[发明专利]一种烟气内循环低氮燃气燃烧器

说明书

本发明涉及与热能设备配套的气体燃料燃烧器，具体为一种烟气内循环低氮燃气燃烧器包括：风管，风管的出口端具有缩径部，缩径部上环布有空气喷嘴；锥形风管，锥形风管套设在风管的缩径部内，并凸伸出风管，且内部设有旋流盘；导引风管，导引风管套设在锥形风筒的外部；一级燃气管，一级燃气管位于风管的中心，垂直贯穿旋流盘；二级燃气管，二级燃气管与一级燃气管连接，且贯穿缩径部和空气喷嘴进入导引风管中；三级燃气管，三级燃气喷管环布于风管的外围；本发明通过设置两级助燃空气、三级燃气，充分利用燃气和空气的动能，将较大流量的烟气掺入到空气与燃气中，降低燃烧反应速度，降低火焰的温度，从而控制NOx的生成浓度。

技术领域

本发明涉及与热能设备配套的气体燃料燃烧器，具体为一种烟气内循环低氮燃气燃烧器。

背景技术

燃气燃烧器广泛用于国民经济各个领域，随着国内天然气资源用量不断增加，对有害气体排放控制越来越严格，天然气正在广泛替代煤炭、燃油，成为主要的清洁能源。不仅如此，国家打响蓝天保卫战的要求，对燃烧器排放的烟气中氮氧化物等有害成分提出了严格要求，在京津冀等地区已经提高到低于30mg/Nm³的超低氮氧化物排放水平。相比之前国家标准规定的150mg/m³，有了大幅度提高，达到了当前世界一些发达国家规定的最高标准。这不仅对使用燃烧器的用户提出了高标准严要求，也对燃烧器开发制造技术提出了挑战。

目前多数低氮燃烧器生产厂家，实现低氮燃烧的主要方式是烟气外循环法(FGR)，基本原理是将锅炉自烟管排放出的部分低温烟气(属惰性气体)，再引入燃烧器与助燃空气掺混，产生降低燃烧速度和吸收燃烧热量的作用，从而将火焰温度控制在较低水平，使火焰能量不足以让助燃空气中的氮气与氧气发生反应生成氮氧化物，达到控制NOx生成浓度的目的。

该技术方案存在的问题是：一是使炉膛阻力增大，导致助燃风机电耗增大；二是燃烧产生的较低温烟气(一般低于180℃)经炉外烟道通过助燃风机吸入，与常温空气混合，被空气冷却，烟气中的水蒸气会冷凝成液态水，从燃烧器内流出，污染工作环境，并且液态水还会导致燃烧器点火不可靠，电子元件绝缘失效；三是需要在炉体与燃烧器风机入口之间建立烟气通道，增加了燃烧器安装工作量。

发明内容

为了解决上述背景技术中的问题，本发明提供一种烟气内循环低氮燃气燃烧器，通过设置两级助燃空气、三级燃气，充分利用燃气和空气的动能，将较大流量的烟气掺入到空气与燃气中，降低燃烧反应速度，降低火焰的温度，从而控制NOx的生成浓度。

本发明采用以下技术方案：一种烟气内循环低氮燃气燃烧器，包括：

风管，风管的出口端具有径向向内收缩的缩径部，缩径部上周向环布有若干空气喷嘴；

锥形风管，锥形风管套设在风管的缩径部内，并凸伸出风管，锥形风管的内部设有旋流盘，旋流盘与风管同轴设置；

导引风管，导引风管套设在锥形风筒的外部，且与空气喷嘴纵向分离，导引风管的外径大于风管的外径；

一级燃气管，一级燃气管位于风管的中心，且垂直贯穿旋流盘，一级燃气管的尾端周向设有第一燃气喷嘴；

二级燃气管，二级燃气管与一级燃气管连接，且贯穿缩径部和空气喷嘴进入导引风管中，二级燃气管的尾端周向设有第二燃气喷嘴；

三级燃气管，三级燃气喷管均匀环布于风管的外围，与燃气集箱连接；

导引风管与空气喷嘴纵向分离形成第一混气入口，三级燃气喷管处形成第二混气入口。

进一步的，二级燃气管具有喷射部，喷射部与风管的轴线平行，喷射部的尾端周向设有第二燃气喷嘴，第二燃气管环形布设于缩径部上。