[实用新型]一种双级旋流配气分离式完全预混烧嘴

说明书

本实用新型公开了一种双级旋流配气分离式完全预混烧嘴，包括有一级旋流进气通道、文丘里管、二级旋流进气通道，一级旋流进气通道与文丘里管之间通过法兰连接，文丘里管与二级旋流进气通道之间也通过法兰连接，二级旋流进气通道连接到燃烧室；所述一级旋流进气通道内设置有一级旋流器，所述二级旋流进气通道内设置有锥形旋流器；本实用新型的燃烧组织方式适用于燃烧负荷变化范围较小，对污染物排放要求严格的工作环境，利用该烧嘴可以最大限度保证燃烧前空气和燃料掺混效果，降低污染物NO_x的生成。同时通过合理的结构设计，有效防止燃烧不稳定现象出现。

技术领域

本实用新型涉及燃烧器装置，具体是一种双级旋流配气分离式完全预混烧嘴。

背景技术

烧嘴是燃烧装置的关键设备之一，广泛应用于需要能动转换及燃烧的工业领域，如：锅炉、窑炉、垃圾焚烧炉及燃气轮机等。性能良好的烧嘴，能够合理地组织燃料和氧化剂的掺混，实现安全、稳定地燃烧，保证足够的燃烧效率和污染物排放标准。根据空气与燃气的比例，可以将燃烧分成扩散式燃烧、部分预混式燃烧及完全预混式燃烧。扩散燃烧的特点是火焰稳定性好，不宜发生脱火、回火和燃烧振荡，是传统燃烧器主要燃烧方式。这种燃烧方式的缺点是火焰燃烧强度小，燃烧区域火焰温度较高，NOx的排放大，同时产生大量碳烟，燃烧不完全，造成很多浪费。目前由于环境问题越来越突出，节能减排问题引起人们的重视，对减少NOx排放受到人们普遍重视，因此，提高燃烧前空气与燃气混合程度，控制燃气与空气比例，将燃烧过程控制在贫燃状态，对于降低燃烧火焰温度，减少NOx排放具有重要意义。

现代燃机中的燃烧器对燃烧、气动、冷却、空间和变工况特性的要求都很高，通常采用的是部分预混燃烧的方式，燃气烧嘴一般设计有旋流器，用于产生稳燃火焰的涡流。燃料喷口一般设计在旋流器前或旋流器的叶片上，借助旋流的作用，空气和燃料在旋流器的掺混段内强烈掺混，并在燃烧室内燃烧。同时烧嘴上一般还布置有扩散的值班燃料，用于提高火焰的稳定性。这种燃烧方式，满足了燃机燃烧综合性能的要求，但是燃料与空气在燃烧前无法达到完全预混的状态，不能最大限度降低NOx排放。因此该种燃烧方式，对于气动和变负荷要求不高的工作环境，存在一定的不足。

结合现有燃烧器的特点，以提高掺混效率、火焰稳定性为目标，开发出一种新式燃烧组织方式，对于工业实际具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了提供一种结构合理的双级旋流配气分离式完全预混烧嘴，该烧嘴的燃烧组织方式适用于燃烧负荷变化范围较小，对污染物排放要求严格的工作环境，利用该烧嘴可以最大限度保证燃烧前空气和燃料掺混效果，降低污染物NOx的生成；同时通过合理的结构设计，有效防止燃烧不稳定现象出现。

本实用新型的技术方案如下：

一种双级旋流配气分离式完全预混烧嘴，其特征在于：包括有一级旋流进气通道、文丘里管、二级旋流进气通道，一级旋流进气通道与文丘里管之间通过法兰连接，文丘里管与二级旋流进气通道之间也通过法兰连接，二级旋流进气通道连接到燃烧室；所述一级旋流进气通道内设置有一级旋流器，所述二级旋流进气通道内设置有锥形旋流器。

所述一级旋流进气通道的入口段的上端设置空气进气口，入口段的下端设置燃气进气口。

所述二级旋流进气通道呈渐缩状，所述锥形旋流器安装于渐缩状的二级旋流进气通道内。

所述一级旋流器和锥形旋流器均为轴向旋流器。

本实用新型的燃烧组织方式原理为：

（1）掺混与配气过程分离：在掺混段，空气与燃料实现充分预混，在配气段，借助旋流装置形成稳定火焰低速区；

（2）通过两级旋流装置实现空气与燃料完全预混，同时考虑到空气密度较大、燃气密度较小，采取上部进空气、下部进燃气的设计，使得空气与燃气更加充分的预混；