一种烟气内循环燃气燃烧器的制作方法

本发明涉及超低氮扩散式燃气燃烧器，具体是一种烟气内循环燃气燃烧器。

背景技术：

1、传统的超低氮扩散式燃气燃烧器,一般采用fgr烟气外循环，或者烟气内循环技术，其中烟气内循环技术一般在传统的扩散式燃烧器上采用文丘里结构，来实现烟气内循环。

2、另外，由于传统的扩散式燃烧器主要火焰区域依然是边混合边燃烧，混合区域和燃烧区域重叠，在燃烧区域存在高浓度燃气，燃料浓度过浓时燃烧时，碳氢化合物高温分解生成的ch自由基和空气中氮气反应生成hcn和n，再进一步与氧气作用以极快的速度生成氮氧化物，那么就必然无法克服瞬时型氮氧化物；再者，由于火焰长度比较长的原因，火焰稳定性差，无法实现较高的调节比，一般低于1：4，且空气过量系数要求较高，一般高于1.2；为此我们提出一种混合区域和燃烧区域分开，在燃烧区域的燃料浓度分布更低更均匀，避免产生瞬时型氮氧化物的烟气内循环燃烧器，燃气和助燃风的混合在混合区域基本完成，这使得燃烧稳定大为提升，进而提高了燃烧器的调节比。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种烟气内循环燃气燃烧器，旨在解决现有燃烧器边混合边燃烧，燃烧区域的燃料浓度较高、分布不均，导致产生瞬时型氮氧化物较多的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种烟气内循环燃气燃烧器，包括：基体，所述基体的前端是开口的，其内设置有供助燃风进入的风道；外筒，该外筒部分长度的外周套装于所述基体的前端，所述外筒构造为两端开口的中空结构，并具有燃气环腔，所述燃气环腔上设有环腔管，使燃气能够进入燃气环腔内；前筒，所述前筒的直径小于外筒的直径，所述前筒与外筒的轴线基本重合设置，该前筒包括位于外筒内部的整流锥筒以及与整流锥筒相连的筒体，所述整流锥筒具有的锥面与外筒的内表面之间构成整流腔，部分所述筒体位于外筒的内部，从而与外筒之间形成外环缝，所述整流锥筒的锥面与外筒的内表面的间距从进风方向逐渐递减，从而使风道内的部分助燃风通过整流腔和外环缝释放；及多个外环缝燃气管，多个所述外环缝燃气管周向间隔均匀的分布在外环缝内部，所述外环缝燃气管连通于燃气环腔，供进入燃气环腔内的燃气从多个外环缝燃气管释放，先与从外环缝释放的助燃风混合后，在邻近前筒的前端的位置被点燃，当燃烧器安装在锅炉内部时，通过外环缝释放的助燃风与炉膛内的高温烟气产生动量交换，形成卷吸效应，最终形成了烟气内循环。

3、本发明的进一步的技术方案为，所述外环缝燃气管的直径小于外环缝的间距，且外环缝燃气管设置在靠近外环缝的内侧位置。

4、本发明的进一步的技术方案为，所述外环缝燃气管的轴线与外筒内表面之间的距离小于外环缝燃气管的轴线与筒体外圆周面的距离。

5、本发明的进一步的技术方案为，还包括芯体组件，所述芯体组件设置在外筒和前筒的轴心位置，所述芯体组件包括中心燃气管和稳焰器，所述中心燃气管包括与前筒同轴设置的轴向中心燃气管，所述稳焰器包括封堵在前筒前端开口处的稳焰盘和设置在稳焰盘圆心处的挡环，并且轴向中心燃气管的前端位于该挡环内，从而来自风道的助燃风通过前筒的后端开口进入至该挡环内时，与中心燃气管前端释放的燃气在挡环内混合，当混合的助燃风和燃气从前筒的前端释放并被点燃时，形成了高温烟气。

6、本发明的进一步的技术方案为，所述中心燃气管还包括径向中心燃气管，所述径向中心燃气管基本垂直于所述轴向中心燃气管，所述径向中心燃气管与基体相连，从而对芯头组件提供后端支撑，所述稳焰器对芯体组件提供前端支撑。

