一种稳燃内循环低氮燃烧器的制作方法

本技术属于锅炉低氮燃烧、具体涉及一种稳燃内循环低氮燃烧器。

背景技术：

1、工业锅炉排放要求逐渐严格，全国多地要求对于天然气锅炉氮氧化物排放≤30mg/nm3。

2、目前在天然气锅炉上应用最广的低氮燃烧的技术路线为低氮燃烧器+烟气外循环。烟气外循环技术有非常明显的降氮效果，但是也有很多弊端，比如需要额外增加设备，容易造成冷凝水，会降低热效率等。

3、现在很多厂家都在积极地研发超低排放燃烧器，利用部分预混、浓淡燃烧及烟气内循环等技术实现不使用烟气外循环也能实现天然气锅炉氮氧化物排放≤30mg/nm3的排放。但是此类超低排放燃烧器在实际应用中还有许多不足之处，比如稳定性不足，容易脱火等问题。

4、因此,设计一种能够稳定燃烧不脱火，全负荷段燃烧天然气等洁净的高热值气时nox≤30mg/nm3的超低氮燃烧器十分必要。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是提供一种稳燃内循环低氮燃烧器，能够在燃烧天然气等洁净的高热值气时实现nox≤30mg/nm3的超低氮排放。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：

3、一种稳燃内循环低氮燃烧器，包括中心筒、设于中心筒前端的稳焰盘、设于中心筒轴中心的中心燃气管、设于中心筒内的中层燃气喷枪、设于中心筒外的外层燃气喷枪，中心筒内具有内层风通道，稳焰盘外缘与中心筒封闭连接，稳焰盘外端面上设有旋流叶片及冷却孔，中心燃气管前端穿出稳焰盘并开有燃气喷口，中层燃气喷枪前端穿出稳焰盘并开有燃气喷口。

4、所述中心筒后端外缘设有能够轴向移动的内层空气缩口，内层空气缩口外设有外层空气缩口，内层空气缩口与中心筒之间形成中层风通道，内层空气缩口与外层空气缩口之间形成由内层空气缩口轴向移动而能够调节其流通面积的外层风通道。

5、所述中层燃气喷枪包括数个轴向设置的第一中层燃气喷枪，第一中层燃气喷枪的尾部分别径向连通至中心燃气管。

6、所述中层燃气喷枪包括数个轴向设置的第二中层燃气喷枪，第二中层燃气喷枪的尾部穿过中心燃气管尾部并设有调节阀。

7、所述外层燃气喷枪具有数个，并以中心筒轴中心为轴周向设置成紧邻中心筒外壁的一圈，外层燃气喷枪的前端具有外折的燃气喷口，且燃气喷口中心线与外层燃气喷枪中心线的夹角α为90°-180°。

8、所述中心筒外还设有与外层燃气喷枪一起周向设置成一圈的数个长明灯喷枪。

9、所述外层燃气喷枪的燃气喷口到外层空气缩口前端的轴向距离值设计为大于0.004倍的自中、外层风通道喷出的空气速度值。

10、采用本实用新型的一种稳燃内循环低氮燃烧器，具有以下优点：

11、1、稳焰盘的设置可使燃烧器中心区域形成负压，使烟气回流到此区域，保证了燃烧着火热的同时形成烟气内循环，进而使燃烧温度更平均，热力型氮氧化物生成量更少。

12、2、燃气空气通过不同通道进入燃烧区域，燃气分四层，空气分三层进入燃烧区域，分级燃烧能够使燃料分散更均匀，燃气空气混合更加均匀。如此使燃烧更加均匀，可降低燃烧峰值温度，进而降低热力型氮氧化物的生成。

13、3、燃气喷枪都置于外层空气缩口前端，即伸出外层空气缩口端面很长距离，且外层燃气喷枪径向喷射，可使火焰更加分散，避免了燃烧太过集中，进而使温度更均匀，也可降低热力型氮氧化物的生成。

14、4、内层空气缩口可以前后移动，当内层空气缩口位置在最前端时，外层风通道流通面积为零，当内层空气缩口位置在最后端时，外层风通道流通面积最大。此结构可以调节外层风流量，并且可改变空气整体通流面积，进而改变空气流速，如此可以调节火焰长度及直径，使火焰更加适应炉膛，防止出现冲刷炉壁的现象，还可提高热效率。

