[實用新型]一種雙級旋流配氣分離式完全預混燒嘴

有效

• 申請號: 202020620159.4
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN212227020U
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 唐豪杰;吳家樺;朱鼎;王毅;李陽
• 申請（專利權）人: 中國東方電氣集團有限公司
• 主分類號: F23D14/04
• 分類號: F23D14/04;F23D14/48;F23D14/64;F23D14/70;F23D14/82
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 蔣斯琪

本實用新型公開了一種雙級旋流配氣分離式完全預混燒嘴，包括有一級旋流進氣通道、文丘里管、二級旋流進氣通道，一級旋流進氣通道與文丘里管之間通過法蘭連接，文丘里管與二級旋流進氣通道之間也通過法蘭連接，二級旋流進氣通道連接到燃燒室；所述一級旋流進氣通道內設置有一級旋流器，所述二級旋流進氣通道內設置有錐形旋流器；本實用新型的燃燒組織方式適用于燃燒負荷變化范圍較小，對污染物排放要求嚴格的工作環境，利用該燒嘴可以最大限度保證燃燒前空氣和燃料摻混效果，降低污染物NO_x的生成。同時通過合理的結構設計，有效防止燃燒不穩定現象出現。

技術領域

本實用新型涉及燃燒器裝置，具體是一種雙級旋流配氣分離式完全預混燒嘴。

背景技術

燒嘴是燃燒裝置的關鍵設備之一，廣泛應用于需要能動轉換及燃燒的工業領域，如：鍋爐、窯爐、垃圾焚燒爐及燃氣輪機等。性能良好的燒嘴，能夠合理地組織燃料和氧化劑的摻混，實現安全、穩定地燃燒，保證足夠的燃燒效率和污染物排放標準。根據空氣與燃氣的比例，可以將燃燒分成擴散式燃燒、部分預混式燃燒及完全預混式燃燒。擴散燃燒的特點是火焰穩定性好，不宜發生脫火、回火和燃燒振蕩，是傳統燃燒器主要燃燒方式。這種燃燒方式的缺點是火焰燃燒強度小，燃燒區域火焰溫度較高，NOx的排放大，同時產生大量碳煙，燃燒不完全，造成很多浪費。目前由于環境問題越來越突出，節能減排問題引起人們的重視，對減少NOx排放受到人們普遍重視，因此，提高燃燒前空氣與燃氣混合程度，控制燃氣與空氣比例，將燃燒過程控制在貧燃狀態，對于降低燃燒火焰溫度，減少NOx排放具有重要意義。

現代燃機中的燃燒器對燃燒、氣動、冷卻、空間和變工況特性的要求都很高，通常采用的是部分預混燃燒的方式，燃氣燒嘴一般設計有旋流器，用于產生穩燃火焰的渦流。燃料噴口一般設計在旋流器前或旋流器的葉片上，借助旋流的作用，空氣和燃料在旋流器的摻混段內強烈摻混，并在燃燒室內燃燒。同時燒嘴上一般還布置有擴散的值班燃料，用于提高火焰的穩定性。這種燃燒方式，滿足了燃機燃燒綜合性能的要求，但是燃料與空氣在燃燒前無法達到完全預混的狀態，不能最大限度降低NOx排放。因此該種燃燒方式，對于氣動和變負荷要求不高的工作環境，存在一定的不足。

結合現有燃燒器的特點，以提高摻混效率、火焰穩定性為目標，開發出一種新式燃燒組織方式，對于工業實際具有重要意義。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了提供一種結構合理的雙級旋流配氣分離式完全預混燒嘴，該燒嘴的燃燒組織方式適用于燃燒負荷變化范圍較小，對污染物排放要求嚴格的工作環境，利用該燒嘴可以最大限度保證燃燒前空氣和燃料摻混效果，降低污染物NOx的生成；同時通過合理的結構設計，有效防止燃燒不穩定現象出現。

本實用新型的技術方案如下：

一種雙級旋流配氣分離式完全預混燒嘴，其特征在于：包括有一級旋流進氣通道、文丘里管、二級旋流進氣通道，一級旋流進氣通道與文丘里管之間通過法蘭連接，文丘里管與二級旋流進氣通道之間也通過法蘭連接，二級旋流進氣通道連接到燃燒室；所述一級旋流進氣通道內設置有一級旋流器，所述二級旋流進氣通道內設置有錐形旋流器。

所述一級旋流進氣通道的入口段的上端設置空氣進氣口，入口段的下端設置燃氣進氣口。

所述二級旋流進氣通道呈漸縮狀，所述錐形旋流器安裝于漸縮狀的二級旋流進氣通道內。

所述一級旋流器和錐形旋流器均為軸向旋流器。

本實用新型的燃燒組織方式原理為：

（1）摻混與配氣過程分離：在摻混段，空氣與燃料實現充分預混，在配氣段，借助旋流裝置形成穩定火焰低速區；

（2）通過兩級旋流裝置實現空氣與燃料完全預混，同時考慮到空氣密度較大、燃氣密度較小，采取上部進空氣、下部進燃氣的設計，使得空氣與燃氣更加充分的預混；