7、本发明的进一步的技术方案为，所述芯体组件还包括中心风射流器，所述中心风射流器包括中心射流风管、安装在所述中心射流风管前端的整流板、以及安装在邻近所述中心射流风管前端的燃气环缝挡板。

8、本发明的进一步的技术方案为，所述中心射流风管的直径小于轴向中心燃气管的直径，且中心射流风管的两端贯穿的设置在轴向中心燃气管的轴线位置，以使中心射流风管和轴向中心燃气管之间形成中心燃气通道，所述燃气环缝挡板位于邻近轴向中心燃气管的前端开口位置，且燃气环缝挡板与轴向中心燃气管的前端面之间形成燃气环缝，该燃气环缝位于挡环内部，从而使进入至中心燃气通道的燃气从燃气环缝释放至所述挡环内。

9、本发明的进一步的技术方案为，所述轴向中心燃气管的前端面和/或燃气环缝挡板面向轴向中心燃气管的一侧设置有圆锥形的斜面，从而对从燃气环缝释放的燃气提供朝向整流板方向的速度分量。

10、本发明的进一步的技术方案为，所述整流板与挡环之间形成有主环缝，使挡环内混合的燃气和助燃风通过主环缝并沿着整流板的径向方向向外释放，当通过主环缝向外释放的燃气和助燃风被点燃后，形成的烟气可点燃从外环缝释放的燃气。

11、本发明的进一步的技术方案为，所述中心射流风管的轴向上设置有射流风道，邻近所述中心射流风管的后端位置开设有与射流风道连通的风道口，还包括调节阀，用于调节从风道口进入至射流风道内的进风量。

12、本发明的进一步的技术方案为，所述外环缝燃气管的一端从外筒的前端开口处伸出，且该外环缝燃气管伸出外筒的长度小于筒体的轴向长度。

13、本发明的有益效果是：

14、1、避免燃烧的任何区域存在燃料浓度过浓时燃烧，以导致产生瞬时型氮氧化物。

15、2、烟气通过环形高速射流助燃风引射烟气，使得烟气参与混合和燃烧，降低燃烧区域的热点温度，降低热力型氮氧化物的产生。

16、3、环形助燃风和在助燃风环形缝内密集分布的燃气喷管通强化混合，使得火焰较短，且提升火焰的稳定性，提升燃烧器的调节比。

17、4、总空气过量系数维持1.1-1.15，降低烟气量，提升锅炉效率

18、5、燃气喷管的位置在环缝靠近内侧，实现混合气体的高温侧燃气浓度很低，实现贫燃气燃烧，氮氧化物排放很低。

19、6、随着燃烧的进行，燃气和助燃风消耗，燃烧区域越向下游，空气过量系数越高，氮氧化物排放越低。

技术特征：

1.一种烟气内循环燃气燃烧器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的烟气内循环燃气燃烧器，其特征在于，所述外环缝燃气管(25)的直径小于外环缝(22)的间距，且外环缝燃气管(25)设置在靠近外环缝(22)的内侧位置。

3.根据权利要求2所述的烟气内循环燃气燃烧器，其特征在于，所述外环缝燃气管(25)的轴线与外筒(2)内表面之间的距离小于外环缝燃气管(25)的轴线与筒体(31)外圆周面的距离。

4.根据权利要求1所述的烟气内循环燃气燃烧器，其特征在于，还包括芯体组件，所述芯体组件设置在外筒(2)和前筒(3)的轴心位置，所述芯体组件包括中心燃气管(5)和稳焰器(6)，所述中心燃气管(5)包括与前筒(3)同轴设置的轴向中心燃气管(51)，所述稳焰器(6)包括封堵在前筒(3)前端开口处的稳焰盘(63)和设置在稳焰盘(63)圆心处的挡环(64)，并且轴向中心燃气管(51)的前端位于该挡环(64)内，从而来自风道(11)的助燃风通过前筒(3)的后端开口进入至该挡环(64)内时，与中心燃气管(5)前端释放的燃气在挡环(64)内混合，当混合的助燃风和燃气从前筒(3)的前端释放并被点燃时，形成了高温烟气。

