[发明专利]一种两级燃烧式火排燃烧器

说明书

本发明公开了一种两级燃烧式火排燃烧器，包括底座和设置在底座上的若干火片，底座上设置有与所述火片对齐的燃气喷嘴，所述燃气喷嘴用于向火片内喷射燃气，喷射的燃气能够带动空气进入到火片内而形成预混气体，预混气体能够自火片上部的火孔排出和燃烧，所述火片内的预混气体能够进行缺氧燃烧，各两相邻火片之间具有用于给火孔处火焰补充空气的二次空气补充通道。本发明能够有效降低火焰温度，抑制氮氧化物的生成，易于点火和稳焰，补充的空气能够与尚未燃尽的烟气再度混合，确保燃烧充分，能够有效提高本火排燃烧器的功率，无需在本火排燃烧器上增设冷却水管进行冷却，结构更为简单，有效降低了氮氧化物和一氧化碳的排放量。

技术领域

本发明涉及火排燃烧器领域。

背景技术

火排燃烧器通常应用在模块炉、壁挂炉、热水器、蒸汽发生器等供暖、供热水、供蒸汽的装置上，通常包括底座和若干并列设置在底座上的火片，底座上设置与火片对齐的燃气喷嘴，燃气喷嘴向火片的燃气通道内喷射燃气，在此过程中，利用引射原理，能够带动周围的空气进入燃气通道与燃气混合，之后混合气体从火片的火孔排出而进行燃烧。

近年来，由于环保问题越来越严峻，北京于2017年4月1日正式施行最严格的锅炉氮氧化物排放标准，要求新建锅炉氮氧化物排放量在基准含氧量为3.5％的折算值＜30mg/m³、同时一氧化碳排放量折算值＜95mg/m³，随后多个城市和地区陆续颁布并实施北京标准。燃烧器作为锅炉的主要供热设备，是锅炉大气污染排放的主要来源，选用更低氮氧化物排放量的燃烧器是降低锅炉大气污染排放的主要手段，最大限度的节约能源也是燃烧器的重要性能指标。

氮氧化物和一氧化碳的排放量主要取决于燃气燃烧的充分与否，燃气充分燃烧则能够有效减少氮氧化物和一氧化碳的排放。传统的单喷嘴火排燃烧器难以保证氧气与燃气的准确混合比例，因此难以控制氮氧化物和一氧化碳的排放量，目前出现了通过高精密电子控制系统控制燃气和空气按全预混比例进行预混的全预混燃烧器，燃烧自然充分，化学不完全燃烧损失较少，热效率高，氮氧化物排放量能做到＜30mg/m³，一氧化碳＜95mg/m³，排放量完全满足要求。尽管全预混燃烧器在节能、环保方面能完全满足新建锅炉的大气污染排放标准，但是为保证全预混燃烧的稳定性，就要同时对燃气和空气进行精准的比例控制，这是难度极高的非线性控制。全预混燃烧器在燃烧过程中，燃气和空气的比例控制不准会发生两种情况：如果预混空气不足，又没有二次空气补给，那就是缺氧燃烧，一氧化碳排放量将会大幅上升，这就是目前大多数全预混锅炉在实际的使用中节能效果不佳的原因之一：如果预混空气过量，那就是过预混，点火时容易爆燃。全预混燃烧的稳焰问题是另一个难题，采用机械方法加工的火孔结构很难稳定火焰，几乎全世界的全预混燃烧器都是采用耐高温的金属纤维编制网包裹火孔表面进行稳焰的，这种微孔稳焰的方法很有效，但是成本很高，且使用寿命短，是昂贵的易损件，为了防止金属纤维编制网堵塞影响燃烧，就必须对燃气严格过滤和空气滤清处理，这不仅增加了锅炉的运行成本，而且会影响到空燃比的稳定性。头部结构比较复杂和笨重以防止发生回火现象，在高压、高负荷时会有较大的噪音都是全预混燃烧器的缺点。

参照图1，该种单喷嘴火排燃烧器是较早利用引射原理的火排燃烧器，其通过底座10上的燃气喷嘴11喷射燃气来带动空气进入火片20进行混合，之后从火孔21排出和燃烧，通常将空气与燃气的预混度设置为70％以下，预混气体无法点燃，其通过在两相火片20之间的较大间距来补充空气从而进行燃烧，这样便会影响同尺寸规格下的火焰燃烧面积，从而影响火排燃烧器的功率大小，单喷嘴火排燃烧器燃烧火焰高且不充分，一氧化碳和氮氧化物都很高。