[发明专利]一种低氮燃气燃烧器及工作方法

说明书

本发明公开了一种低氮燃气燃烧器及工作方法，通过天然气通道及空气通道，将燃料气分为三层；将空气分为两级，形成分级燃烧。内层燃料通过燃料喷射孔喷出；中间层燃料通过径向分配管两侧的天然气喷射孔喷出，同内层旋流空气混合外层燃料直接射入燃烧区；外层空气控制燃烧器下游火焰通过径向燃料分配管和旋流装置的共同作用，保证燃烧器出口处速度分布合理、燃料气和助燃空气掺混均匀，合理控制燃烧区域，从而保证燃烧的稳定性和良好的NOx减排效果。

技术领域

本发明涉及气体清洁燃烧技术领域，特别涉及一种适用于电站锅炉、工业锅炉、石化加热炉的低氮燃气燃烧器及工作方法。

背景技术

NOx是一种重要的大气污染物，是引发酸雨、雾霾的重要因素。随着环保要求的日益提高，对于NOx排放量的限制也日趋严格。近些年，以天然气等气体作为燃料的清洁型燃气燃烧器得到了大力发展。燃气燃烧器具有安全高效、操作简便等优点。但燃气燃烧器的NOx污染物排放仍有很大的改善空间，人们仍在努力寻找着降低污染物排放的各种技术手段。因此，一种低NOx燃气燃烧器结构的设计对于组织燃烧、降低污染物排放尤为重要。

天然气燃烧器是通过将天然气和空气进行混合和燃烧来达到化学能转变为热能的目的。通过合理的燃烧器结构设计，可以使天然气和空气混合均匀，在保证高效燃烧的基础上，减少局部高温区的产生，从而抑制燃烧过程中NOx的生成，达到低NOx的排放量。专利“CN 105135432 A”和“CN 103842724 B”中涉及到的燃气燃烧器已经在设计理念和结构形式上进行改善和提升，但是这些发明生成的污染物尤其是氮氧化物还不能满足日益提高的环保要求。因此，仍然需要更加合理有效的一种低氮氧化物燃气燃烧器结构形式来组织燃烧和控制污染物排放。

发明内容

本发明的目的是解决现有天然气燃烧器中天然气和空气的掺混效果差，影响组织燃烧和降低污染物生成的问题，提供一种低氮燃气燃烧器及工作方法。

一种低氮燃气燃烧器，包括燃烧器外壳11，设置在燃烧器外壳11上连通内部的燃气进口通道12和空气进口通道13，所述燃烧器外壳11内部设置有连通燃气进口通道12的内主燃气枪1和外主燃气枪9，内主燃气枪1头部均匀连通有多个端部向内弯折的L型燃气枪10，L型燃气枪10端部向内弯折部位位于内主燃气枪1出口下游；所述内主燃气枪1端部设有均匀分布的多个向外倾斜喷射的内主燃气枪喷射孔3，外主燃气枪9端部设置有向内倾斜喷射的外主燃气枪喷射孔5，L型燃气枪10端部设置有L型枪天然气喷射孔4；所述内主燃气枪1端部外圈设置有旋流装置6；助燃空气由空气进口通道13进入燃烧器外壳11内的空气通道2，一部分助燃空气通过旋流装置6，在旋流装置6的作用下，成为旋流空气，进入旋流空气通道7，一部分助燃空气从旋流装置6外侧通过，进入直流空气通道8，成为直流空气；旋流空气与内主燃气枪喷射孔3和L型枪天然气喷射孔4喷出的燃气混合燃烧，直流空气与外主燃气枪喷射孔5喷出的燃气混合燃烧，两个燃烧区域共同作用形成高效、可靠的燃烧场。

所述内主燃气枪喷射孔3向外倾斜的角度为25-45度。

所述外主燃气枪喷射孔5向内倾斜的角度为15-30度。

所述L型枪天然气喷射孔4与旋流装置6之间的距离为L型枪天然气喷射孔4直径的15～20倍。

所述旋流装置6最外侧的内层空气限流板6-1的直径决定各层空气的分配比例，旋流装置6的旋流角度为25°-60°，旋流装置6的旋流叶片6-2的个数为6-12个。

所述外主燃气枪9的个数为8-16个。

所述内主燃气枪喷射孔3的个数为6-10个。

所述内主燃气枪喷射孔3的直径为8-12mm，L型枪天然气喷射孔4的直径为2-4mm，外主燃气枪喷射孔5的直径为4-8mm。