燃气燃烧器和锅炉的制作方法

本技术涉及燃气燃烧，尤其涉及一种燃气燃烧器和锅炉。

背景技术：

1、在燃气低氮燃烧时，氮氧化物是主要的污染物来源。氮氧化物按照生成途径的不同分为燃料型氮氧化物、热力型氮氧化物和快速型氮氧化物，燃气燃烧时由于原料中基本不含氮，所以主要产生热力型氮氧化物和快速型氮氧化物。相关技术中的燃烧器在降低氮氧化物排放时，普遍采用烟气外循环技术，从烟道中引部分烟气混入助燃空气中来降低助燃空气的氧含量，从而降低燃烧的高峰温度，进而主要降低热力型氮氧化物。但是，这种方式在降低氮氧化物的同时会导致燃气燃烧的稳定性降低、锅炉出力下降以及循环烟道产生冷凝水的问题。

技术实现思路

1、本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本实用新型的实施例提出一种燃气燃烧器，该燃气燃烧器的燃气燃烧稳定性高，运行过程中热力型氮氧化物和快速型氮氧化物的生成量较低。

3、本实用新型实施例的燃气燃烧器包括燃烧器本体，所述燃烧器本体具有中心风通道、一次燃气通道、多个一次燃气喷孔、内侧助燃风通道、外侧助燃风通道和多个二次燃气通道，所述一次燃气通道、所述内侧助燃风通道和所述外侧助燃风通道沿所述中心风通道的径向由内至外依次间隔分布；所述内侧助燃风通道包括内侧助燃风加速段、多个对数螺旋线流通段、回流段，所述内侧助燃风加速段经所述对数螺旋线流通段与所述回流段连通，所述回流段位于所述中心风通道的下游且与所述中心风通道连通，所述一次燃气通道经所述一次燃气喷孔与所述内侧助燃风加速段连通，所述一次燃气喷孔的延伸方向与所述内侧助燃风通道的延伸方向之间具有夹角；所述外侧助燃风通道包括由上游至下游间隔分布的外侧助燃风加速段和外侧助燃风混烟段，多个所述二次燃气通道绕所述外侧助燃风通道的周向间隔分布，所述二次燃气通道包括由上游至下游间隔分布的二次燃气加速段和二次燃气混烟段。

4、本实用新型实施例的燃气燃烧器，通过一次燃气和内侧助燃空气成角度高速混合，从而有利于避免快速型氮氧化物的生成。混合后的一次燃气和内侧助燃空气在回流段内并在中心风的作用下形成环形回流区，从而形成第一火焰环，避免高温区的形成，以减少热力型氮氧化物的生成，回流区的存在有利于一次燃气的稳燃。外侧助燃空气引入燃烧区域的内循环烟气形成氧含量17.4％～19.0％的助燃空气，二次燃气遇到氧含量17.4％～19.0％的助燃空气，形成的第二火焰环，以减弱二次燃气的燃烧温度，无局部高温区的形成，减少了热力型氮氧化物的生成。

5、在一些实施例中，所述燃烧器本体包括：中心风筒体、一次燃气筒体、多边形封板、内侧助燃风筒体、外侧助燃风筒体和多个二次燃气筒体；所述一次燃气筒体套设在所述中心风筒体外，所述中心风筒体和所述一次燃气筒体在内外方向上间隔开，所述中心风筒体和所述一次燃气筒体限定出所述一次燃气通道，所述一次燃气喷孔设在所述一次燃气筒体上；所述多边形封板的边线为对数螺旋线，所述多边形封板具有中心孔，所述多边形封板套设在所述中心风筒体上，所述一次燃气筒体的位于下游的一端与所述多边形封板相连，以使所述多边形封板封堵所述一次燃气通道的位于下游的端口；所述内侧助燃风筒体套设在所述一次燃气筒体外，所述一次燃气筒体和所述内侧助燃风筒体在内外方向上间隔开，所述一次燃气筒体和所述内侧助燃风筒体的第一段限定出所述内侧助燃风加速段，所述多边形封板和所述内侧助燃风筒体的第二段限定出多个所述对数螺旋线流通段，所述内侧助燃风筒体的第三段的内腔为所述回流段，所述内侧助燃风筒体的第三段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐增大；所述外侧助燃风筒体套设在所述内侧助燃风筒体外，所述内侧助燃风筒体和所述外侧助燃风筒体在内外方向上间隔开，所述内侧助燃风筒体和所述外侧助燃风筒体限定出所述外侧助燃风通道；多个所述二次燃气筒体绕所述外侧助燃风筒体的周向间隔分布，所述二次燃气筒体的内部为所述二次燃气通道。

