[实用新型]旋流烟气再循环燃气燃烧器

说明书

本实用新型公开了旋流烟气再循环燃气燃烧器，包括喷口、燃气枪中心管、燃气喷枪、外烟气引射单元、内烟气引射单元、点火枪组件和旋流叶片，外烟气引射单元包括外烟气进气口和折流壁，外烟气进气口、折流壁、燃气喷枪的外壁和喷口的内壁之间形成外烟气循环腔室；内烟气引射单元包括环形折流壁和环形板，环形折流壁、环形板、燃气喷枪的内壁和燃气枪中心管的外壁之间形成内烟气循环腔室。本实用新型在保证燃烧稳定的前提下，实现了氮氧化物的排放量小于30mg/Nm³，从而满足了日益严苛的环保标准。

技术领域

本实用新型涉及燃烧技术领域，具体而言，本实用新型涉及旋流烟气再循环燃气燃烧器。

背景技术

气体燃料的燃烧器是一种燃烧气体燃料、提供热量或者热烟气的设备，广泛地应用在燃气锅炉、热风炉等燃烧设备中。气体燃料，如天然气、煤气、解析气、热解气等，其燃烧后的主要污染物是氮氧化物和二氧化硫。二氧化硫的生成主要决定于燃料中的含硫量，而氮氧化物的生成与燃烧器的设计密切相关。近些年来，我国对于燃烧设备的环保要求越来越严格，以燃气锅炉为例，北京市颁布了《锅炉大气污染物排放标准》(DB11/139-2015)，要求新建锅炉大气污染物排放浓度不得高于30mg/Nm³(换算到3.5％的排烟O₂浓度)。这对于气体燃料的燃烧器技术提出新的挑战。

目前主流的非预混式低氮燃烧器技术在不投入烟气再循环技术的条件下，氮氧化物的原始排放一般在70～120mg/Nm³，使用了烟气再循环技术后，少数燃烧器的原始排放可达到小于30mg/Nm³的氮氧化物排放标准。但是，当使用了较高比例的烟气再循环之后，由于燃烧火焰温度降低，许多燃烧器出现了火焰不稳、震荡、熄火等问题，这给燃烧设备的运行带来了很大的危险。另外一些预混的燃烧技术，例如表面燃烧、多孔介质燃烧等，能够在保证稳定燃烧的前提下实现氮氧化物排放小于30mg/Nm³。然而，预混燃烧技术要求燃烧前燃料和空气已经完全混合，如果操作不当则可能发生爆炸，带来很大的安全隐患。另外一方面，工业生产中经常需要因地制宜，选择低热值燃气，例如煤气、工业合成气、解析气等作为燃料。由于这些低热值燃气的热值低、火焰温度低，在低氮燃烧过程中稳定性出现了更大的问题。因此，市场上急需开发一种低氮燃烧器，在保证稳定燃烧的同时，通过旋流燃烧和烟气再循环燃烧技术有效地控制氮氧化物生成。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的目的在于提出旋流烟气再循环燃气燃烧器，在保证燃烧稳定的前提下，实现了氮氧化物的排放量小于30mg/Nm³，从而满足了日益严苛的环保标准。

本实用新型提出了一种旋流烟气再循环燃气燃烧器。根据本实用新型的实施例，该旋流烟气再循环燃气燃烧器包括：

喷口，所述喷口的截面为环形；

燃气枪中心管，所述燃气枪中心管设在所述喷口内，所述燃气枪中心管为环形的腔室，所述燃气枪中心管的外壁与所述喷口的内壁之间的区域形成外空气流道，所述燃气枪中心管的内壁之间的区域形成中心空气流道，所述燃气枪中心管的靠近燃烧端的壁上设有第一燃气喷头；

燃气喷枪，所述燃气喷枪通过支管与所述燃气枪中心管相连通，所述燃气喷枪为环形的腔室，且所述燃气喷枪设在所述燃气枪中心管与所述喷口的内壁之间，所述燃气喷枪的靠近所述燃烧端的壁上设有第二燃气喷头；

外烟气引射单元，所述外烟气引射单元包括外烟气进气口和折流壁，所述外烟气进气口设在所述喷口的靠近所述燃烧端的壁上，所述折流壁的一端与所述喷口的内壁相连，所述折流壁沿着向所述燃烧端的方向延伸，所述外烟气进气口、所述折流壁、所述燃气喷枪的外壁和所述喷口的内壁之间形成外烟气循环腔室；