防结焦燃烧器的制作方法

1.本实用新型涉及锅炉、工业炉减排技术领域，特别是涉及一种防结焦燃烧器。


背景技术：

2.工业生产中会有大量的工业废气副产物，为保护环境节省能源，工业废气需经处理再排放，而对工业废气进行燃烧处理是一种既能保护环境又能利用能源的处理方式。
3.工业废气一般压力低，热值低，含有可燃成分，但成分较为复杂，可能含有焦油、颗粒物及含氮化合物等成分，焦油与颗粒的混合物极易粘附在燃烧设备上产生结焦现象；并且富含颗粒物的废气在燃烧时，由于颗粒物受热达到熔融/融化状态后也容易附着在燃烧器壁面上形成结焦。作为pm2.5的重要前物，nox治理为大气污染治理的重中之重，工业废气在燃烧时同样要将低氮排放作为重点。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术的不足，本实用新型提出了一种防结焦燃烧器，用于解决现有技术中的上述问题。
5.本实用新型提供一种防结焦燃烧器，包括：
6.中心通道，所述中心通道的顶端设有中心喷嘴；
7.内层空气通道，位于所述中心通道外围；
8.主燃气通道，位于所述内层空气通道的外围；所述主燃气通道的顶端设有内层燃气喷嘴及外层燃气喷嘴，所述内层燃气喷嘴位于所述外层燃气喷嘴与所述内层空气通道之间；
9.外层空气通道，位于所述主燃气通道外围；
10.防结焦风喷嘴，位于所述主燃气通道内，且位于所述内层燃气喷嘴与所述外层燃气喷嘴之间，并与所述内层空气通道相连通。
11.可选地，所述外层燃气喷嘴包括外层燃气斜喷嘴，所述外层燃气斜喷嘴与所述主燃气通道相连通；所述外层燃气斜喷嘴上设有外层燃气斜喷嘴主喷口、外层燃气斜喷嘴直喷口及外层燃气斜喷嘴槽喷口；其中，所述外层燃气斜喷嘴主喷口的喷射方向与所述防结焦燃烧器的中心线具有第一夹角，所述第一夹角为3
°
～90
°
；所述外层燃气斜喷嘴直喷口的喷射方向与所述防结焦燃烧器的中心线相平行；所述外层燃气斜喷嘴槽喷口的喷射方向与所述外层燃气斜喷嘴的中心线相垂直。
12.可选地，所述外层燃气喷嘴包括外层燃气侧喷嘴，所述外层燃气侧喷嘴与所述主燃气通道相连通，所述外层燃气侧喷嘴的中心线与所述防结焦燃烧器的中心线相平行；所述外层燃气侧喷嘴上设有侧向喷口，所述侧向喷口的喷射方向与所述外层燃气侧喷嘴的中心线相垂直。
13.可选地，所述外层燃气喷嘴的数量为多个，多个所述外层燃气喷嘴沿所述主燃气通道的周向间隔排布。
14.可选地，所述外层燃气喷嘴包括：
15.外层燃气斜喷嘴，所述外层燃气斜喷嘴与所述主燃气通道相连通；所述外层燃气斜喷嘴上设有外层燃气斜喷嘴主喷口、外层燃气斜喷嘴直喷口及外层燃气斜喷嘴槽喷口；其中，所述外层燃气斜喷嘴主喷口的喷射方向与所述防结焦燃烧器的中心线具有第一夹角，所述第一夹角为3
°
～90
°
；所述外层燃气斜喷嘴直喷口的喷射方向与所述防结焦燃烧器的中心线相平行；所述外层燃气斜喷嘴槽喷口的喷射方向与所述外层燃气斜喷嘴的中心线相垂直；
16.外层燃气侧喷嘴，所述外层燃气侧喷嘴与所述主燃气通道相连通，所述外层燃气侧喷嘴的中心线与所述防结焦燃烧器的中心线相平行；所述外层燃气侧喷嘴上设有侧向喷口，所述侧向喷口的喷射方向与所述外层燃气侧喷嘴的中心线相垂直；
17.所述外层燃气侧喷嘴与所述外层燃气斜喷嘴沿所述主燃气通道的周向交替间隔排布。
18.可选地，所述内层燃气喷嘴包括内层燃气直喷嘴，所述内层燃气直喷嘴的喷射方向与所述防结焦燃烧器的中心线相平行。
19.可选地，所述内层燃气喷嘴包括内层燃气斜喷嘴，所述内层燃气斜喷嘴的喷射方向与所述防结焦燃烧器的中心线具有第二夹角，所述第二夹角为0
°
～80
°
。
20.可选地，所述内层燃气喷嘴的数量为多个，多个所述内层燃气喷嘴沿所述主燃气通道的周向间隔排布。
21.可选地，所述内层燃气喷嘴包括：
22.内层燃气直喷嘴，所述内层燃气直喷嘴的喷射方向与所述防结焦燃烧器的中心线相平行；
