[發明專利]一種基于全預混金屬纖維的中心回燃燒頭及燃燒器

在審

• 申請號: 201710158976.5
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN106895400A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 蔣歷民;韓捷;李文;李文明;趙建生;何磊;胡夢捷
• 申請（專利權）人: 北京節能技術監測中心
• 主分類號: F23D14/02
• 分類號: F23D14/02;F23D14/68;F23D14/72;F23D14/58;F23D14/46
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 楊立,王灝增

技術領域

本發明涉及燃燒設備技術領域，特別涉及一種基于全預混金屬纖維的中心回燃燒頭及燃燒器。

背景技術

目前在鍋爐制造企業內，對于中心回燃鍋爐，其燃燒室末端為封閉結構，一般是采用擴散式燃燒頭，擴散式燃燒頭的火焰為第一回程；火焰燃盡后，煙氣沿著燃燒室內壁折返回前煙箱，形成第二回程；之后，再進入煙管，形成第三回程，如圖1所示。但是采用擴散式燃燒頭，由于局部高溫的存在會將空氣中大量的氮氣與氧氣催化形成氮氧化物，氮氧化物的排放對大氣有很嚴重的污染。近幾年出現的金屬纖維燃燒器是一種全預混式燃燒器，以特種金屬纖維作為燃燒頭，使得燃氣燃燒十分穩定并且溫度分布均勻，沒有局部高溫存在，因此抑制了NOx的生成。但是對于中心回燃鍋爐來說，如果沿用標準金屬纖維燒頭，如圖2所示，則由于爐膛的特殊結構，爐膛深處的阻力遠大于前端阻力，因此標準的金屬纖維燃燒頭，火焰將只可能在前部燃燒，爐膛的絕大部分面積被浪費，直接使用該結構的燒頭，無法解決中心回燃鍋爐降低NO_X排放的要求。

發明內容

為了解決標準金屬纖維燃燒頭不能很好適應中心回燃鍋爐的問題，本發明提供了一種基于全預混金屬纖維的中心回燃燒頭及燃燒器，所述中心回燃燒頭不僅具有與擴散式燃燒器類似的煙氣流向，還能克服擴散式燃燒器高氮氧化物的缺陷，且不影響鍋爐效率與出力。

本發明采取的技術方案如下：

一種基于全預混金屬纖維的中心回燃燒頭，包括燒頭本體，所述燒頭本體前端內嵌燃燒結構，所述燃燒結構形成了中心回燃燒頭的第一燃燒區，所述第一燃燒區的外表面鋪設金屬纖維網。

傳統的金屬纖維燒頭，火焰在金屬纖維表面燃燒，則由于爐膛的特殊結構，爐膛深處的阻力遠大于前端阻力，因此標準的金屬纖維燃燒頭，火焰將只可能在前部燃燒，爐膛的絕大部分面積被浪費，直接使用該結構的燒頭，無法解決中心回燃鍋爐低NO_X排放的要求。本發明的中心回燃燒頭通過在燒頭本體的前端內嵌第一燃燒區，形成中心回燃結構，火焰分布在燒頭內部，形成軸向火焰；所述第一燃燒區的外表面鋪設有金屬纖維網，空氣與燃氣的混合氣體在金屬纖維表面燃燒層中均勻透過，使得燒頭燃燒十分穩定、溫度分布均勻，沒有局部高溫存在，因此抑制了NOx的生成。本發明既具有傳統金屬纖維燒頭的優點，也具有中心回燃燒頭的優點，但同時又將兩者弱化，適用于爐膛細長的普通鍋爐和中心回燃鍋爐。

進一步的，所述第一燃燒區為前端開口的圓柱形或喇叭形結構，當所述第一燃燒區為喇叭形結構時，所述第一燃燒區的后端面積小于其前端面積。

具體的，所述第一燃燒區為圓柱形結構時，熱能分布更均勻，但具有一定的熱滯后性；所述第一燃燒區為喇叭形結構時，無熱滯后性。

進一步的，當所述第一燃燒區為圓柱形結構時，所述金屬纖維網為致密結構；當所述第一燃燒區為喇叭形結構時，所述金屬纖維網為非致密結構。

具體的，所述第一燃燒區為圓柱形結構時，金屬纖維網結構致密，致密性的金屬纖維燒頭對燃氣和空氣的質量要求更高，燃燒壓力更大，可以噴射的距離更長；所述第一燃燒區為喇叭形結構時，金屬纖維網結構較圓柱形稀疏，對燃氣和空氣的質量要求較圓柱形低，燃燒壓力小，但是由于其自身的喇叭形結構，也能保證其噴射距離可以滿足需要。

進一步的，當所述第一燃燒區為喇叭形結構時，所述燒頭本體的外表面鋪設金屬纖維網，形成中心回燃燒頭的第二燃燒區。

具體的，當所述第一燃燒區為圓柱形結構時，所述燒頭本體的外表面未鋪設金屬纖維網，火焰只在圓柱形燃燒區內部燃燒，火焰為軸向火焰，適合短爐膛；當所述第一燃燒區為喇叭形結構時，所述燒頭本體的外表面也鋪設金屬纖維網，在燒頭本體外表面形成第二燃燒區，火焰在燒頭本體內外同時燃燒，在燒頭本體外燃燒形成類似標準金屬纖維燒頭的徑向火焰，在燒頭本體內燃燒形成軸向火焰，適合長爐膛，因為當采用長爐膛時，徑向火焰可以沖刷前爐膛，軸向火焰可以沖刷后爐膛。

進一步的，所述金屬纖維網由鐵鉻鋁合金材料制成且與燒頭本體燒結成一個整體，所述金屬纖維網的纖維直徑為40-50μm。

具體的，本發明采用耐熱性能好的鐵鉻鋁合金材料燒結而成，所述金屬纖維網的纖維直徑設置為40-50μm，可以滿足高溫燃燒的要求。