[发明专利]一种异径环肋水冷型表面燃烧燃气装置

说明书

本发明公开了一种异径环肋水冷型表面燃烧燃气装置，包含异径环肋、布置于异径环肋上的第一级环置冷却水管和第二级环置冷却水管，所述异径环肋的最大直径环肋外侧布置进气筒，所述异径环肋的最小直径环肋内侧布置点火枪孔/中心二次风管道；所述多组异径环肋与燃烧器轴线成一定角度θ布置，构成“阶梯”状进气表面，形成等压进气；异径环肋与环置冷却水管构成的防回火进气微通道流通面积沿进气方向逐渐缩小，且出口构成连续的“阶梯”状燃烧平面。本发明能够实现等压进气，燃气均匀、低温低NO_x表面燃烧，同时可以有效防止回火，保证气体燃料燃烧时稳定、高效、清洁和安全；同时结构简单，制造方便，适用于批量生产。

技术领域

本发明涉及燃烧器技术领域，具体涉及一种异径环肋水冷型表面燃烧燃气装置。

背景技术

虽然煤炭资源仍然是我国能源消费的主要能源，但是煤炭在燃烧的过程中会产生大量的环境污染物如氮氧化物、粉尘等，而各种后处理技术也带来了极高的经济成本。相比之下，天然气作为一种清洁能源，具有燃烧效率高，污染物控制成本低且污染物排放少等优点，更加符合“低碳经济”的发展要求。然而天然气在燃烧的过程中仍会产生一些大气污染物如氮氧化物等，根据其来源主要分为热力型、快速型和燃料型，其中燃料型和快速型的生成几乎可以忽略不计，热力型NO_x占据全部氮氧化物排放的90％以上。我国各地区都出台了非常严格的污染物排放标准，部分地区的氮氧化物排放标准已经低至30mg/m³。目前燃气锅炉低氮燃烧技术主要有分级燃烧、贫燃预混、烟气再循环、无焰燃烧MILD和旋流燃烧等，然而大多数低氮燃烧技术都存在成本高，结构复杂或低氮燃烧效果差等缺点，因此一种燃烧效率高、结构简单且低氮燃烧效果好的燃气装置亟待开发。

热力型NO_x生成的主要影响因素有燃烧温度、氧气浓度和反应物停留时间等，由于气体燃料的热值较高，如果不加以任何冷却措施，燃烧温度通常可以高达2000多K。而当燃烧温度高于1300℃时，反应速率就会增长6～7倍，此时氮氧化物的生成量成指数增加。本发明可以保证混合气体在燃烧器表面形成表面燃烧，借助周向等间距安装的冷却水管降低火焰燃烧温度，并设有异径环肋，有效增加换热量及换热效率；同时布置中心二次风管，避开气体燃料燃烧NO_x排放最高时的过量空气系数。

发明内容

针对现有的燃气燃烧器所面临的问题，本发明的目的在于提供一种异径环肋水冷型表面燃烧燃气装置，该燃气装置能够实现等压进气，燃气均匀、低温低NO_x表面燃烧，同时可以有效防止回火，保证气体燃料燃烧时稳定、高效、清洁和安全；同时结构简单，制造方便，适用于批量生产。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种异径环肋水冷型表面燃烧燃气装置，包含异径环肋2、布置于异径环肋2上的若干第一级环置冷却水管4和第二级环置冷却水管3，所述第一级环置冷却水管4设置在外侧，第二级环置冷却水管3设置在内侧，第一级环置冷却水管4和第二级环置冷却水管3错列布置，所述异径环肋2的最大直径环肋外侧布置进气筒1，所述异径环肋2的最小直径环肋内侧布置点火枪孔/中心二次风管道5；

所述多组异径环肋2与燃烧器轴线成一定角度θ(0θ90°)布置，构成“阶梯”状进气表面，形成等压进气；异径环肋2与环置冷却水管构成的防回火进气微通道6流通面积沿进气方向逐渐缩小，且出口构成连续的“阶梯”状燃烧平面，不同径的异径环肋2为层叠关系。

所述第一级环置冷却水管4、第二级环置冷却水管3均沿周向等间距斜置于多组异径环肋2上，错列布置的、相邻的第一级环置冷却水管4和相邻的第二级环置冷却水管3与异径环肋2构成了防回火进气微通道6。

所述第一级环置冷却水管4倾斜角度θ₁＝θ，第二级环置冷却水管3倾斜角度θ₂＜θ₁＝θ。