6、在一些实施例中，所述一次燃气筒体包括由上游至下游依次相连的一次燃气第一平直段、一次燃气扩散段和一次燃气第二平直段，所述一次燃气扩散段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐增大，所述一次燃气第二平直段的位于下游的一端与所述多边形封板的位于上游的端面相连。

7、在一些实施例中，多个所述一次燃气喷孔环绕所述一次燃气第二平直段的中心轴线间隔布设在所述一次燃气第二平直段的周壁上，且所述一次燃气喷孔的延伸方向与所述内侧助燃风通道的延伸方向之间的夹角为90°。

8、在一些实施例中，任一所述多边形封板的角部与所述内侧助燃风筒体的内周壁相连，所述多边形封板的各边与多个所述一次燃气喷孔一一对应，所述中心风筒体的位于下游的端面、所述多边形封板的位于下游的端面以及所述内侧助燃风筒体的第二段的位于下游的端面平齐。

9、在一些实施例中，所述外侧助燃风筒体包括由上游至下游的外侧助燃风平直段、外侧助燃风收缩段和外侧助燃风扩散段，所述外侧助燃风平直段与所述外侧助燃风收缩段相连，所述外侧助燃风收缩段与所述外侧助燃风扩散段在上游至下游的方向上间隔开，所述外侧助燃风平直段、所述外侧助燃风收缩段和所述内侧助燃风筒体限定出所述外侧助燃风加速段，所述外侧助燃风收缩段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐减小，所述外侧助燃风扩散段和所述内侧助燃风筒体限定出所述外侧助燃风混烟段，所述外侧助燃风扩散段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐增大，所述外侧助燃风扩散段的位于下游的端面与所述内侧助燃风筒体的第三段的位于下游的端面平齐。

10、在一些实施例中，所述二次燃气筒体包括由上游至下游的二次燃气第一平直段、二次燃气收缩段和二次燃气第二平直段，所述二次燃气第一平直段与所述二次燃气收缩段相连，所述二次燃气收缩段与所述二次燃气第二平直段在上游至下游的方向上间隔开，所述二次燃气收缩段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐减小，所述二次燃气第一平直段的内腔和所述二次燃气收缩段的内腔共同形成所述二次燃气加速段，所述二次燃气第二平直段的内腔为所述二次燃气混烟段。

11、在一些实施例中，所述回流段的位于下游的端口和所述二次燃气混烟段的位于下游的端口在上游至下游的方向上间隔开。

12、在一些实施例中，所述二次燃气混烟段的位于下游的端口的截面形状呈星形。

13、本实用新型的实施例还提出一种锅炉。

14、本实用新型实施例的锅炉包括炉体和上述任一实施例中所述的燃气燃烧器，所述燃气燃烧器设在所述炉体上，且所述外侧助燃风加速段的位于下游的端口和所述二次燃气加速段的位于下游的端口均位于所述炉体的炉膛内。

15、本实用新型实施例的锅炉，燃气燃烧稳定性高，热力型氮氧化物和快速型氮氧化物的生成量较低。

技术特征：

1.一种燃气燃烧器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述燃烧器本体包括：

3.根据权利要求2所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述一次燃气筒体包括由上游至下游依次相连的一次燃气第一平直段、一次燃气扩散段和一次燃气第二平直段，所述一次燃气扩散段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐增大，所述一次燃气第二平直段的位于下游的一端与所述多边形封板的位于上游的端面相连。

