[发明专利]一种多喷嘴分散燃烧的低NOx燃气燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及工业炉窑的燃烧设备领域，具体公开了一种多喷嘴分散燃烧的低NOx燃气燃烧器。

背景技术

工业炉窑燃烧设备中燃烧器是主要部件之一，燃烧过程中生成的NOx是造成环境污染的主要因素之一，NOx生成量的高低成为衡量燃烧器燃烧性能的重要指标之一。

现有的工业技术中，NOx的生成主要有三种：燃料型NOx、热力型NOx以及快速型NOx。气体燃料燃烧过程中生成的NOx主要是燃料型NOx和热力型NOx，因此，对于燃烧气体燃料控制NOx生成主要是控制热力型NOx和燃料型NOx的生成或将已生成的NOx还原。温度对热力型NOx的生成具有决定性作用，不同的燃烧器在燃烧室内产生不同的热强度分布，不同的热强度分布产生不同的温度分布，因此设计一款新型燃烧器使其既能满足燃料着火和燃烧的需要又能减少NOx的生成成为实现低NOx排放的关键。

现有的工业燃气炉窑均是采用单级燃烧器，这种简单的单级燃烧器会产生很高水平的NOx排放，无法满足相关环保标准的要求。

目前使用的低NOx燃烧技术主要有三种：（1）空气分级燃烧技术，它使助燃空气分流以建立贫氧的第一燃烧区，从而减少NOx的生成，在第二燃烧区将剩余的部分空气引入，从而完成整个燃烧过程；（2）燃料分级燃烧技术，助燃空气一次全部引入第一燃烧区，但在第一燃烧区只供应部分燃料，剩余燃料被引入第二燃烧区，利用第一燃烧区过剩的氧进行燃烧；（3）烟气再循环燃烧技术，利用助燃空气或燃料气流产生的低压区促使接近于惰性的烟气回流到燃烧气流中，降低局部燃烧温度及形成局部还原性气氛，从而减少NOx的生成。

现有的三种低NOx燃烧技术都存在局部高温和/或燃烧不稳定的问题，因此，设计一种适合工业应用的低NOx燃烧器具有重要的意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种以燃料气为燃料的大功率、长火焰、热负荷分布均匀、操作便捷、宽调节比、超低NOx排放的多喷嘴分散燃烧的低NOx燃气燃烧器，本发明的技术方案具体是：

一种多喷嘴分散燃烧的低NOx燃气燃烧器，包括隔热瓦、第一级燃烧器、第二级燃烧器、第一级燃料分配管以及风箱；

所述隔热瓦的纵向中心轴上设有第一通道，所述第一通道的外围等间距设有第二通道，所述隔热瓦的下端与所述风箱的上端连接，且所述第一通道与所述风箱的空腔相通；

所述风箱上设有进风口；

所述第一级燃料分配管纵向设置在所述风箱的空腔以及第一通道内，所述第二级燃烧器设置在所述第二通道内，且所述第二级燃烧器的顶端设有第二级燃料喷嘴；

所述第一级燃料分配管的顶端设有半球形封闭面，所述第一级燃烧器的末端设置在所述半球形封闭面上，且所述第一级燃料分配管的内部与所述第一级燃烧器的内部相通；所述第一级燃烧器的顶端设有第一级燃料喷嘴。

以上技术方案中优选的，所述半球形封闭面的半径为第一级燃料分配管的横截面半径的1～1.5倍。

以上技术方案中优选的，所述第一级燃料喷嘴的喷孔中心线与所述第一级燃烧器的中心线在同一直线上，所述第一级燃料喷嘴的喷孔中心线与水平线的夹角为20°～60°。

以上技术方案中优选的，所述第一级燃烧器的数量为6～10个，且所述第一级燃烧器均匀分布在所述半球形封闭面圆周上。

以上技术方案中优选的，所述第二级燃料喷嘴的喷孔中心线与所述隔热瓦的斜面相平行，所述第二级燃料喷嘴的喷孔中心线与水平线的夹角为50°～80°。

以上技术方案中优选的，所述第二级燃烧器的数量为6～10个。

以上技术方案中优选的，所述第二级燃烧器的末端与第二级燃料分配管连通。

以上技术方案中优选的，所述进风口内设有调风挡板，所述调风挡板与水平线的夹角为0°～90°。

以上技术方案中优选的，所述第一级燃烧器的燃烧负荷占总燃料的10%～40%，所述第二级燃烧器的燃烧负荷占总燃料的60%～90%。

为了达到更好的技术效果，还包括辅助燃烧器，所述辅助燃烧器与所述第一级燃料分配管纵向并列设置在所述风箱的空腔以及第一通道内。

本发明具有以下有益效果：

（1）本发明中半球形封闭面的半径为第一级燃料分配管横截面半径的1～1.5倍，同时可以设计多个第一级燃烧器，且各第一级燃烧器沿半球形封闭面的圆周均匀布置，能够更好地均匀分配一级燃料，通过火焰面的分散来降低燃烧温度，达到低NOx燃烧。