[发明专利]一种烟气内循环超低氮燃烧器

说明书

本公开揭示了一种烟气内循环超低氮燃烧器，包括：空气通道、稳燃燃料管、分级燃料管、旋流器、锥形环、烟气卷吸环、混合外环。本公开利用烟气内循环原理将炉内燃烧后的烟气卷吸进高温燃烧区，一方面能够降低燃烧区的温度与氧含量，另一方面能够降低热力型氮氧化物的生成，同时利用强旋流和锥形环结构解决了锅炉内气体混合不均匀、燃烧不稳定等问题，具有结构简单、氮氧化物排放低、燃烧稳定等特点，广泛适合于工业炉、重整器以及燃气轮机燃烧使用。

技术领域

本公开涉及一种低氮燃烧器，尤其涉及一种烟气内循环超低氮燃烧器。

背景技术

烟气再循环技术是一种低氮技术，被广泛用于锅炉系统中，通过在锅炉尾部抽取一部分烟气直接送入锅炉内，或与一次风或二次风混合后再送入锅炉内。烟气再循环技术通过将烟气的燃烧产物加入到燃烧区域内，降低了燃烧温度，同时加入的烟气降低了氧气的分压，将减弱氧气与氮气生成热力型氮氧化物的过程，从而减少了氮氧化物的生成，研究表明，外部烟气循环将减少70％的氮氧化物生成。

燃料分级燃烧低氮技术是通过控制当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，达到降低氮氧化物生成的效果。

目前市场上的低氮燃烧器多基于烟气再循环技术来降低氮氧化物的排放，然而，此种燃烧器负荷调节比不高。另外，采用烟气再循环技术对再循环量的要求较高：再循环量过低，则对降低氮氧化物排放有限，再循环量过高，则会带来振动、喘振等问题，且低氮锅炉再循环系统比较复杂，体积大、成本高，从生产和安装角度都存在很大的难度。

发明内容

针对以上存在的不足，本公开的目的在于提供一种烟气内循环超低氮燃烧器，该低氮燃烧器负荷调节比高、结构简单、氮氧化物排放较低、燃烧稳定。

为实现以上目的，现对本公开的技术方案描述如下：

一种烟气内循环超低氮燃烧器，包括：稳燃燃料管、旋流器、空气通道、混合外环、烟气卷吸环和分级燃料管；其中，

所述稳燃燃料管轴向贯通于所述旋流器；

所述稳燃燃料管包括稳燃燃料管道、连接于稳燃燃料管道一端的稳燃燃料喷口，所述稳燃燃料喷口呈上下两行均匀分布；

所述旋流器下端固定连接有所述空气通道，所述旋流器外侧固定连接有所述混合外环；

所述空气通道外侧均匀分布有所述分级燃料管；

所述分级燃料管包括分级燃料管道、位于所述分级燃料管道正上方的分级燃料喷口，且分级燃料喷口喷出燃料的1/3-1/2直接喷向所述锥形环，其余燃料喷向空气通道；所述分级燃料喷口喷向锥形环的燃料比例通过调整分级燃料管所在同心圆直径与锥形环较大一侧直径之比来实现；

所述混合外环的下端与所述烟气卷吸环紧密贴合；

所述烟气卷吸环的直径设置为空气通道直径的1.5-2.5倍，且所述烟气卷吸环的下边缘与所述分级燃料喷口的高度一致；

所述烟气卷吸环上设置有均匀分布的卷吸孔。

较佳的，所述稳燃燃料喷口的数量为16-24个，所述稳燃燃料喷口的直径为1.5-3.5mm。

较佳的，所述旋流器包括旋流内环、叶片和旋流外环，所述旋流外环的直径为所述旋流内环直径的1.5-3倍，所述叶片在旋流内环与旋流外环之间均匀分布。

较佳的，所述旋流器占所述空气通道面积的70％以上。

较佳的，所述叶片的数量为8-12个，所述叶片的倾斜角度为20°～25°。