[發明專利]低NOx燃氣燃燒器及其燃氣配置方法

有效

• 申請號: 201510410890.8
• 申請日: 2015-07-14
• 公開（公告）號: CN105042591B
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 王麗輝;車立新;方媛媛;朱禹洲
• 申請（專利權）人: 北京市公用事業科學研究所;北京市燕山工業燃氣設備有限公司;北京公用事業科技發展公司
• 主分類號: F23D14/02
• 分類號: F23D14/02;F23D14/46;F23D14/60
• 代理公司: 北京中建聯合知識產權代理事務所(普通合伙)11004
• 代理人: 常永平

技術領域

本發明涉及低污染燃燒技術領域，尤其涉及一種可降低火焰溫度且燃燒器引射燃燒室內煙氣的燃氣燃燒器及其燃氣配置方法。

背景技術

近年來，霧霾已成為公共健康的巨大威脅，氮氧化物是霧霾的主要組成，控制氮氧化物的排放已成為治理霧霾天氣的重要舉措。隨著能源結構調整,天然氣能源比重顯著增加，燃氣燃燒排放氮氧化物造成污染的情況越來越受到關注，國家已頒布《鍋爐大氣污染物排放》新標準，對氮氧化物排放制定了嚴格的指標，一些重點地區將制定更加嚴格的指標，如北京對燃氣鍋爐氮氧化物排放限值為80 mg/m³（基準含氧量3.5%）。

燃氣燃燒產生NOx屬于熱力型，產生NOx的多少取決于火焰溫度，火焰溫度與爐膛容積熱強度有關，對于爐膛容積熱強度較大的燃氣鍋爐，如熱功率小于14MW的燃氣鍋爐，爐膛容積相對較小，換熱面積少，不利于降低火焰溫度。所以，要使氮氧化物排放限值低于80 mg/m³（基準含氧量3.5%），燃燒器只采用降低火焰溫度的技術措施不足以深度抑制氮氧化物的形成，為此，如何更加有效抑制氮氧化物的形成，還需要進一步研究。

發明內容

本發明的目的是提供一種氮氧化物排放符合現行國家相關標準并低于60 mg/m³（基準含氧量3.5%）的低NOx燃氣燃燒器及其燃氣配置方法，要解決傳統的燃氣燃燒器抑制氮氧化物形成的效果不佳的技術問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種低NOx燃氣燃燒器，包括有同軸設置的內筒和外筒、以及設置在內筒與外筒之間的與燃氣管道相通的外圈燃氣噴頭，其特征在于：

所述內筒的中心處設有輸送空氣與燃氣混合氣體用的中心管。

所述中心管上套有內圈燃氣套筒，并且內圈燃氣套筒與中心管之間圍成有與燃氣管道相通的內圈燃氣通道，內圈燃氣套筒的上端部四周側壁上還開有與內圈燃氣通道相通的徑向的內圈燃氣噴孔。

所述內筒內側的空間為內圈燃燒區，所述外筒與內筒之間、外圈燃氣噴頭上方的空間為外圈燃燒區。

優選的，所述內圈燃氣噴孔下方的內圈燃氣套筒上套有空氣分配器，該空氣分配器包括一圓形的空氣分配板，所述內筒設置在該空氣分配板上，所述內筒設置在空氣分配板上。所述內筒內側的空氣分配板上均布有通孔，所述內圈燃燒區通過通孔與空氣分配板下方的空間相通。所述空氣分配板與外筒之間留有環縫，所述外圈燃燒區通過環縫與空氣分配板下方的空間相通。

優選的，所述通孔的上方設有引導空氣流向用的與空氣分配板呈一夾角的旋流葉片，所述內圈燃燒區通過由通孔和旋流葉片形成的旋流縫與空氣分配板下方的空間相通。所述旋流葉片與空氣分配板的夾角為30°～45°。

優選的，所述外筒上沿圓周設有抽取燃燒室內煙氣用的至少一圈引射孔，引射孔的內側又設有引導煙氣流向用的由下向上向外筒軸心傾斜的引射片。所述引射片與外筒的夾角為30°～60°。

優選的，所述外圈燃氣噴頭高于內圈燃氣噴孔，外筒與內筒之間、外圈燃氣噴頭的下方設有外圈助燃空氣通道，所述外圈燃燒區通過外圈助燃空氣通道和環縫與空氣分配板下方的空間相通。

優選的，所述外筒的頂部高于外圈燃氣噴頭，外圈燃氣噴頭高于內筒的頂部，內筒的頂部高于內圈燃氣噴孔。

一種低NOx燃氣燃燒器的燃氣配置方法，其特征在于：所述內圈燃燒區中的燃氣流量占總燃氣流量的25%～30%，所述內圈燃燒區中的空氣流量占總空氣流量的10%～20%，所述外圈燃燒區中的燃氣流量占總燃氣流量的70%～75%，所述外圈燃燒區中的空氣流量占總空氣流量的80%～90%。

所述中心管噴出的燃氣流量可占內圈燃燒區中的燃氣流量的5%～10%，；所述中心管噴出的空氣流量可占內圈燃燒區中的空氣流量的15%～20%。

與現有技術相比本發明具有以下特點和有益效果：本發明提供了一種氮氧化物排放限值低于60 mg/m³（基準含氧量3.5%）的燃氣燃燒器，可使火焰溫度降低并且減少助燃空氣中的氧與氮氣以及含氮基團結合，從而有效抑制了NOx的生成，降低NOx的排放。

本發明中，中心管輸送空氣與燃氣混合氣體（部分燃氣和空氣預混氣）進入內圈燃燒區，燃氣與空氣預混強化了燃燒，可保證火焰不脫火。

本發明中，內筒的內側空間構成內圈燃燒區，內圈助燃空氣通過旋流縫后形成旋轉氣流，旋轉氣流與內圈燃氣噴孔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。