[发明专利]一种燃料强化分级超低氮气体燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及一种低氮气体燃烧器，特别涉及一种燃料强化分级超低氮气体燃烧器。

背景技术

空气中的氮氧化物NOx是酸雨产生的重要来源，它使得土壤和水源酸化，影响农作物的生长。另外，氮氧化物NOx还会破坏臭氧层，臭氧层的变化引起气候的变化，进而影响到整个生态环境。现代科学也已经证实人类许多疾病的产生与空气中的氮氧化物NOx有着直接的关系。锅炉燃烧是大气NOx污染的主要污染源之一，减少烟气中NOx排放可有效降低大气中的氮氧化物NOx。低氮控制技术主要有低氮燃烧技术与烟气脱销技术，与烟气脱硝技术相比，低氮燃烧技术因具有相对简单，投资、运行费用较低等特点而广泛推广。

燃料分级燃烧低氮技术是通过控制过量比来降低燃烧区域的温度，燃烧温度在当量比为1的情况下达到最高，在贫燃或者富燃的情况下进行燃烧，其燃烧温度比当量比为1的燃烧温度要低，能合理分配炉内的温度场分布，避免出现局部高温，达到降低NOx生成的效果。然而，燃烧温度的降低对火焰的形状与稳定性造成影响，不利于锅炉的安全运行。

发明内容

本发明的目的在于克服上述低氮技术存在的缺陷，提出一种热效率高、NOx排放浓度较低、燃烧稳定的燃料强化分级超低氮气体燃烧器。

本发明采用如下技术方案：一种燃料强化分级超低氮气体燃烧器，包括一燃烧头，该燃烧头包括一圆柱形空气通道和一设置在该圆柱形空气通道内部的旋流盘，所述旋流盘包括旋流内环、旋流外环和设置在旋流内环与旋流外环之间的旋流片；所述燃烧头还包括：一根设置在旋流盘中心的一级燃料管、一个设置在旋流盘外侧且在空气通道内的的环形稳焰板，所述环形稳焰板上设置有多根二级燃料管和多根三级燃料管；所述一级燃料管的正面设有一级燃料正面喷口，所述二级燃料管的正面与侧面分别设有二级燃料正面喷口和二级燃料侧面喷口，所述三级燃料管的正面设有三级燃料正面喷口，所述环形稳焰板上设有多个稳焰空气通孔。

优选的，所述一级燃料正面喷口数量为4个，且喷口直径为4～6mm；所述二级燃料管数量为6～10根，所述每根二级燃料管的二级燃料正面喷口数量为3个，且喷口直径为3～5mm；所述每根二级燃料管的二级燃料侧面喷口数量为8～12个，且喷口直径为2～3mm；所述三级燃料管数量为10～16根，所述每根三级燃料管的三级燃料正面喷口数量为3个，且喷口直径为3～5mm。

优选的，所述一级燃料管、二级燃料管和三级燃料管的顶端高度不一致，所述二级燃料管和三级燃料管沿环形稳焰板均匀分布，且二级燃料管位于三级燃料管内侧。

优选的，所述一级燃料管顶端高于所述旋流盘顶端3～5mm；所述二级燃料管顶端高于所述一级燃料管顶端5～15mm；所述三级燃料管顶端高于所述二级燃料管顶端15～30mm。

优选的，所述稳焰空气通孔数量为3～30个，通孔直径为5～8mm。

优选的，所述一级燃料管燃烧一级燃料，所述二级燃料管燃烧二级燃料，所述三级燃料管燃烧三级燃料，所述一、二、三级燃料比例可调节；所述一级燃料为纯燃料或部分预混气体，且预混比例可调节；所述二级燃料和三级燃料为纯燃料。

优选的，所述二级燃料侧面喷口的位置距离所述旋流外环的距离为该二级燃料侧面喷口直径的1～3倍。

优选的，所述一级燃料比例占总燃料比例的50-70％，所述二级燃料管喷出的燃料方向为轴向或径向。

优选的，所述旋流盘面积占整个空气通道总面积的70％以上，所述旋流片的个数为10-20个，所述旋流片的倾斜角度范围为10-30°。

优选的，所述空气通道出口处设置有扩口，所述扩口倾斜角度小于20°，扩口长度为100-150mm。

本发明采用如上技术方案带来的有益技术效果是：本发明所提供的燃料强化分级超低氮气体燃烧器，能在减少NOx生成的同时解决预混火焰与烟气再循环的燃烧不稳定、热效率低等问题，具有燃烧污染物排放少、燃烧完全、燃烧稳定性好、燃烧效率高、结构简单可靠等优点，适合于民用和工业炉、重整器以及燃气轮机的燃烧使用，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明一个实施例中燃料强化分级超低氮气体燃烧器的立体结构示意图；

图2是本发明一个实施例中燃料强化分级超低氮气体燃烧器的截面图；

图3是本发明一个实施例中燃料强化分级超低氮气体燃烧器的稳焰板示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。