[发明专利]一种深度分级表面水冷部分预混燃气炉

说明书

一种深度分级表面水冷部分预混燃气炉，包括炉膛，位于炉膛的入口处设置有水冷燃烧器，位于炉膛内部燃尽区布置有环形送风管道，炉膛的出口处设置有回燃室。本发明形成贫氧部分预混低温表面燃烧及富氧补燃，降低气体燃料燃烧时氮氧化物的生成，保证气体燃料燃烧时清洁、均匀、稳定高效；同时气体燃料充分燃烧，保证锅炉运行经济性。

技术领域

本发明涉及燃气动力设备、环境保护技术领域，特别涉及一种深度分级表面水冷部分预混燃气炉。

背景技术

在当今世界的能源消费结构中，天然气消费量约占全球一次能源消费量的23.8％，被称为“桥梁能源”，据《BP世界能源展望2019》，2040年世界天然气需求将占全球一次能源需求量的26％左右。与传统化石燃料煤、石油等相比，天然气燃烧不会产生硫氧化物、粉尘等环境污染物，在提供相同的热量的情况下，天然气燃烧产生的温室气体比煤炭少40％，就缓解温室效应和环境保护方面具有重要意义，相对传统化石燃料而言，更加符合我国提出的“绿色低碳”经济。然而天然气在燃烧的过程中，也会产生以氮氧化物为主的一些污染物，自“煤改气”政策实施以来，天然气燃烧成为了氮氧化物的主要来源之一。随着国际社会对“节能环保”发展理念的日益提倡，世界各国家和地区都出台了非常严格的污染物排放标准；据我国《锅炉大气污染物排放标准GB13271-2014》，新建燃气锅炉于2014年7月1日起执行200mg/m³的氮氧化物排放标准，重点地区执行150mg/m³的排放标准，低NO_x燃气装置亟待开发。

气体燃料在燃烧时产生的氮氧化物根据其来源主要分为热力型、快速型和燃料型。由于气体燃料的热值通常较高，燃烧温度较高，燃烧时热力型NO_x的排放量占据主导地位，而快速型和燃料型氮氧化物的排放几乎可以忽略不计。根据热力型NO_x的生成机理，改变燃烧条件是解决气体燃料燃烧时污染物排放过高的主要方法之一。影响热力型NO_x生成的主要因素为温度、氧气浓度和反应物停留时间，因此控制热力型NO_x生成量的方法主要有：降低燃烧温度；降低氧气浓度；使燃烧在远离理论空气比的条件下进行；缩短在高温区的停留时间。

当前国内针对燃气设备低氮燃烧技术已有一定进展，诸如稀氧燃烧、富氧燃烧、浓淡燃烧、烟气再循环等，都针对气体燃料燃烧时NO_x排放有一定的抑制效果，但实际工业应用效果与国外技术还是存在一定差距。本发明采用水冷部分预混燃烧技术，使燃烧在远离理论空气比的条件下进行，形成具有还原性氛围的低温表面燃烧，有效降低燃气燃烧器热力型NO_x原始排放；同时炉膛内部布置环形管道燃尽风进气装置，形成逐级分级供氧切圆燃烧，保证气体燃料充分燃烧，并进一步烟气中氮氧化物的含量。

发明内容

为了克服以上技术问题，本发明的目的在于提供一种深度分级表面水冷部分预混燃气炉，形成贫氧部分预混低温表面燃烧及富氧补燃，降低气体燃料燃烧时氮氧化物的生成，保证气体燃料燃烧时清洁、均匀、稳定高效；同时气体燃料充分燃烧，保证锅炉运行经济性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种深度分级表面水冷部分预混燃气炉，包括炉膛3，位于炉膛3的入口处设置有水冷燃烧器1，位于炉膛3内部燃尽区布置有环形送风管道4，炉膛3的出口处设置有回燃室5。

所述环形送风管道4的内环设置有数个第一级燃尽风喷口4a和第二级燃尽风喷口4b，所述第一级燃尽风喷口4a与第二级燃尽风喷口4b相间布置；所述第一级燃尽风喷口4a与炉膛3轴向成90°切圆布置，第二级燃尽风喷口4b切圆布置与第一级燃尽风喷口4a切圆布置成一定角度θ(0θ90°)。

所述环形送风管道4包括数个第一级燃尽风喷口4a，形成单层切圆布置。