[实用新型]实现气体燃料低NOX稳定燃烧的实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于气体燃料燃烧设备领域，特别涉及一种实现气体燃料低NO_X稳定燃烧的实验装置。

背景技术

随着经济的持续发展，中国能源和环境问题越来越突出，面对能源平均利用率很低、环境污染严重的现状。各种形式的洁净煤发电技术研究在我国得到了很大的发展，其中整体煤气化联合循环（IGCC）发电技术是有发展潜力的先进技术。传统的燃气轮机为了防止回火等问题，燃烧室一般采用扩散燃烧技术，而扩散燃烧的火焰温度较高且反应释放的热量很难快速的传递出去，从而导致燃烧生成的热力型NO_X排放量较高。IGCC技术中燃气轮机燃料主要成分是一氧化碳和氢气，绝热火焰温度高，燃烧过程中生成的NO_X会对环境造成污染。另一方面，随着天然气燃料在中国的广泛应用，天然气燃烧中同样也面临着NO_X污染物排放的问题。同时在气体燃料（主要成分是一氧化碳和氢气）燃烧时，由于其化学性质活泼且火焰温度较高，会造成喷嘴壁面温度过高的问题，严重时会烧坏喷嘴。

实用新型专利200810117256.5通过多个微孔喷射燃料的方法实现火焰面的分散，达到降低NOx排放的目的。但是相关技术并不太成熟，需要开展大量的相关实验了解其燃烧特性，但目前缺乏这方面的实验装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种实现气体燃料低NO_X稳定燃烧的实验装置。

所述的实现气体燃料低NO_X稳定燃烧的实验装置，包括燃烧器、燃烧室、燃料腔室和空气腔室；所述燃烧器的燃烧器出口端面上设置若干个结构相同的单独燃烧单元，并设置若干个喷嘴出口壁面温度测点；单独燃烧单元由中心的燃料喷嘴和环绕燃料喷嘴的空气喷嘴组成，其中，燃料喷嘴为竖直布置，空气喷嘴为倾斜布置，空气喷嘴沿喷嘴口平面垂直线倾斜角度范围在10~20o之间。

所述燃烧室的横截面为矩形，在燃烧室的三个或四个壁面安装透明的石英玻璃窗。

所述燃烧室的燃烧室出口上设置烟气取样通道，便于烟气取样分析，通过相关仪器实现对烟气的在线测量分析。

所述燃料腔室和空气腔室位于燃烧器的下部，且空气腔室具备多个空气进口。

所述单独燃烧单元呈多边形阵列布置，或圆形阵列布置，或椭圆形阵列布置。

所述喷嘴出口壁面温度测点为3~5个，通过焊接在测点处的热电偶及配套的软件实现对温度的在线测量。

本实用新型的有益效果为：

通过火焰面的分散来达到降低燃烧温度的目的，达到低NO_X燃烧；同时通过不同喷嘴组的调整，能够实现调整燃烧器中整体火焰的燃烧强度。

附图说明

图1是本实用新型所述装置的整体结构示意图。

图2是图1中燃烧器出口端面的俯视图。

图3是图2中单独燃烧单元的放大示意图及局部剖面图。

图中标号：

1-燃烧器，2-燃烧室，3-燃料腔室，4-空气腔室，11-燃烧器出口端面，12-单独燃烧单元，13-喷嘴出口壁面温度测点，121-空气喷嘴，122-燃料喷嘴，21-石英玻璃窗，22-燃烧室出口，23-烟气取样通道，31-燃料进口，41-空气进口。

具体实施方式

本实用新型提供了一种实现气体燃料低NO_X稳定燃烧的实验装置，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

实现气体燃料低NO_X稳定燃烧的实验方法，具体为：采用旋流空气包裹气体燃料燃烧，每个气体燃料喷嘴周围均设置空气喷嘴环绕一起形成微混合燃烧单元；实验中，可在燃料中混入N₂等稀释燃料，达到降低燃烧温度的目的，实现低NO_X的燃烧；通过不同燃料喷嘴通道的打开和堵塞，各燃烧单元可以单独运行或联合运行，从而调整燃烧器中整体火焰的燃烧强度。

实现所述方法的装置，如图1所示：