23.内层燃气斜喷嘴，所述内层燃气斜喷嘴的喷射方向与所述防结焦燃烧器的中心线具有第二夹角，所述第二夹角为0
°
～80
°
；
24.所述内层燃气斜喷嘴与所述内层燃气直喷嘴沿所述主燃气通道的周向交替间隔排布。
25.可选地，还包括稳焰盘，所述稳焰盘位于所述内层空气通道的顶端。
26.如上所述，本实用新型的防结焦燃烧器，具有以下有益效果：
27.1、通过在内层燃气喷嘴和外层燃气喷嘴之间设置防结焦风喷嘴，可以通入防结焦风，防止所述防结焦燃烧器结焦。
28.2、通过设置中心通道、内层空气通道、主燃气通道及外层空气通道，可以耦合空气分级和燃气分级，使燃料进行分级燃烧及浓淡燃烧，减少燃料型化合物和热力型化合物的生成，降低nox的排放。
附图说明
29.图1为本实用新型的防结焦燃烧器的俯视结构示意图。
30.图2为本实用新型的防结焦燃烧器的截面结构示意图。
31.图3为本实用新型的防结焦燃烧器的工作原理图；图3中的箭头表示燃气及空气的流向。
32.元件标号说明：
33.1、外层空气通道；2、主燃气通道；3、内层空气通道；4、中心通道；41、中心喷嘴；5、外层燃气喷嘴；51、外层燃气斜喷嘴；511、外层燃气斜喷嘴主喷口；512、外层燃气斜喷嘴槽喷口；513、外层燃气斜喷嘴直喷口；52、外层燃气侧喷嘴；521、侧向喷口；6、内层燃气喷嘴；61内层燃气直喷嘴；62、内层燃气斜喷嘴；7、防结焦风喷嘴；8、稳焰盘。
具体实施方式
34.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。
36.本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
37.请参阅图1及图2，本实用新型提供一种防结焦燃烧器，包括：中心通道4，所述中心通道4的顶端设有中心喷嘴41；内层空气通道3，所述内层空气通道3位于所述中心通道4外围；主燃气通道2，所述主燃气通道2位于所述内层空气通道3的外围；所述主燃气通道2的顶端设有内层燃气喷嘴6及外层燃气喷嘴5，所述内层燃气喷嘴6位于所述外层燃气喷嘴5与所述内层空气通道3之间；外层空气通道1，所述外层空气通道1位于所述主燃气通道2外围；防结焦风喷嘴7，所述防结焦风喷嘴7位于所述主燃气通道2内，且位于所述内层燃气喷嘴6与所述外层燃气喷嘴5之间，并与所述内层空气通道3相连通。
38.本实用新型的防结焦燃烧器通过在所述内层燃气喷嘴6和所述外层燃气喷嘴5之间设置所述防结焦风喷嘴7，可以通入防结焦风，防止所述防结焦燃烧器结焦。所述内层燃气喷嘴6和所述外层燃气喷嘴5之间，若无流体(助燃风及燃料)的通入，高温烟气最容易回流至此处，冲刷燃烧器，使灰、焦油等粘结在燃烧器上，使燃烧器结焦。在所述内层燃气喷嘴6和所述外层燃气喷嘴5之间，通入防结焦风，一方面防结焦风可保护所述防结焦燃烧器，减少高温烟气冲刷所述防结焦燃烧器，另一方面防结焦风降低了此区域处的烟气温度，并且降低了烟气中灰、焦油等的温度，使其温度位于熔融/融化温度以下，与补充的此处的防结焦风结合使之能燃烧不结焦。
39.本实用新型的防结焦燃烧器通过设置所述中心通道4、所述内层空气通道3、所述主燃气通道2及所述外层空气通道1，可以耦合空气分级和燃气分级，使燃料进行分级燃烧及浓淡燃烧，减少燃料型化合物和热力型化合物的生成，降低nox的排放。本实用新型的所述中心通道4的顶端、所述内层空气通道3的顶端、所述主燃气通道2的顶端及所述外层空气通道1的顶端均伸入炉膛内，少量的空气从所述内层空气通道3进入所述炉膛，剩余的空气从所述外层空气通道1中进入所述炉膛，燃气分别从所述内层燃气喷嘴6及所述外层燃气喷
嘴5喷向所述炉膛，且外层燃气喷嘴5可以有不同的喷射角度，如此可实现燃料的分级燃烧。并且在所述防结焦燃烧器中心区域助燃风量少，进行浓燃烧，在所述防结焦燃烧器外围区域进行淡燃烧。
