[發明專利]一種高效逆叉流自身預熱低NOX燃燒裝置

無效

• 申請號: 201410129450.0
• 申請日: 2014-04-01
• 公開（公告）號: CN103939903A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 劉長春;惠世恩;尚桐;王登輝;鄒浩;張庚
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F23D14/24
• 分類號: F23D14/24;F23D14/66
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于熱能與動力工程技術領域，涉及一種采用逆叉流換熱低NO_x燃燒的自身預熱的燃燒裝置，具體涉及一種高效逆叉流自身預熱低NO_x燃燒裝置。?

背景技術

自身預熱式燃燒裝置是將換熱器與燃燒器組合為一體的緊湊型燃燒裝置，具有結構緊湊，控制靈活，特別適合輻射管加熱和ON-OFF操作的脈沖燃燒。因此自熱預熱式燃燒裝置廣泛應用于溫度控制精度較高的爐窯和高端保護性氣氛爐窯。?

傳統的自身預熱式燃燒裝置多采用套筒式翅片管結構，由于換熱器換熱面積有限，排煙溫度相對較高，熱效率低。傳統的自身預熱式燃燒器燃燒室內熱強度大，火焰溫度高，NO_x排放較高。隨著空氣污染等環境問題的日益嚴峻，迫使國家將制定越來越嚴格的污染物排放標準。因此必須研制環境友好的低NO_x燃燒裝置滿足國家標準和市場需求。?

管式換熱器具有比表面積大換熱效率高的特點，但由于空氣流速高，煙氣流速低，因此煙氣側換熱熱阻較高，進一步挖掘管式換熱器的潛力，必須合理組織煙氣側的氣流，降低煙氣側的熱阻。逆叉流換熱方式，一方面延長了煙氣停留時間，另一方面增加了煙氣擾動，提高了煙氣側換熱系數，降低了煙氣側的熱阻。?

由于采用逆叉流管式換熱方式，助燃空氣可以被預熱到很高溫度，往往僅比煙氣低100～200℃，可達800～950℃，采用傳統燃燒方式，火焰溫度會很高，造成熱力型NO_x急劇上升，必須合理組織燃燒，降低火焰溫度，減少熱力型NO_x的形成。二次助燃空氣和燃燒室部分燃燒混合物采用等動量高速射流，能夠有效延長著火時間，降低O₂濃度，使燃燒發生在低氧環境，降低火焰溫度和減少熱力型NO_x形成。?

發明內容

本發明的目的在于解決上述問題，提供一種高換熱效率低NO_x排放的高效逆叉流自身預熱低NO_x燃燒裝置。?

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：包括燃氣芯管以及設置在燃氣芯管前端的燃燒室，燃氣芯管的燃氣噴頭位于燃燒室內，燃燒室的外側還套裝有空氣出口氣室，空氣出口氣室的前端面上開設有若干二次風孔，燃燒室的前端面上設置有一個燃燒室噴口；?

燃氣芯管外套設有用于向燃燒室內輸送助燃空氣的空氣內套筒，空氣內套筒外套設有環形的煙氣通道，煙氣通道內沿軸向等間距布置有若干用于增加換熱面積的異型管；煙氣管道的后端連通有煙氣出口集氣室，煙氣出口集氣室的后端設置有空氣入口集氣室；煙氣出口集氣室和空氣入口集氣室均套設在燃氣芯管上，且側面分別開設有煙氣出口和助燃空氣入口空氣入口集氣室與空氣內套筒、異型管以及煙氣通道與空氣內套筒之間的間隙相連通。?

所述的二次風孔等間距布置于燃燒室噴口周圍，且二次風孔與燃燒室噴口的中心距離為燃燒室噴口直徑的1.5～2倍。?

所述的異型管為扇形管。?

所述的煙氣通道包括煙氣外環通道和煙氣內環通道；煙氣外環通道由煙氣外套筒和扇形管之間的空腔構成，煙氣內環通道由煙氣內套筒和扇形管之間的空腔構成；煙氣內套筒與空氣內套筒之間留有空隙，且該空隙一端與空氣入口集氣室相連通，另一端與燃燒室相連通；扇形管安裝于煙氣內套筒和煙氣外套筒之間，扇形管的一端與空氣入口集氣室相連通，另一端與空氣出口氣室相連通。?

所述的扇形管的后端面通過內密封環和外密封環密封。?

所述的煙氣外環通道和煙氣內環通道內設置有使煙氣以叉流方式在扇形管之間運動的內煙氣擋板環和外煙氣擋板換。?

所述的燃氣芯管的后端通過卡套與燃氣入口相連；燃氣芯管上套設有用于使進入燃燒室的空氣形成旋轉氣流的空氣旋流盤，空氣旋流盤位于燃氣噴頭的后部和燃燒室的空氣入口之間。?

所述的空氣入口集氣室的后端上安裝有用于點火以及在線火焰監測的點火檢測電極和窺火裝置；點火檢測電極由空氣入口集氣室的后端伸入至燃燒室中。?

所述的扇形管之間的間隙用耐熱焊條氣密性焊接，且扇形管與空氣出口氣室氣密性焊接。?

所述的煙氣出口集氣室內腔的側面填充有絕熱纖維。?

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：?