[發明專利]一種組合式燃燒器

有效

• 申請號: 201310251579.4
• 申請日: 2013-06-21
• 公開（公告）號: CN103353114A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 柳朝暉;黃仕鑫;王林
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: F23D17/00
• 分類號: F23D17/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本發明涉及一種燃燒器，適用于電站燃煤、燃氣鍋爐和工業燃煤、燃氣鍋爐領域。?

背景技術

提高化石燃料燃燒效率，降低燃燒過程中污染物排放一直是能源利用領域的重要研究方向。無焰燃燒是一種反應物被稀釋后在低氧氛圍下的空間分布式燃燒模式。無焰燃燒起源于Weinberg的超焓思想，由于高溫循環煙氣對反應物的稀釋和預熱，升高了反應物溫度，降低了反應區的氧濃度，一旦反應物溫度達到著火點便發生慢速氧化反應。大量的煙氣循環為燃料提供了高溫低氧環境，較大的噴射動量使燃燒室內各處反應物處于亞當量比條件，整個燃燒室類似一個良攪拌反應器，氧化反應發生在整個燃燒空間，并呈現透明的無火焰狀態。整個反應區溫度均勻，消除了局部高溫，故降低了熱力NOx的生成量。無焰燃燒作為一種新型的燃燒方式，同時具備了高燃燒效率和低污染物排放的特點，被譽為21世紀最具有發展前途的燃燒技術之一。?

無焰燃燒器的開發和應用是實現無焰燃燒方式的關鍵技術，對于實現工業燃煤、燃氣鍋爐的無焰燃燒有重要作用。申請號為200510039296.9的中國專利申請公開了一種燃氣或燃油鍋爐，其在爐膛內部增設了燃燒攪拌反應器，實現了燃料在爐膛內部的無焰燃?燒，還增設了蓄熱體。中國專利申請200510022667.2公開了一種采用稀薄-無焰燃燒方式的燃氣或燃油鍋爐，其中通過增設預燃罩，在預燃罩內部實現稀薄燃燒，爐膛內發生二次燃燒，呈現無火焰狀態。上述技術方案均在爐膛內增設罩體結構，以促進燃料、空氣和燃燒產物的混合。美國專利US005899269A公開了一種采用無焰燃燒技術的燃燒室裝置，該燃燒室內置套管，并使用催化劑，應用于氣體燃料。?

上述無焰燃燒裝置普遍存在無焰燃燒時爐膛前期爐膛升溫困難的缺陷，而且，通常均需要使用蓄熱體或內置罩體等額外結構，甚至還需要設置攪拌反應器，部分還需要使用催化劑以及對燃料的特色要求，導致燃燒裝置結構復雜，效率較低，適用領域受限。另外，對于具有多種燃燒需求的場合，往往單一燃燒器難以滿足需求，通常都是配置多個燃燒器來實現多種燃燒需求，導致整體結構復雜，通用性不強。?

發明內容

本發明的目的是提供一種組合式燃燒器，通過設置在爐膛頂部和位于其外圍四周的氧化劑噴口噴出的氧化劑的切換控制，分別實現中央旋流燃燒或無焰燃燒，或者同時實現中央旋流燃燒和無焰燃燒，從而實現同時滿足鍋爐在中央旋流燃燒和無焰燃燒下的切換的組合式燃燒，解決目前無焰燃燒中存在的前期爐膛升溫困難以及無法僅通過單一結構實現無焰燃燒的缺陷，同時可實現通用性的多種組合燃燒。?

為解決上述技術問題所采用的具體技術方案為：?

一種無焰燃燒組合式燃燒器，包括：?

具有進口端和出口端的中央旋流噴嘴，其設置在爐膛頂部并通過所述出口端與其連通，所述進口端包括燃料進口端和氧化劑進口端，燃料和氧化劑可分別通過對應的進口端進入該中央旋流噴嘴并通過所述出口端噴入所述爐膛內部；?

氧化劑噴嘴，其為均勻布置的多個，均設置在爐膛頂部并與其連通，各氧化劑噴嘴以所述中央旋流噴嘴為中心呈環形均勻布置在其四周，氧化劑通過該氧化劑噴嘴噴入爐膛內；?

切換管路，用于輸送氧化劑，其包括與所述中央旋流噴嘴的氧化劑進口端連通的第一支管和與所述各氧化劑噴嘴連通的第二支管，該第一支管和第二支管上分別設置有用于貫通和封閉管路的閥門，通過對所述閥門的切換控制，完成氧化劑從中央旋流噴嘴和/或氧化劑噴嘴噴入爐膛，實現中央旋流燃燒和/或無焰燃燒。?

作為本發明的進一步優選，關閉第一支管上的閥門并同時打開第二支管上的閥門，所述氧化劑從該第一支管輸入中央旋流噴嘴中并通過其出口端與從燃料進口端輸入的燃燒同時噴入爐膛，實現中央旋流燃燒。?

作為本發明的進一步優選，打開第一支管上的閥門并同時關閉第二支管上的閥門，所述氧化劑從第二支管輸入各氧化劑噴嘴并同時噴入爐膛，同時從所述燃料進口端輸入的燃料從所述中央旋流噴嘴噴入爐膛，從而實現無焰燃燒。?

作為本發明的進一步優選，同時打開第一支管和第二支管上的閥門，所述氧化劑同時從中央旋流噴嘴和各氧化劑噴嘴噴入爐膛，同時?從所述燃料進口端輸入的燃料從所述中央旋流噴嘴噴入爐膛，從而實現中央旋流燃燒和無焰燃燒的組合燃燒。?

作為本發明的進一步優選，所述中央旋流噴嘴包括與燃料進口端連通的燃料管，同軸套裝在燃料管外周并與氧化劑進口端連通的氧化劑管，以及設置在燃料管的外壁并位于燃料管和氧化劑管之間的旋流葉片，氧化劑進入所述氧化劑管并通過該旋流葉片后與通過燃料管的燃氣形成同軸射流同時噴入爐膛，混合燃燒后形成包絡火焰。?