40.具体的，所述中心通道4的中心线、所述内层空气通道3的中心线、所述主燃气通道2的中心线及所述外层空气通道1的中心线可以均与所述防结焦燃烧器的中心线相重合。
41.具体的，所述中心通道4置于所述防结焦燃烧器中心区域，所述中心通道4内可按需通空气或燃气。外层空气按需以直流或旋流的方式从所述外层空气通道1喷出。
42.在一个示例中，所述外层燃气喷嘴5可以包括外层燃气斜喷嘴51，所述外层燃气斜喷嘴51与所述主燃气通道2相连通；所述外层燃气斜喷嘴51上设有外层燃气斜喷嘴主喷口511、外层燃气斜喷嘴直喷口513及外层燃气斜喷嘴槽喷口512；其中，所述外层燃气斜喷嘴主喷口511的喷射方向与所述防结焦燃烧器的中心线具有第一夹角α，所述第一夹角α可以为3
°
～90
°
；所述外层燃气斜喷嘴直喷口513的喷射方向与所述防结焦燃烧器的中心线相平行；所述外层燃气斜喷嘴槽喷口512的喷射方向与所述外层燃气斜喷嘴51的中心线相垂直。
43.在另一个示例中，所述外层燃气喷嘴5可以包括外层燃气侧喷嘴52，所述外层燃气侧喷嘴52与所述主燃气通道2相连通，所述外层燃气侧喷嘴52的中心线与所述防结焦燃烧器的中心线相平行；所述外层燃气侧喷嘴52上设有侧向喷口521，所述侧向喷口521的喷射方向与所述外层燃气侧喷嘴52的中心线相垂直。
44.可选地，所述外层燃气喷嘴5的数量为多个，多个所述外层燃气喷嘴5沿所述主燃气通道2的周向间隔排布。所述外层燃气喷嘴5的数量及位置以根据需要进行设置，此处不做限定。
45.需要说明的是，在上述示例中，所述外层燃气喷嘴5包括一种类型的喷嘴，即所述外层燃气喷嘴5可以均为所述外层燃气斜喷嘴51，也可以均为所述外层燃气侧喷嘴52。
46.需要进一步说明的是，在上述示例中，多个所述外层燃气喷嘴5可以沿所述主燃气通道2的周向呈单层排布，也可以沿所述主燃气通道2的周向呈多层间隔排布。在本实施例中，如图1所示，所述外层燃气喷嘴5布置了一层，每一层以所述防结焦燃烧器中心线为中心径向布置若干个。
47.在又一个示例中，请参阅图1及图2，所述外层燃气喷嘴5可以包括：外层燃气斜喷嘴51，所述外层燃气斜喷嘴51与所述主燃气通道2相连通；所述外层燃气斜喷嘴51上设有外层燃气斜喷嘴主喷口511、外层燃气斜喷嘴直喷口513及外层燃气斜喷嘴槽喷口512；其中，所述外层燃气斜喷嘴主喷口511的喷射方向与所述防结焦燃烧器的中心线具有第一夹角α，所述第一夹角α为3
°
～90
°
；所述外层燃气斜喷嘴直喷口513的喷射方向与所述防结焦燃烧器的中心线相平行；所述外层燃气斜喷嘴槽喷口512的喷射方向与所述外层燃气斜喷嘴51的中心线相垂直；外层燃气侧喷嘴52，所述外层燃气侧喷嘴52与所述主燃气通道2相连通，所述外层燃气侧喷嘴52的中心线与所述防结焦燃烧器的中心线相平行；所述外层燃气侧喷嘴52上设有侧向喷口521，所述侧向喷口521的喷射方向与所述外层燃气侧喷嘴52的中心线相垂直；所述外层燃气侧喷嘴52与所述外层燃气斜喷嘴51沿所述主燃气通道2的周向交替间隔排布。即在该示例中，所述外层燃气喷嘴5同时包括所述外层燃气斜喷嘴51及所述外层燃气侧喷嘴52。所述外层燃气斜喷嘴51及所述外层燃气侧喷嘴52可以沿所述主燃气通道2的周向呈单层分布，也可以沿所述主燃气通道的周向呈多层分布。
48.具体的，所述第一夹角α可以为5
°
、10
°
、20
°
、30
°
、40
°
、50
°
、60
°
、70
°
、80
°
或85
°
等等。
49.在一个示例中，所述内层燃气喷嘴6可以包括内层燃气直喷嘴61，所述内层燃气直喷嘴61的喷射方向与所述防结焦燃烧器的中心线相平行。
50.在另一个示例中，所述内层燃气喷嘴6可以包括内层燃气斜喷嘴62，所述内层燃气斜喷嘴62的喷射方向与所述防结焦燃烧器的中心线具有第二夹角β，所述第二夹角β可以为0
°
～80
°
。
