气压力的要求，保证配套不同的炉型都可以达到理想的燃烧效果。本实用新型可实现nox排放小于50mg/nm3要求，且提高了燃烧效率。
19.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
20.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。