[發明專利]一種燃料側煙氣再循環氮燃燒器及其燃燒方法

在審

• 申請號: 202010029820.9
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111121023A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 卓建坤;孫芳芳;李海龍;張渝;李尚鵬;姚強
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F23D14/02
• 分類號: F23D14/02;F23D14/62;F23D14/70
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 林韻英

1.一種燃料側煙氣再循環低氮燃燒器，其特征在于，所述燃燒器包括由里到外依次同軸設置的值班燃料管(6)、空氣流道(4)和主燃料混合通道(5)，以及燃料分配環管(3)和再循環煙氣分配環管(12)；所述主燃料混合通道(5)入口端封閉；所述燃料分配環管(3)環繞著設置在空氣流道(4)外且位于所述主燃料混合通道(5)入口端一側；所述燃料分配環管(3)設置有值班燃料分配管(13)和若干主燃料分配管(1)，分別與值班燃料管(6)和主燃料混合通道(5)連通，且所述值班燃料分配管(13)穿過所述空氣流道(4)與所述值班燃料管(6)相連，所述主燃料分配管(1)呈軸向通入所述燃料混合通道(5)；

所述再循環煙氣分配環管(12)環繞著設置在所述燃料混合通道(5)入口端外側，且其內側沿徑向設置有若干煙氣連通管(2)通入所述燃料混合通道(5)；以燃料噴出方向為前，所述主燃料混合通道(5)內前部設置有若干旋流片(11)且在所述旋流片(11)的前端形成旋流混合區；

所述值班燃料管(6)前端封閉，且其前部壁面環繞著設置有若干值班燃料口(9)；

所述值班燃料管(6)前部設置有值班燃料預混腔(8)，且所述值班燃料管(6)探入所述值班燃料預混腔(8)一端呈“凸”設置使得所述值班燃料口(9)位于所述值班燃料預混腔(8)中；所述值班燃料預混腔(8)一側還設置有中心空氣口(7)，且若干中心空氣口(7)環繞所述值班燃料管(6)布置；所述值班燃料預混腔(8)出口端設置有旋流盤(10)；

所述值班燃料預混腔(8)設置在所述空氣流道(4)中，且所述值班燃料預混腔(8)與所述空氣流道(4)之間形成環形空氣噴口，且所述環形空氣噴口按空氣流速為30～50m/s設置。

2.根據權利要求1所述的燃料側煙氣再循環低氮燃燒器，其特征在于，所述旋流盤(10)與值班燃料預混腔(8)出口距離L₂與所述旋流盤直徑D_x之間有0.5L₂/D_x1.5；所述旋流盤(10)上設置有若干旋流縫(101)和直流噴口(102)，所述直流噴口(102)均勻設置在所述旋流盤(10)中心，所述旋流縫(101)與所述旋流盤(10)徑向夾角為β₂，且30°β₂60°；所述旋流盤(10)按照旋流數為0.4～0.55設置。

3.根據權利要求2所述的燃料側煙氣再循環低氮燃燒器，其特征在于，所述旋流盤(10)還設置有旋流葉片(103)，且所述旋流葉片(103)與軸向夾角β₃為45°β₃75°；且所述旋流葉片(103)與所述旋流盤(10)之間形成了旋流縫(101)。

4.根據權利要求1所述的燃料側煙氣再循環低氮燃燒器，其特征在于，所述主燃料分配管(1)流通面積A_燃主與所述值班燃料口(9)流通面積A_燃值之和為A_燃，有A_燃主/A_燃＝85％～95％。

5.根據權利要求1所述的燃料側煙氣再循環低氮燃燒器，其特征在于，所述旋流片(11)與主燃料混合通道(5)出口的距離L₁與所述空氣流道(4)直徑D₂之間有L₁/D₂≥0.5，且所述旋流片(11)與中心軸形成夾角β₁為15°β₁45°。

6.根據權利要求1所述的燃料側煙氣再循環低氮燃燒器，其特征在于，所述主燃料混合通道(5)出口端收縮，使得通過其出口端噴出的氣體流速為20～30m/s。