15、5、空气经过内、外层空气缩口后流速增加，形成负压效应，可使此处压力变小，进而使烟气回流到此处，形成烟气内循环的效果。通过调整空气流速，可以调整卷吸烟气的量，即空气流速高，卷吸烟气量就大。燃烧器燃气喷口伸出外层空气缩口外很长距离，故而使空气在与燃料接触前有足够的时间和空间与烟气相混合。如此降低燃烧温度，进而降低热力型氮氧化物的生成。

16、6、为了卷吸烟气到一定量，故自中、外层风通道喷出的空气流速极高，一般需要70m/s以上，且由于外层燃气喷枪轴向伸出外层空气缩口很长距离，方便高速空气在与燃气混合前，有足够的时间和空间与卷吸的烟气混合。

17、7、由于高流速的空气很容易将正火吹灭，或者燃烧不稳定，故外层配置有长明灯喷枪，可保证燃烧区域一直有明火，提供稳定的明火可使内外层火焰更具有连贯性及稳定性。如此，可保证此结构的燃烧器在应用过程中的稳燃性。

18、8、通过上述降低氮氧化物生成的结构，可使得燃烧天然气等较洁净高热值燃气时nox排放可小于30mg/nm3，再结合长明灯喷枪等稳燃结构，使燃料燃烧时更加安全稳定。

技术特征：

1.一种稳燃内循环低氮燃烧器，其特征在于：包括中心筒、设于中心筒前端的稳焰盘、设于中心筒轴中心的中心燃气管、设于中心筒内的中层燃气喷枪、设于中心筒外的外层燃气喷枪，中心筒内具有内层风通道，稳焰盘外缘与中心筒封闭连接，稳焰盘外端面上设有旋流叶片及冷却孔，中心燃气管前端穿出稳焰盘并开有燃气喷口，中层燃气喷枪前端穿出稳焰盘并开有燃气喷口。

2.根据权利要求1所述的稳燃内循环低氮燃烧器，其特征在于：所述中心筒后端外缘设有能够轴向移动的内层空气缩口，内层空气缩口外设有外层空气缩口，内层空气缩口与中心筒之间形成中层风通道，内层空气缩口与外层空气缩口之间形成由内层空气缩口轴向移动而能够调节其流通面积的外层风通道。

3.根据权利要求1所述的稳燃内循环低氮燃烧器，其特征在于：所述中层燃气喷枪包括数个轴向设置的第一中层燃气喷枪，第一中层燃气喷枪的尾部分别径向连通至中心燃气管。

4.根据权利要求1或3所述的稳燃内循环低氮燃烧器，其特征在于：所述中层燃气喷枪包括数个轴向设置的第二中层燃气喷枪，第二中层燃气喷枪的尾部穿过中心燃气管尾部并设有调节阀。

5.根据权利要求1所述的稳燃内循环低氮燃烧器，其特征在于：所述外层燃气喷枪具有数个，并以中心筒轴中心为轴周向设置成紧邻中心筒外壁的一圈，外层燃气喷枪的前端具有外折的燃气喷口，且燃气喷口中心线与外层燃气喷枪中心线的夹角α为90°-180°。

6.根据权利要求4所述的稳燃内循环低氮燃烧器，其特征在于：所述中心筒外还设有与外层燃气喷枪一起周向设置成一圈的数个长明灯喷枪。

技术总结本技术公开了一种稳燃内循环低氮燃烧器，包括中心筒、设于中心筒前端的稳焰盘、设于中心筒轴中心的中心燃气管、设于中心筒内的中层燃气喷枪、设于中心筒外的外层燃气喷枪，中心筒内具有内层风通道，稳焰盘外缘与中心筒封闭连接，稳焰盘外端面上设有旋流叶片及冷却孔，中心燃气管前端穿出稳焰盘并开有燃气喷口，中层燃气喷枪前端穿出稳焰盘并开有燃气喷口。采用本技术的燃烧器，能够在燃烧天然气等洁净的高热值气时实现NOx≤30mg/Nm<supgt;3</supgt;的超低氮排放。技术研发人员：徐志斌,贾丹丹,岳小俊,徐正,马子安受保护的技术使用者：上海铂纳森环境科技有限公司技术研发日：20230710技术公布日：2024/3/17