51.可选地，所述内层燃气喷嘴6的数量为多个，多个所述内层燃气喷嘴6可以沿所述主燃气通道2的周向间隔排布。
52.需要说明的是，在上述示例中，所述内层燃气喷嘴6包括一种类型的喷嘴，即，所述内层燃气喷嘴6可以均为所述内层燃气直喷嘴61，也可以均为所述内层燃气斜喷嘴62。
53.需要进一步说明的是，在上述示例中，多个所述内层燃气喷嘴6可以沿所述主燃气通道2的周向呈单层排布，也可以沿所述主燃气通道2的周向呈多层间隔排布。在本实施例中，如图1所示，所述内层燃气喷嘴6布置了一层，每一层以所述防结焦燃烧器中心线为中心径向布置若干个。
54.在又一个示例中，所述内层燃气喷嘴6可以包括：内层燃气直喷嘴61，所述内层燃气直喷嘴61的喷射方向与所述防结焦燃烧器的中心线相平行；内层燃气斜喷嘴62，所述内层燃气斜喷嘴62的喷射方向与所述防结焦燃烧器的中心线具有第二夹角β，所述第二夹角β为0
°
～80
°
；所述内层燃气斜喷嘴62与所述内层燃气直喷嘴61沿所述主燃气通道2的周向交替间隔排布。即在该示例中，所述内层燃气喷嘴6同时包括所述内层燃气直喷嘴61及所述内层燃气斜喷嘴62。所述内层燃气斜喷嘴62与所述内层燃气直喷嘴61沿所述主燃气通道2的周向可以呈单层排布，也可以呈多层排布。
55.具体的，所述第二夹角β可以为10
°
、20
°
、30
°
、40
°
、50
°
、60
°
或70
°
等等。
56.作为示例，所述防结焦风喷嘴7的数量可以为多个，多个所述防结焦风喷嘴7可以沿所述主燃气通道2的周向间隔排布。具体的，多个所述防结焦风喷嘴7可以沿所述主燃气通道2的周向呈单层排布，也可以沿所述主燃气通道2的周向呈多层排布。在本实施例中，如图1所示，所述防结焦风喷嘴7沿所述主燃气通道2的周向呈单层排布，每一层以所述防结焦燃烧器中心线为中心径向布置若干个。
57.在一个可选的示例中，所述防结焦燃烧器还包括稳焰盘8，所述稳焰盘8位于所述内层空气通道3的顶端。
58.具体的，所述稳焰盘8上设置有旋流叶片(未示出)。所述旋流叶片使内层空气以旋流的方式喷出，增强燃气和风的混合。
59.在上述示例中，所述稳焰盘8的设置，使得所述防结焦燃烧器具有优异的稳燃能力。所述稳焰盘8使高温烟气回流至所述防结焦燃烧器中心，保证中心有稳定着火热，稳定的内层火焰可稳定地引燃外围燃气，进而使燃烧器运行安全稳定不脱火、熄火等。
60.作为示例，请结合图1及图2参阅图3，工作时，少量助燃风经所述内层空气通道3从所述稳焰盘8喷出，剩余的大量助燃风从所述外层空气通道1喷出；燃气经所述主燃气通道2从所述外层燃气喷嘴5及所述内层燃气喷嘴喷6出；从所述稳焰盘8流出的少量助燃风与从所述内层燃气斜喷嘴62喷出的燃气相遇，形成中心火焰；所述稳焰盘8的设置可使高温烟气
回流至中心燃烧区域，提供足够的着火热，保证燃烧的稳定性。燃气分别从所述内层燃气喷嘴6及所述外层燃气喷嘴5喷向所述炉膛，且所述外层燃气喷嘴5又有不同的喷射角度，如此可实现燃料的分级燃烧；并且在燃烧器中心区域助燃风量少，进行浓燃烧；在燃烧器外围区域配置助燃风量大，进行淡燃烧。浓淡燃烧可使降低燃烧峰值，可降低氮氧化物的生成，并且形成一定的还原性氛围，可还原生成的氮氧化物，如此可有效降低氮氧化物的排放。在所述内层主燃气喷嘴6和所述外层主燃气喷嘴5之间，通入防结焦风，一方面防结焦风可保护燃烧器，减少高温烟气冲刷燃烧器，另一方面防结焦风降低了此区域处的烟气温度，并且降低了烟气中灰、焦油等的温度，使其温度位于熔融/融化温度以下，再结合此处补充的防结焦风以使之燃烧不结焦。
61.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不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。
62.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。