5.根据权利要求4所述的烟气内循环燃气燃烧器，其特征在于，所述中心燃气管(5)还包括径向中心燃气管(52)，所述径向中心燃气管(52)基本垂直于所述轴向中心燃气管(51)，所述径向中心燃气管(52)与基体(1)相连，从而对芯头组件提供后端支撑，所述稳焰器(6)对芯体组件提供前端支撑。

6.根据权利要求4所述的烟气内循环燃气燃烧器，其特征在于，所述芯体组件还包括中心风射流器(4)，所述中心风射流器(4)包括中心射流风管(41)、安装在所述中心射流风管前端的整流板(42)、以及安装在邻近所述中心射流风管(5)前端的燃气环缝挡板(43)。

7.根据权利要求6所述的烟气内循环燃气燃烧器，其特征在于，所述中心射流风管(41)的直径小于轴向中心燃气管(51)的直径，且中心射流风管(41)的两端贯穿的设置在轴向中心燃气管(51)的轴线位置，以使中心射流风管(41)和轴向中心燃气管(51)之间形成中心燃气通道(53)，所述燃气环缝挡板(43)位于邻近轴向中心燃气管(51)的前端开口位置，且燃气环缝挡板(43)与轴向中心燃气管(51)的前端面之间形成燃气环缝(54)，该燃气环缝(54)位于挡环(64)内部，从而使进入至中心燃气通道(53)的燃气从燃气环缝(54)释放至所述挡环(64)内。

8.根据权利要求7所述的烟气内循环燃气燃烧器，其特征在于，所述轴向中心燃气管(51)的前端面和/或燃气环缝挡板(43)面向轴向中心燃气管(51)的一侧设置有圆锥形的斜面(511)，从而对从燃气环缝(54)释放的燃气提供朝向整流板(42)方向的速度分量。

9.根据权利要求6所述的烟气内循环燃气燃烧器，其特征在于，所述整流板(42)与挡环(64)之间形成有主环缝(66)，使挡环(64)内混合的燃气和助燃风通过主环缝(66)并沿着整流板(42)的径向方向向外释放，当通过主环缝(66)向外释放的燃气和助燃风被点燃后，形成的烟气可点燃从外环缝(22)释放的燃气。

10.根据权利要求6所述的烟气内循环燃气燃烧器，其特征在于，所述中心射流风管(41)的轴向上设置有射流风道，邻近所述中心射流风管(41)的后端位置开设有与射流风道连通的风道口(451)，还包括调节阀，用于调节从风道口(451)进入至射流风道内的进风量。

11.根据权利要求1至10任一项所述的烟气内循环燃气燃烧器，其特征在于，所述外环缝燃气管(25)的一端从外筒(2)的前端开口处伸出，且该外环缝燃气管(25)伸出外筒(2)的长度小于筒体(31)的轴向长度。

技术总结
本发明提供一种烟气内循环燃气燃烧器，涉及超低氮扩散式燃气燃烧器技术领域，该一种烟气内循环燃气燃烧器，基体，所述基体的前端是开口的，其内设置有供助燃风进入的风道；外筒，该外筒部分长度的外周套装于所述基体的前端，所述外筒构造为两端开口的中空结构，并具有燃气环腔；燃气环腔内的燃气从多个外环缝燃气管释放，先与从外环缝释放的助燃风混合后，在邻近前筒的前端的位置被点燃，避免燃烧的任何区域存在燃料浓度过浓时燃烧，以导致产生瞬时型氮氧化物，当燃烧器安装在锅炉内部时，通过外环缝释放的助燃风与炉膛内的高温烟气产生动量交换，形成卷吸效应，最终形成了烟气内循环，降低热力型氮氧化物的产生。

技术研发人员：戚宁,孙交成,李跃龙,吴艳丽,王丹丹
受保护的技术使用者：方快锅炉有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11