[发明专利]一种高温烟气多级回流低氮燃烧器及其燃烧方法

权利要求书

1.一种高温烟气多级回流低氮燃烧器，其特征在于，所述燃烧器包括外壳(3)、燃料母管(4)和燃烧头，所述燃料母管(4)同中心轴式设置在所述外壳(3)内，且所述燃料母管(4)外壁面与所述外壳(3)内壁面之间形成空气通道(1)；以燃料喷出端为前，入口端为后，所述燃烧头设置在所述燃料母管(4)前端；

所述燃烧头包括连接管(5)、二次燃料管(9)、一次燃料管(10)、二次燃料分配环管(11)和旋流盘(14)；所述二次燃料分配环管(11)呈同心圆式设置在所述旋流盘(14)外周；

所述连接管(5)后端插入式与所述燃料母管(4)相连，前端设有密封盘，所述密封盘上设置有两个以上一次燃料管(10)，所述一次燃料管(10)呈射线状连接在所述连接管(5)与所述旋流盘(14)之间，并在所述旋流盘(14)上设置有一次燃料喷口(16)与所述一次燃料管(10)相通；

所述连接管(5)前端侧面设置有两个以上的二次燃料管(9)，所述二次燃料管(9)连接在所述连接管(5)和所述二次燃料分配环管(11)之间；所述二次燃料分配环管(11)外侧均匀开设有若干二次燃料喷口(12)；

所述旋流盘(14)上还设置有若干旋流缝(15)，所述一次燃料喷口(16)均匀设置在若干旋流缝(15)之间；

所述外壳(3)前端还设置有若干烟气回流孔(18)，所述烟气回流孔(18)均匀环绕着设置在所述二次燃料分配环管(11)与所述外壳(3)之间，并在所述燃烧头的出口与所述外壳(3)出口之间形成高温烟气混合区。

2.根据权利要求1所述的一种高温烟气多级回流低氮燃烧器，其特征在于，所述外壳(3)前端内壁面设置有涡流板(13)，所述涡流板(13)一一对应式设置在所述烟气回流孔(18)处，所述涡流板(13)与所述外壳(3)壁面之间夹角α为45-90°。

3.根据权利要求2所述的一种高温烟气多级回流低氮燃烧器，其特征在于，所述涡流板(13)选用三角形涡流板，其顶角角度β为45-90°。

4.根据权利要求1所述的一种高温烟气多级回流低氮燃烧器，其特征在于，所述旋流盘(14)选用一体圆板式结构，所述旋流缝(15)呈径向开设在所述旋流盘(14)上，且其长度小于所述旋流盘(14)的半径，使旋流盘(14)中心形成稳燃区；所述旋流盘(14)中心稳燃区还设置有若干中心孔(20)。

5.根据权利要求1所述的一种高温烟气多级回流低氮燃烧器，其特征在于，所述旋流盘(14)中心设有稳燃板，所述稳燃板与所述旋流盘(14)壁面之间设置有若干径向的旋流叶片，相邻旋流叶片之间形成旋流缝(15)；所述一次燃料喷口(16)设置在旋流叶片上。

6.根据权利要求1所述的一种高温烟气多级回流低氮燃烧器，其特征在于，所述外壳(3)一端设置火管(6)，所述火管(6)设置在所述燃烧头外周，且在轴向上可调。

7.一种高温烟气多级回流低氮燃烧方法，其使用如权利要求1所述的一种高温烟气多级回流低氮燃烧器，其特征在于，所述方法包括：

使一次风和燃料气分别通过空气通道(1)和燃料母管(4)进入所述燃烧器；

使燃料气分别通过一次燃料管(10)和二次燃料管(9)分流成为一次燃料气和二次燃料气；

使一次燃料气通过一次燃料管(10)从旋流盘(14)上的一次燃料喷口(16)呈射流式喷入，在从旋流缝(15)进入的旋流空气作用下形成中心火卷风，并形成值班火焰且火焰前端驻留在旋流盘(14)中心的稳燃板上；

使二次燃料气通过二次燃料管(9)进入二次燃料分配环管(11)均匀分配后从其外侧的二次燃料喷口(12)喷入，与从二次燃料分配环管(11)与外壳(3)之间进入的空气混合形成环绕燃料风，在二次燃料分配管(11)和外壳(3)间的环形通道形成高速射流；所述高速射流一方面在涡流板(13)下游形成涡流，与从烟气回流孔(18)卷吸进入的高温烟气混合，另一方面使从烟气回流孔(18)卷吸进入的高温烟气、二次燃料与空气的混合气流经过涡流板(13)后高速喷入炉膛形成大回流区，在中心火卷风的稳燃作用下实现低氮燃烧。

8.根据权利要求7所述的一种高温烟气多级回流低氮燃烧方法，其特征在于，所述一次燃料的燃料量占总燃料量的5％-10％。