[發明專利]一種深度分級表面水冷部分預混燃氣爐

有效

• 申請號: 202011473094.6
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112555827B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 康亞倩;牛艷青;薛旭峰
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F23D14/02
• 分類號: F23D14/02;F23D14/46;F23D14/62;F23D14/78;F23L5/04
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

一種深度分級表面水冷部分預混燃氣爐，包括爐膛，位于爐膛的入口處設置有水冷燃燒器，位于爐膛內部燃盡區布置有環形送風管道，爐膛的出口處設置有回燃室。本發明形成貧氧部分預混低溫表面燃燒及富氧補燃，降低氣體燃料燃燒時氮氧化物的生成，保證氣體燃料燃燒時清潔、均勻、穩定高效；同時氣體燃料充分燃燒，保證鍋爐運行經濟性。

技術領域

本發明涉及燃氣動力設備、環境保護技術領域，特別涉及一種深度分級表面水冷部分預混燃氣爐。

背景技術

在當今世界的能源消費結構中，天然氣消費量約占全球一次能源消費量的23.8％，被稱為“橋梁能源”，據《BP世界能源展望2019》，2040年世界天然氣需求將占全球一次能源需求量的26％左右。與傳統化石燃料煤、石油等相比，天然氣燃燒不會產生硫氧化物、粉塵等環境污染物，在提供相同的熱量的情況下，天然氣燃燒產生的溫室氣體比煤炭少40％，就緩解溫室效應和環境保護方面具有重要意義，相對傳統化石燃料而言，更加符合我國提出的“綠色低碳”經濟。然而天然氣在燃燒的過程中，也會產生以氮氧化物為主的一些污染物，自“煤改氣”政策實施以來，天然氣燃燒成為了氮氧化物的主要來源之一。隨著國際社會對“節能環?！卑l展理念的日益提倡，世界各國家和地區都出臺了非常嚴格的污染物排放標準；據我國《鍋爐大氣污染物排放標準GB13271-2014》，新建燃氣鍋爐于2014年7月1日起執行200mg/m³的氮氧化物排放標準，重點地區執行150mg/m³的排放標準，低NO_x燃氣裝置亟待開發。

氣體燃料在燃燒時產生的氮氧化物根據其來源主要分為熱力型、快速型和燃料型。由于氣體燃料的熱值通常較高，燃燒溫度較高，燃燒時熱力型NO_x的排放量占據主導地位，而快速型和燃料型氮氧化物的排放幾乎可以忽略不計。根據熱力型NO_x的生成機理，改變燃燒條件是解決氣體燃料燃燒時污染物排放過高的主要方法之一。影響熱力型NO_x生成的主要因素為溫度、氧氣濃度和反應物停留時間，因此控制熱力型NO_x生成量的方法主要有：降低燃燒溫度；降低氧氣濃度；使燃燒在遠離理論空氣比的條件下進行；縮短在高溫區的停留時間。

當前國內針對燃氣設備低氮燃燒技術已有一定進展，諸如稀氧燃燒、富氧燃燒、濃淡燃燒、煙氣再循環等，都針對氣體燃料燃燒時NO_x排放有一定的抑制效果，但實際工業應用效果與國外技術還是存在一定差距。本發明采用水冷部分預混燃燒技術，使燃燒在遠離理論空氣比的條件下進行，形成具有還原性氛圍的低溫表面燃燒，有效降低燃氣燃燒器熱力型NO_x原始排放；同時爐膛內部布置環形管道燃盡風進氣裝置，形成逐級分級供氧切圓燃燒，保證氣體燃料充分燃燒，并進一步煙氣中氮氧化物的含量。

發明內容

為了克服以上技術問題，本發明的目的在于提供一種深度分級表面水冷部分預混燃氣爐，形成貧氧部分預混低溫表面燃燒及富氧補燃，降低氣體燃料燃燒時氮氧化物的生成，保證氣體燃料燃燒時清潔、均勻、穩定高效；同時氣體燃料充分燃燒，保證鍋爐運行經濟性。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種深度分級表面水冷部分預混燃氣爐，包括爐膛3，位于爐膛3的入口處設置有水冷燃燒器1，位于爐膛3內部燃盡區布置有環形送風管道4，爐膛3的出口處設置有回燃室5。

所述環形送風管道4的內環設置有數個第一級燃盡風噴口4a和第二級燃盡風噴口4b，所述第一級燃盡風噴口4a與第二級燃盡風噴口4b相間布置；所述第一級燃盡風噴口4a與爐膛3軸向成90°切圓布置，第二級燃盡風噴口4b切圓布置與第一級燃盡風噴口4a切圓布置成一定角度θ(0θ90°)。

所述環形送風管道4包括數個第一級燃盡風噴口4a，形成單層切圓布置。