[發明專利]基于燃氣內循環的低NOx燃氣燃燒器及降低排放的方法

在審

• 申請號: 201810521515.4
• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN108506935A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 方毅波;張光學;嚴志雄;陳力;施嘉能;杜志華;俞海玲
• 申請（專利權）人: 杭州浙大天元科技有限公司
• 主分類號: F23D14/02
• 分類號: F23D14/02;F23D14/46
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

本發明公開了一種基于燃氣內循環的低NO_x燃氣燃燒器及降低排放的方法，屬于氣體燃料燃燒技術領域。本發明包括燃氣管和二次風通道，所述二次風通道的出口處設置有穩燃盤，所述二次風通道由二次風入口管段和文丘里型縮放管管段構成；位于鍋爐爐膛內的所述文丘里型縮放管管段的喉口上設有內循環煙氣入口。無需煙氣再循環風機和煙氣管道，通過煙氣內循環方式，循環煙氣的比例為5%?20%，達到了外循環方法的煙氣循環比例，使燃燒器或者鍋爐的NO_x排放值低。

技術領域

本發明涉及氣體燃料燃燒技術領域，特別涉及一種基于燃氣內循環的低NO_x燃氣燃燒器及其降低鍋爐NO_x排放的方法。

背景技術

隨著煤炭資源的日益衰竭，加上燃煤過程會排放大量NO_x污染物，具有很大危害性，因此目前我國在能源利用方面越來越多地考慮使用天然氣等更清潔的氣體燃料。

雖然天然氣基本不含硫和粉塵，不排放二氧化硫和粉塵污染物，但是在燃燒過程中仍會產生NO_x，對大氣也具有一定的污染。

為了環保需要，各國研發了各種各樣的低NO_x燃氣燃燒器，采用的技術主要有空氣分級、燃料分級、預混燃燒及煙氣再循環等。隨著環保要求的日益提高，目前對燃氣燃燒器一般要求NO_x排放低于30mg/Nm³。大量資料表明，為了達到如此低的NO_x排放值，煙氣再循環是必不可少的減排措施。一方面可以降低燃燒峰值溫度，另一方面也降低了爐內氧氣濃度，均有利于降低NO_x排放。

煙氣再循環一般有兩種，第一種是外循環，也就是通過煙氣管道將鍋爐尾部的煙氣引入燃燒器入口，該措施最容易實施，效果顯著，循環量可控。缺點則是增加了投資和運行成本，需要增設昂貴的高溫風機，且再循環煙氣管道容易發生低溫腐蝕，影響鍋爐的可靠性。

第二種方法是內循環，有不少燃燒器對噴口進行合理設計，使煙氣在噴口附近產生回流區，讓回流的煙氣與新鮮的燃氣空氣混合，同樣也可以達到降低NO_x排放的效果。產生的回流區的方法一般是利用燃燒器出口的旋流，然而，實際上由于旋流強度弱、形成的負壓不夠高，因此內循環的煙氣量很少，難以產生顯著的降低NO_x排放的效果。目前一般只能作為輔助手段使用。

發明內容

為了彌補現有技術的不足，本發明提供了一種基于燃氣內循環的低NO_x燃氣燃燒器及采用該燃燒器降低鍋爐NO_x排放的方法。

本發明的技術方案為：

一種基于燃氣內循環的低NO_x燃氣燃燒器，包括燃氣管和二次風通道，所述二次風通道的出口處設置有穩燃盤，所述二次風通道由二次風入口管段和文丘里型縮放管管段構成；位于鍋爐爐膛內的所述文丘里型縮放管管段的喉口上設有內循環煙氣入口。

作為優選方案，所述文丘里型縮放管管段上游縮口的角度為20-30°，下游擴口的角度為10-20°。當所述文丘里型縮放管管段設置為該縮放方式時，文丘里型縮放管管段的喉口處可形成較大負壓，以引入較多鍋爐爐膛內的煙氣。

作為優選方案，所述燃氣管的末端位于所述文丘里型縮放管管段的喉口處。燃氣與二次風（空氣）在喉口部分預混，有利于降低NO_x排放；另外可以保證喉口處氣體流速，進一步增加喉口處所形成的負壓。

作為優選方案，所述二次風通道包括內二次風通道和套在所述內二次風通道外部的外二次風通道；所述內二次風通道由內二次風入口管段和內文丘里型縮放管管段構成；所述外二次風通道由外二次風入口管段和外文丘里型縮放管管段構成。外二次風對整個燃燒器具有冷卻作用，燃燒器工作條件好、使用壽命長。一般二次風通道設置兩個，當然也可以設置一個或三個，根據需要設定。