一種分級燃氣低氮燃燒器的製作方法

2023-10-16 22:43:09 8

本發明涉及低氮燃燒器技術領域，特別是涉及一種分級燃氣低氮燃燒器。

背景技術：

大氣汙染成為現在全球關注的熱點，造成大氣汙染的主要元兇之一是氮氧化合物。影響煙氣中氮氧化合物形成的因素可歸納為三個方面，第一方面是與燃料特性有關，燃料中氮元素越多，越易生成氮氧化合物；第二方面與燃燒過程中的技術參數有關，如燃燒溫度達到某一臨界溫度時，氮氧化合物的含量隨溫度呈指數關係上升；第三方面與燃燒設備及燃燒器的類型有關。在中國，隨著燃氣使用的普及和環保要求的日益嚴格，絕大部分電站鍋爐和工業鍋爐所配燃燒器氮氧化合物排放不達標，汙染環境。因此研究低氮燃燒器成為解決大氣汙染有效方法之一。

現有的低氮燃燒器，主要以燃燒分級、濃氮燃燒為基礎，由於燃料和空氣分配不合理，經常造成燃燒不完全、燃燒不穩定，氮氧化合物排放不滿足環保要求等問題。

技術實現要素：

本發明的一個目的在於克服現有技術缺陷，提供一種燃氣和助燃空氣充分混合，氮氧化物排放低且燃燒穩定、燃燒效率高的分級燃氣低氮燃燒器。

特別地，本發明提供了一種分級燃氣低氮燃燒器，包括：分級燃氣分配器，用於給所述燃氣和空氣提供流動路徑，所述分級燃氣分配器包括：

分配器本體，為帶有夾層的筒體，其外部為夾層、內部為中空部，所述夾層用於燃氣聚集，所述夾層處形成有燃氣進口，所述夾層的頂部形成有間隔布置的多個燃料分配腔，所述中空部用於通過空氣；

多個分級燃料噴管，所述多個分級燃料噴管和所述多個燃料分配腔一一對應且對接連接，每一對應的燃料分配腔與分級燃料噴管形成的對應的燃氣流動路徑，所述燃氣在對應的燃氣流動路徑中流動並在對應的分級燃料噴管處分級噴出；

燃燒器筒體，形成於所述分級燃氣分配器外部，用於為燃氣及空氣提供混合及燃燒場所。

進一步地，每個分級燃料噴管具有相對的第一端部和第二端部，所述第一端部為開口端且與對應的燃料分配腔對接，所述第二端部為封閉端，所述分級燃料噴管中靠近所述第二端部的管壁處設有徑向貫通的一級開孔和二級開孔，所述一級開孔和所述二級開孔沿所述分級燃料噴管的管壁相對布置，所述二級開孔相對靠近所述第二端部，所述一級開孔用於噴出一級燃氣，所述二級開孔用於噴出二級燃氣。

進一步地，所述分級燃料噴管的第一端部通過緊固件嵌套在所述燃料分配腔的出氣端，通過調節所述分級燃料噴管與所述燃料分配腔之間的配合距離，以使調整所述分級燃料噴管相對所述燃料分配腔的相對位置。

進一步地，每個分級燃料噴管的一級開孔處對應設有第一燃氣噴口，所述第一燃氣噴口呈喇叭狀並且凸出於所述分級燃料噴管的管壁。

進一步地，每個分級燃料噴管處的第一燃氣噴口沿所述分級燃料噴管的軸線方向以預定角度α固定安裝在所述一級開孔處；

可選地，所述預定角度α為10°—60°。

進一步地，所述一級開孔數量為多個，多個一級開孔沿同一軸線方向均勻間隔布置；

相應地，所述第一燃氣噴口的數量為多個，多個第一燃氣噴口呈平行布置。

進一步地，每個分級燃料噴管的二級開孔為長孔，

每個分級燃料噴管的二級開孔處還設有對應的噴口調節機構，通過調節所述噴口調節機構相對所述二級開孔的位置，以調節燃氣從所述二級開孔噴出的流量。

進一步地，每一分級燃料噴管的第二端處設有軸向貫通的第一螺紋孔，

每一分級燃料噴管對應的噴口調節機構包括：

蓋狀體，用於覆蓋在對應的分級燃料噴管的第二端部處，其中，所述蓋狀體頂部設有與所述第一螺紋孔相對應且軸向貫通的圓孔；

第二燃氣噴口，徑向貫通於所述蓋狀體的側壁處，通過旋轉所述蓋狀體使所述第二燃氣噴口相對與所述二級開孔位置變化，以調節燃氣從所述二級開孔噴出的流量，和

緊固件，用於順次穿過所述圓孔和所述第一螺紋孔，以將所述噴口調節機構固定在所述分級燃料噴管處。

進一步地，每一分級燃料噴管的二級開孔在其管壁圓周上形成的弧線與該圓周和該分級燃料噴管中心線的交點形成的角度為60度。

進一步地，所述多個分級燃料噴管中任意相鄰的兩個分級燃料噴管沿所述分配器軸向呈交錯布置。

本發明的分級燃氣低氮燃燒器包括分配器本體、多個分級燃料噴管和燃燒器筒體。所述多個分級燃料噴管和所述多個燃料分配腔一一對應且對接連接，將燃氣均勻地分級噴出並燃燒，使燃氣與助燃空氣充分混合燃燒，有效降低了NOx的排放，滿足現行環保要求。

