[發明專利]一種自循環低氮氧化物旋流燃燒器

有效

• 申請號: 201710395901.9
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107166395B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 石保祿;馬康;趙曉堯;彭維康;王寧飛
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: F23D17/00
• 分類號: F23D17/00
• 代理公司: 北京理工正陽知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 毛燕

本發明公開的一種自循環低氮氧化物旋流燃燒器，屬于燃燒領域。本發明包括燃燒器主體和連接管。燃燒器主體為雙層環狀套筒結構。導管通過減壓閥接氣瓶或空氣壓縮機，空氣從導管流入外孔，從外孔噴入環形腔，在環形腔形成低壓區，隨后，切向射入氣流進入空腔，隨著弧形壁面不斷旋轉產生旋流，點火后形成均勻穩定的旋流火焰；氣流到達燃燒室主體出口時，主要成分為燃燒完成的燃氣，由于旋流的流動特性和低壓區的作用，部分燃燒器主體出口處的氣體從環形腔回流至入口處，再次進入燃燒室，循環往復達到燃氣循環的目的。本發明解決的技術問題是：減少燃燒產生有害氣體的排放；提高液體和固體燃料燃燒效率，并抑制液體和固體燃料粘壁；增加使用壽命。

技術領域

本發明屬于燃燒領域，涉及一種燃燒器，具體涉及一種自循環低氮氧化物旋流燃燒器。

背景技術

當前化石燃料是社會生產和生活能源的主要來源，其燃燒產生的溫室氣體、硫化物和氮氧化物等廢氣帶來了環境污染問題，嚴重影響了人們的日常生活，如何更高效環保地利用化石燃料，發展低污染物排放的經濟兼環保型能源技術，成為人們日益關注的重點。

燃燒污染物排放造成的環境污染，如霧霾、氣候變暖、酸雨等問題，一直困擾著人類生活的各個方面。各國環境研究學者也正在積極研究各種燃燒技術，解決污染物的排放以及能源消耗的問題，提高燃燒效率和熱效率。如今國內火電站鍋爐均采用了煙氣循環的燃燒方式，大大降低了煙氣和污染物的排放，提高了燃燒效率。此外，隨著固有化石燃料的不斷消耗，能源問題越發嚴峻，因此發展高效燃燒技術以及可再生能源燃燒技術迫在眉睫。目前，工業鍋爐中多使用含碳量較高的液體和固體燃料，這使得摻混以及粘壁成為突出問題，這很大程度上影響了鍋爐的效率和壽命。因此，設計一種環保型且能長時間安全穩定高效運行的自循環低氮氧化物旋流火焰燃燒器具有現實意義。

發明內容

本發明公開的一種自循環低氮氧化物旋流燃燒器要解決的技術問題是：(1)減少燃燒產生的氮氧化物、一氧化碳以及碳煙等有害氣體的排放；(2)針對液體和固體燃料，能夠提高液體和固體燃料燃燒效率，并抑制液體和固體燃料粘壁；(3)增加燃燒器使用壽命。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的。

本發明公開的一種自循環低氮氧化物旋流燃燒器，包括燃燒器主體、連接管，燃燒器主體與連接管同心安裝。所述燃燒器主體為雙層環狀套筒結構，定義密封一側為左側底部，與連接管緊密連接軸向開口側為右側；內層環裝套與外層環狀套之間形成環形腔。內層環狀套筒即為旋流框，內層環狀套筒內側空間為燃燒室，旋流框上開有用于使燃燒室內氣體形成旋流的切向內孔。在外層環狀套筒上開有與切向內孔相應數量的、用于使空氣從導管流入得外孔，所述的外孔直徑小于切向內孔直徑。燃燒器主體與連接管緊密連接，導管通過減壓閥接氣瓶或空氣壓縮機，空氣從導管流入外層環狀套筒上開的外孔，首先從外孔噴入環形腔，由于噴入氣體流速高于周圍環境氣體流速，在環形腔形成低壓區，隨后，切向射入氣流進入圓柱形空腔，隨著弧形壁面不斷旋轉，產生旋流，點火器點著后形成均勻穩定的旋流火焰；氣流到達燃燒室主體出口時，主要成分為燃燒完成的燃氣，由于旋流的流動特性和入口處低壓區的作用，部分燃燒器主體出口處的氣體從環形腔回流至入口處，再次進入燃燒室，循環往復，從而達到燃氣循環的目的，即組成完整的自循環低氮氧化物排放的旋流燃燒器。

采用固體燃料時，使用伴隨流將固體燃料顆粒軸向噴入旋流燃燒室；液體燃料經出口處的霧化裝置后，細小液滴同伴隨流軸向噴入燃燒室；氣體燃料噴入燃燒室有兩種方式：(一)從導管流入外層環狀套筒上開的外孔，從外孔切向噴入孔徑較大內孔進而切向注入燃燒室內；(二)通過軸向入口通道噴入。