[发明专利]一种富氧燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及一种富氧燃烧器，属于燃烧设备锅炉技术领域。

背景技术

富氧燃烧技术由于燃烧温度高、烟气带走的焓少、着火特性及火焰稳定性好等优点广受青睐。特别是对于一些劣质燃料和低热值燃料的燃烧能产生显著的经济效益。但是，随着氧气浓度的升高，富氧燃烧温度增加，热力NO_X升高，有可能会烧毁燃烧设备。并且，富氧燃烧的燃烧火焰短，能量集中，因此富氧燃烧在实际应用中有一定的局限。

传统富氧燃烧器通常让烧嘴远离高温区，避免过高的燃烧温度损坏烧嘴。普遍的方法是采用高速射流、在烧嘴出口处加旋流器、烟气回流等技术。运用射流燃烧技术，可以拉长火焰，提升温度场分布的均匀程度。采取烟气回流技术，外部烟气回流或者内部烟气回流，可降低燃烧的温度，提高燃料的可燃性及火焰稳定性。采取分段燃烧技术和烟气回流技术，将燃烧分为产生还原性氛围产物的一次燃烧和将燃料充分燃尽的二次燃烧，一次燃烧的还原性氛围可以将生成的NO_X还原，从而降低燃料NO_X的排放，解决NO_X排放偏高问题。此外，旋流燃烧技术、引射流燃烧技术，都可增加燃烧湍流度、强化混合过程，有利于降低烧嘴温度。

本发明结合传统燃烧器的分段燃烧技术、内部烟气回流技术、旋流燃烧技术和引射流燃烧技术，能有效提高燃烧效率和降低燃烧污染物的排放。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：富氧燃烧因温度过高而产生的热力NO_X偏高，烧嘴烧蚀以及因火焰长度短而使温度分布集中的问题。

本发明采用的技术方案：一种富氧燃烧器，包括：加强筋、氧气腔、氧气入口、调节板、烧嘴砖、燃料喷枪及旋流片；所述氧气腔置于烧嘴砖后部，一、二次氧气公用一个氧气腔，通过调节板调节一二次氧气的流量，从而使整个燃烧器在不同燃料、不同工况时，能处于最佳工作状态。一次氧气入口处产生喉管效应，通过卷吸烟道吸入一次燃烧产生的烟气，用于一次氧气的预热，有利于提高燃料的着火特性和火焰稳定性。一次氧气与卷吸的烟气一起向前流动，流经旋流片旋流混合，产生一定的湍流度，再次卷吸由燃料喷枪喷射出的燃料，不完全燃烧生成还原性氛围的一次燃烧产物。二次氧气从二次氧气入口通道喷射入燃烧室，引射燃烧一次燃烧的产物，提高燃料的燃尽率。

所述烧嘴砖内的一次氧气入口通道采用拉法尔喷管结构，形成喉管效应，产生负压，用于卷吸烟气。

所述烧嘴砖内的二次氧气入口通道有一向前的凸台，入口通道与轴线夹角为15°～30°，使二次氧气能到达射流燃料的中心，使燃料充分燃烧，提高燃料的燃尽率。

所述调节板的外调节孔和内调节孔之间有一定的公共夹角α，顺时针或者逆时针旋转旋流片，可以内、外调节孔通量的大小，从而调节一、二次氧气的比例。

所述外调节孔和内调节孔成对存在，数目可以为3～12个。

所述卷吸烟道呈对称分布的圆弧形，能降低卷吸烟气的流动阻力。

所述旋流片的旋流叶片数目可以为3～12个。

本发明与现有技术相比的优点在于：

（1）、本发明集成了分段燃烧技术、内部烟气回流技术、旋流燃烧技术和引射流燃烧技术。综合利用各种燃烧技术的优点，缩小了燃烧器的尺寸，能有效提高燃烧效率和降低燃烧污染物的排放。

（2）、相比于传统的燃烧器，本发明一、二次氧气公用同一个氧气腔，并能通过旋转调节板调节一、二次氧气的比例，从而使燃烧在不同燃料、不同工况下均能获得最佳效果。

（3）、本发明通过一次氧气入口处的喉管作用卷吸烟气，且烟道呈对称分布的圆弧形，能降低烟气的流动阻力。卷吸的烟气能够提高预热一次氧气，提高燃料的着火特性和火焰稳定性。

（4）、本发明在一次氧气和卷吸烟气的出口处增加了旋流片，能够增强一次氧气和卷吸氧气的混合度，有利于一次氧气的预热，同时能增加氧化性气体的湍流度，进一步加强燃料与氧气的混合程度，提高燃料的可燃性和火焰稳定性。

（5）、本发明二次氧气通道向轴心内偏转15°～30°，能使氧气到达射流燃料的中心与燃料充分接触，提高燃料的燃尽率，与此同时，能将火焰引射到整个燃烧室，使整个燃烧室的温度分布更加均匀。

附图说明

图1（a）为本发明富氧燃烧器的结构示意图，图1（b）为本发明富氧燃烧器工作原理图；

图2为本发明富氧燃烧器调节挡板的结构示意图；

图3为本发明富氧燃烧器尾旋流片结构示意图；

图4为本发明旋流片三维图；

图5为本发明富氧燃烧调节板的四种工况图；