根據下文結合附圖對本發明具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本發明的上述以及其他目的、優點和特徵。

附圖說明

後文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪製的。附圖中：

圖1是本發明一實施例分級燃氣低氮燃燒器的主視圖；

圖2是本發明一實施例分級燃氣低氮燃燒器的立體結構示意圖；

圖3是本發明一實施例分級燃氣低氮燃燒器中分配器本體的結構示意圖；

圖4是本發明圖2中分級燃料噴管的結構示意圖；

圖5是本發明一實施例分級燃料噴管帶噴口結構的結構示意圖；

圖6是本發明一實施例分級燃氣低氮燃燒器的導流盤的主視圖；

圖7是本發明一個實施例的分級燃氣低氮燃燒器的導流盤的右視圖。

具體實施方式

圖1是本發明一實施例分級燃氣低氮燃燒器的主視圖。圖2是本發明一實施例分級燃氣低氮燃燒器的立體結構示意圖。圖3是本發明一實施例分級燃氣低氮燃燒器中分配器本體的結構示意圖。

如圖1所示，還可參見圖2和圖3，本實施例以圖1為主加以說明，本發明提供了一種分級燃氣低氮燃燒器，包括：分級燃氣分配器，用於給所述燃氣和空氣提供流動路徑。所述分級燃氣分配器包括分配器本體1、多個分級燃料噴管2和燃燒器筒體3。分配器本體為帶有夾層的筒體11，其外部為夾層14、內部為中空部15，所述夾層14用於燃氣聚集，所述夾層14處形成有燃氣進口13，所述夾層的頂部形成有間隔布置的多個燃料分配腔12，所述中空部15用於通過空氣。所述多個分級燃料噴管2和所述多個燃料分配腔12一一對應且對接連接。每一對應的燃料分配腔12與分級燃料噴管2形成的對應的燃氣流動路徑，所述燃氣在對應的燃氣流動路徑中流動並在對應的分級燃料噴管2處分級噴出。燃燒器筒體3形成於所述分級燃氣分配器外部，用於為燃氣及空氣提供混合及燃燒場所。

本發明的分級燃氣低氮燃燒器包括分配器本體1、多個分級燃料噴管2和燃燒器筒體3。所述多個分級燃料噴管2和所述多個燃料分配腔12一一對應且對接連接，將燃氣均勻地分級噴出並燃燒，使燃氣與助燃空氣充分混合燃燒，有效降低了NOx的排放，滿足現行環保要求。

圖4是本發明圖2中分級燃料噴管的結構示意圖。如圖4所示，每個分級燃料噴管2具有相對的第一端部210和第二端部211，所述第一端部210為開口端且與對應的燃料分配腔12對接(參見圖2)。所述第二端部211為封閉端，所述分級燃料噴管2中靠近所述第二端部211的管壁處設有徑向貫通的一級開孔202和二級開孔201。每一分級燃料噴管2的第二端211處設有軸向貫通的第一螺紋孔203。所述一級開孔202和所述二級開孔201沿所述分級燃料噴管2的管壁相對布置，所述二級開孔201相對靠近所述第二端部211，所述一級開孔202用於噴出一級燃氣，所述二級開孔201用於噴出二級燃氣。每個分級燃料噴管2的二級開孔201為長孔，每一分級燃料噴管2的二級開孔201在其管壁圓周上形成的弧線與該圓周和該分級燃料噴管中心線的交點形成的角度為60度。

本發明的分級燃料噴管2在靠近所述第二端部211的管壁處設有徑向貫通的一級開孔202和二級開孔201，這樣設置使得分級燃料噴管2將燃料分為兩級，可使燃氣與空氣混合均勻在燃燒過程中，一級燃料穩定火焰，防止脫火、滅火，同時引燃二級燃料。一級燃料在富氧下燃燒，且中心為直流冷空氣，形成低溫空心火焰，從而燃燒時降低氮氧化物的產生。

本發明所述多個分級燃料噴管2中任意相鄰的兩個分級燃料噴管2沿所述分配器軸向呈交錯布置，以使相鄰的所述分級燃料噴管2上的噴口交錯布置。所述分級燃料噴管2在與分級燃氣分配腔12在相互對接的過程中，所述多個分級燃料噴管交錯布置的距離可以靈活調節，使燃氣形成一個均勻穩定的燃氣帶，達到與所述分級燃料噴管2內部的空氣達到高效混合的目的。

