[发明专利]一种超低NOx排放的燃气燃烧装置和燃气配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃气燃烧装置和燃气配置方法, 尤其涉及一种NOx排放量小于20ppm的超低NOx排放的燃气燃烧装置和燃气配置方法，属工业锅炉技术领域。 

背景技术

随着国家节能减排政策的深入, 各大城市对NOx排放已经不满足于国标100ppm，在北京等城市早在2008年就已经要求NOx排放小于50ppm，随后天津、乌鲁木齐以及一些用气供暖公司都纷纷提出了大功率燃烧器的低排放要求，而电厂的燃气启动锅炉多要求排放在40ppm以下。但是迄今国际市场上，对于NOx排放小于50ppm的先进燃烧器要求，也多采用烟气再循环措施得到，即将锅炉烟气抽取出一部分与新鲜空气混合后送入燃烧装置与燃气混合燃烧。它的机理主要是降低空气中的氧浓度，减少空气中的N与氧结合的概率。但是这种方法势必需要增大鼓风机功率和耗电量，正是拆东墙补西墙，同时此法也增加了燃烧的不稳定性，容易引起喘震，存在极大安全隐患。上海诺特飞博燃烧设备有限公司名称为《一种烟气内回流均相燃烧低NOx燃烧器及其燃气配置方法》专利号为201010582069.1的发明专利，采用T型回喷枪部分预混燃气和空气，使得燃气燃烧均匀，NOx排放小于40ppm，但对于大功率的燃气燃烧装置，能否达到更低的排放标准，还有待进一步研究。 

发明内容

本发明的目的是：提供一种NOx排放量小于20ppm的超低NOx排放的燃气燃烧装置和燃气配置方法，使工业锅炉中火焰尽可能有效利用炉膛空间，降低了火焰平均温度和峰值温度，满足超低NOx排放的使用要求。 

为达到上述目的，采取的技术方案是：一种超低NOx排放的燃气燃烧装置，包括中心筒、旋流器和喉口，其特征在于：所述中心筒、所述旋流器、内喉口和外喉口从燃烧装置的中心轴线依次向外同轴设置，所述中心筒上端端部外侧面与所述旋流器的内环面固定连接：所述中心筒内置有中心助燃空气通道，所述内喉口和外喉口之间置有第一助燃空气通道，所述内喉口里侧和所述中心筒外侧之间置有第二助燃空气通道；所述第二助燃空气通道内，置有多个T型燃气枪和多个斜口燃气枪，且所述多个T型燃气枪和多个斜口燃气枪相互交错间隔等径均匀分布。 

所述T型燃气枪置有多个（6～16个）燃气孔，分别为外段燃气回喷孔、里段燃气回喷孔、枪身燃气孔和端面燃气孔：所述外段燃气回喷孔置于枪身水平部分外段，所述里段燃气回喷孔置于枪身水平部分里段，所述枪身燃气孔置于枪身垂直部分，所述端面燃气孔置于枪身水平部分向心端端面。 

所述斜口燃气枪端面朝向由里向外，且置有多个斜口燃气孔。 

所述超低NOx排放的燃气燃烧装置的燃气配置方法，其特征在于： 

（1）低速中心助燃空气由所述中心助燃空气通道轴向流出，所述中心助燃空气占总空气量的5～15％，起到冷却根部火焰和降低中心火焰温度的作用；

（2）经所述第一助燃空气通道内斜口燃气枪端面斜口燃气孔喷射出的燃气，与流经第一助燃空气通道轴向流出的助燃空气混合燃烧，使燃气能在整个炉膛尽可能大的空间里燃烧；

（3）所述第二助燃空气通道内，助燃空气分成两大部分轴向流动，一部分流经旋流器叶片成旋流风，旋流风助燃空气占总空气量的30％～45％；另一部分助燃空气则从旋流器外环和内喉口之间轴向流动，成轴流风； T型燃气枪置有的所述里段燃气回喷孔喷出的燃气与经旋流器流出的旋流风对冲；外段燃气回喷孔喷出的燃气与轴流风对冲；所述枪身燃气孔和所述端面燃气孔径向喷出的燃气与所述轴向助燃空气垂直对冲。

本发明的有益效果是：由于T型枪燃气与空气预混，合理地使得燃气与助燃空气在炉膛空间均匀混合燃烧，避免了局部高温的产生；而斜口燃气枪的燃气孔朝外，在T型枪火焰的外侧形成火焰，从而最大限度利用了锅炉炉膛空间，使得炉膛内各个部分的热负荷均匀，降低了火焰平均温度和峰值温度，从而使得产生的NOx量极少，小于20ppm，并且无CO产生。燃烧稳定可靠。单机功率最大可达70MW以上。 

附图说明

以下根据附图说明和具体实施方式对本发明作进一步说明。 

图1为本发明结构示意图； 

图2为图1的A-A向结构示意图； 

图3为图1中旋流器结构示意图； 

图4为T型燃气枪头结构示意图；

图5为图4的B向结构示意图；

图6为图4的C向结构示意图；

图7斜口燃气枪示意图；

图8为图7的D向结构示意图；   

图9为炉膛火焰布置示意图。