[发明专利]燃烧器及燃气燃烧方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业燃烧器领域，更具体地，涉及一种燃烧器及燃气燃烧方法。

背景技术

工业燃烧器是一种将燃料与助燃气以一定方式混合并且喷出，使燃料燃烧放热的装置，可用于工业炉和锅炉等装置的加热。

现有的燃烧器为了实现低氮排放，会单独采用分级燃烧、贫燃预混和烟气再循环等技术。其中单独采用分级燃烧方法无法实现超低氮；烟气再循环方法存在燃烧不稳定、排烟温度升高效率降低、烟气冷却产生冷凝水影响风机及燃烧器使用寿命等问题；而以全预混表面燃烧方法为代表的贫燃预混方法存在燃烧头及滤网易堵塞、易回火不安全、过剩空气量大(燃烧产物中氧气浓度高于5％)、效率低等问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种燃烧器及燃气燃烧方法，采用贫燃预混耦合分级燃烧的方式降低氮氧化物的排放，精简燃烧器的体积。

根据本发明的一方面，提供的一种燃烧器，用于加热待加热装置，包括：混合器，包括助燃气入口以及第一燃气入口；混合气喷口，与所述混合器连通，并且伸入所述待加热装置中；以及第二燃气入口和燃气喷口，所述燃气喷口与所述第二燃气入口连通，并且伸入所述待加热装置中，其中，燃气包括第一部分燃气和第二部分燃气，所述第一部分燃气通过所述第一燃气入口进入所述混合器与自所述助燃气入口进入的助燃气混合形成混合气，所述混合气通过所述混合气喷口喷入至所述待加热装置中燃烧并形成烟气，所述第二部分燃气通过所述第二燃气入口及所述燃气喷口喷入至所述待加热装置中与所述烟气混合并燃烧。

优选地，所述第一部分燃气占所述燃气总量的52％至62％。

优选地，所述燃烧器还包括：稳焰器，连接在所述混合器与所述混合气喷口之间。

优选地，所述稳焰器为圆台形或圆柱形。

优选地，所述混合气喷口为多个。

优选地，多个所述混合气喷口在所述稳焰器的侧面均匀分布。

优选地，多个所述混合气喷口的总面积占所述稳焰器表面积的29％至34％。

优选地，所述第一通孔为圆形孔、腰型孔或菱形孔。

优选地，所述混合器还包括孔板，所述孔板垂直于所述混合气的流动方向设置。

优选地，所述孔板为防火材料制成。

优选地，所述混合器包括筒状结构，所述助燃气入口设置在所述筒状结构的一端，所述稳焰器与所述筒状结构的另一端连通，所述第一燃气入口位于所述筒状结构的侧面。

优选地，所述混合器还包括设置在所述筒状结构的侧面外侧的第一腔体，所述第一燃气入口设置在所述第一腔体上，所述筒状结构的侧面设有连通所述第一腔体与所述筒状结构内部的多个通孔。

优选地，所述燃烧器还包括：设置在所述筒状结构的侧面外侧的第二腔体，所述第二腔体部分伸入所述待加热装置中，所述第二燃气入口设置在所述第二腔体未伸入所述待加热装置的部分上，所述燃气喷口设置在所述第二腔体伸入所述待加热装置的一端上。

优选地，所述燃烧器还包括：管道，所述管道自所述筒状结构的侧面外侧穿入、在所述筒状结构及所述稳焰器内延伸并穿过所述稳焰器伸入至所述待加热装置中，所述燃气喷口设置在所述管道伸入至所述待加热装置的一端上，所述第二燃气入口设置在所述管道的另一端上。

根据本发明的另一方面，提供的一种燃气燃烧方法，其中燃气包括第一部分燃气和第二部分燃气，所述第一部分燃气进入混合器与助燃气混合形成混合气，所述混合气通过混合气喷口喷入至待加热装置中燃烧并形成烟气，所述第二部分燃气通过燃气喷口喷入至所述待加热装置中与所述烟气混合并燃烧。

优选地，所述第一部分燃气占所述燃气总量的52％至62％。

优选地，所述混合气喷口的喷射速度为20m/s至50m/s。

根据本发明的燃烧器及燃气燃烧方法，燃气包括第一部分燃气和第二部分燃气，第一部分燃气进入混合器与全部助燃气预混形成混合气，混合气通过混合气喷口喷入至待加热装置中进行一次燃烧，同时产生烟气，由于混合气中燃气浓度较低，燃烧温度也较低，避免了热力氮氧化物的生成。接着，第二部分燃气通过燃气喷口喷入至所述待加热装置中，与一次燃烧产生的烟气混合并进行二次燃烧，由于二次燃烧时氧气的浓度较低，可以有效抑制氮氧化物的生成，经过两次燃烧最终得到的烟气中余氧浓度可低于1％，烟气热损失小、运行成本低。