圖5是本發明一實施例分級燃料噴管帶噴口結構的結構示意圖。如圖5所示，每個分級燃料噴管2的一級開孔202處對應設有第一燃氣噴口21，所述第一燃氣噴口21呈喇叭狀並且凸出於所述分級燃料噴管2的管壁。每個分級燃料噴管處的第一燃氣噴口21沿所述分級燃料噴管2的軸線方向以預定角度α固定安裝在所述一級開孔處202。可選地，所述預定角度α為10°—60°。第一燃氣噴口21呈喇叭狀的目的是為了獲得最佳燃氣噴出速度，避免燃氣產生渦流，從而降低氮氧化物的生成。作為一優選的實施例，第一燃氣噴口21可以是可活動並可拆卸的設置在分級燃料噴管2的管壁上，根據每一次燃燒需要，可隨時調節第一燃氣噴口21的角度。第一燃氣噴口21呈喇叭狀的目的是為了獲得最佳燃氣噴出速度，避免燃氣產生渦流，從而降低氮氧化物的生成。

進一步地，每個分級燃料噴管2的二級開孔201處還設有對應的噴口調節機構4，通過調節所述噴口調節機構4相對所述二級開孔201的位置，以調節燃氣從所述二級開孔201噴出的流量。每一分級燃料噴管對應的噴口調節機構4包括蓋狀體、第二燃氣噴口42和緊固件。蓋狀體用於覆蓋在對應的分級燃料噴管2的第二端部211處，其中，所述蓋狀體頂部設有與所述第一螺紋孔203相對應且軸向貫通的圓孔41。第二燃氣噴口42徑向貫通於所述蓋狀體的側壁處，通過旋轉所述蓋狀體使所述第二燃氣噴口42相對與所述二級開孔201位置變化，以調節燃氣從所述二級開孔201噴出的流量。緊固件用於順次穿過所述圓孔41和所述第一螺紋孔203，以將所述噴口調節機構4固定在所述分級燃料噴管2處。

本發明的所述一級開孔202數量為多個，多個一級開孔202沿同一軸線方向均勻間隔布置。相應地，所述第一燃氣噴口21的數量為多個，多個第一燃氣噴口21呈平行布置。使燃氣形成一個均勻穩定的燃氣帶，與輸送的空氣高效混合。

本發明的分級燃氣低氮燃燒器還包括導流盤5(參見圖2)，導流盤5位於所述空氣流動路徑的出口處，用於使經過所述導流盤5的空氣形成均勻旋轉氣流。導流盤5設置在空氣流動路徑的出口處，也就是設置在分級燃料噴管2靠近第二端部211處。圖6是本發明一實施例分級燃氣低氮燃燒器的導流盤的主視圖。圖7是本發明一個實施例的分級燃氣低氮燃燒器的導流盤的右視圖。如圖示可知，導流盤5包括外殼體56、多個導流葉片51、封閉板52和支撐架54。外殼體56用於空氣流通，所述外殼體56為兩端開口的中空柱體，包括進口端511和出口端512，所述空氣由進口端511進入後由出口端512流出。多個導流葉片51呈一定角度排列在所述外殼體56內外圈相連，用於使經過所述多個導流葉片51的所述空氣形成旋轉氣流。封閉板52封堵在所述空腔的進氣口端，所述封閉板通過與所述外殼體56內圈連接，所述封閉板52與外殼體內圈設置有旋流縫隙57。支撐架54一端與所述外殼體56固定，另一端用於和所述分級燃料噴管2固定連接，用於將所述外殼體56固定安裝在所述分級燃料噴管2處。支撐架54與外殼體56連接在一起，支撐架54的另一端處與分級燃料噴管2可拆卸連接，用於將所述導流盤5固定安裝在所述分級燃料噴管2上。當空氣通過導流盤5後形成均勻旋轉氣流與二級燃料噴口42徑向噴出的多股燃氣細流混合，強化了空氣和燃氣混合，縮短了煙氣在高溫區的停留時間，有利於降低火焰溫度。

為了給所述分級燃氣低氮燃燒器中的燃氣點火，在本燃燒器內還設置點火電極7和用於給所述點火電極7點火提供燃料的點火燃料管8，點火電極7位於所述點火燃料管8的一側(參見圖2)。所述點火燃料管8的一個端部與燃氣氣源連通，所述點火燃料管8的另一端部處設置有開有多個孔的穩燃盤6，所述點火電極7採用拉弧方式點燃穩燃盤6處的燃氣，實現點火的功能，本發明的點火電極7為單根電極點火且所述點火電極7與穩燃盤6保持一定距離以實現拉弧點火。

至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發明精神和範圍的情況下，仍可根據本發明公開的內容直接確定或推導出符合本發明原理的許多其他變型或修改。因此，本發明的範圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。