4.根据权利要求3所述的燃气燃烧器，其特征在于，多个所述一次燃气喷孔环绕所述一次燃气第二平直段的中心轴线间隔布设在所述一次燃气第二平直段的周壁上，且所述一次燃气喷孔的延伸方向与所述内侧助燃风通道的延伸方向之间的夹角为90°。

5.根据权利要求2所述的燃气燃烧器，其特征在于，任一所述多边形封板的角部与所述内侧助燃风筒体的内周壁相连，所述多边形封板的各边与多个所述一次燃气喷孔一一对应，所述中心风筒体的位于下游的端面、所述多边形封板的位于下游的端面以及所述内侧助燃风筒体的第二段的位于下游的端面平齐。

6.根据权利要求2所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述外侧助燃风筒体包括由上游至下游的外侧助燃风平直段、外侧助燃风收缩段和外侧助燃风扩散段，所述外侧助燃风平直段与所述外侧助燃风收缩段相连，所述外侧助燃风收缩段与所述外侧助燃风扩散段在上游至下游的方向上间隔开，所述外侧助燃风平直段、所述外侧助燃风收缩段和所述内侧助燃风筒体限定出所述外侧助燃风加速段，所述外侧助燃风收缩段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐减小，所述外侧助燃风扩散段和所述内侧助燃风筒体限定出所述外侧助燃风混烟段，所述外侧助燃风扩散段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐增大，所述外侧助燃风扩散段的位于下游的端面与所述内侧助燃风筒体的第三段的位于下游的端面平齐。

7.根据权利要求2所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述二次燃气筒体包括由上游至下游的二次燃气第一平直段、二次燃气收缩段和二次燃气第二平直段，所述二次燃气第一平直段与所述二次燃气收缩段相连，所述二次燃气收缩段与所述二次燃气第二平直段在上游至下游的方向上间隔开，所述二次燃气收缩段的横截面积在上游至下游的方向上逐渐减小，所述二次燃气第一平直段的内腔和所述二次燃气收缩段的内腔共同形成所述二次燃气加速段，所述二次燃气第二平直段的内腔为所述二次燃气混烟段。

8.根据权利要求1所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述回流段的位于下游的端口和所述二次燃气混烟段的位于下游的端口在上游至下游的方向上间隔开。

9.根据权利要求1所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述二次燃气混烟段的位于下游的端口的截面形状呈星形。

10.一种锅炉，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的燃气燃烧器和炉体，所述燃气燃烧器设在所述炉体上，且所述外侧助燃风加速段的位于下游的端口和所述二次燃气加速段的位于下游的端口均位于所述炉体的炉膛内。

技术总结
本技术公开了一种燃气燃烧器和锅炉，所述燃气燃烧器包括燃烧器本体，燃烧器本体具有中心风通道、一次燃气通道、多个一次燃气喷孔、内侧助燃风通道、外侧助燃风通道和多个二次燃气通道，内侧助燃风通道包括连通的内侧助燃风加速段、多个对数螺旋线流通段、回流段，回流段与中心风通道连通，一次燃气通道经一次燃气喷孔与内侧助燃风加速段连通，一次燃气喷孔的延伸方向与内侧助燃风通道的延伸方向之间具有夹角，外侧助燃风通道包括外侧助燃风加速段和外侧助燃风混烟段，二次燃气通道包括由上游至下游间隔分布的二次燃气加速段和二次燃气混烟段。该燃气燃烧器的燃气燃烧稳定性高，运行过程中热力型氮氧化物和快速型氮氧化物的生成量较低。

技术研发人员：王永英,裘星,张鑫,程晓磊,陈隆,李美军,杨石,刘振宇,白月娟
受保护的技术使用者：北京天地融创科技股份有限公司
技术研发日：20230314
技术公布日：2024/1/13