[实用新型]一种烟气发生器

说明书

本实用新型提供了一种烟气发生器，值班喷嘴组件设置在燃烧室头部挡板的中心，预混喷嘴组件周向均布于燃烧室头部挡板上。燃烧室外壁与燃烧室火焰筒之间形成环形空气通道，空气流量分配调节阀设置于该环形通道进口。预混喷嘴的高速射流在燃烧室中部形成卷吸回流，通过烟气内循环机制，降低了燃烧室内氮氧化物的形成。燃烧室火焰筒外壁面设置有肋片结构，用于强化环形通道内空气对火焰筒的冷却。燃烧室火焰筒尾部开有多排掺混孔，通过对掺混孔孔径和位置的合理分配，使得烟气与掺混空气发生充分的掺混，从而保证出口烟气温度和组分分布的均匀性。配合空气流量调节阀的使用，可实现出口烟气温度的有效调节。

技术领域

本实用新型涉及低污染燃烧技术领域，尤其是一种烟气发生器。

背景技术

烟气发生器通常应用于燃气轮机热端部件研发和石油化工领域的热源供应过程中。在燃气轮机热端部件的研发过程中，烟气发生器置于试验段上游，用于为试验段提供特定流量和温度条件下的烟气，从而实现对热端部件所处真实环境的模拟。而在石油化工领域中，通常也需要烟气发生器产生大量高温烟气来提供热源。这类烟气发生器大多要求燃烧稳定、燃烧效率高、压降小、出口烟气温度分布均匀、烟温可控且调节方便。

而燃烧过程中通常伴随着如氮氧化物、一氧化碳和可吸入颗粒物等大气污染物的生成。在燃烧室的火焰区和后火焰区，空气中的氮气可在高温条件下被氧化而生成氮氧化物，其生成速率随温度的增加呈指数型增长。氮氧化物不仅是酸雨的主要来源，还会与大气中的其它污染反应形成光化学烟雾污染。而一氧化碳和可吸入颗粒物的生成不仅危害人体健康，同时也会造成燃烧效率的下降。因此，为满足日益严格的环保标准，降低燃料消耗，高效、稳定、低污染的烟气发生器的设计具有十分突出的环境效益和应用价值。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种烟气发生器，通过合理布置燃烧室结构组件、值班喷嘴组件、预混喷嘴组件及空气流量分配调节阀等燃烧和结构部件，使得预混喷嘴的高速射流在燃烧室中部形成卷吸回流并利用烟气内循环机制，降低了燃烧室内氮氧化物的形成。通过设置在燃烧室火焰筒外壁面的肋片结构，强化空气对火焰筒的冷却。通过对掺混孔孔径和位置的合理分配，使得烟气与掺混空气发生充分的掺混，从而保证出口烟气温度和组分分布的均匀性。配合空气流量调节阀的使用，方便了烟气发生器出口温度的调节，且有效避免了烟气出口温度较低条件下的燃烧不稳定的发生和燃烧效率的下降。

(二)技术方案

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种烟气发生器，包括燃烧室结构组件、值班喷嘴组件、预混喷嘴组件，其特征在于，

所述燃烧室结构组件，包括同轴布置的一筒状燃烧室外壁、一燃烧室火焰筒及一燃烧室头部挡板，其中，所述燃烧室火焰筒固定设置在所述燃烧室外壁内，所述燃烧室头部挡板固定设置在所述燃烧室火焰筒的头部，所述燃烧室外壁与燃烧室火焰筒之间的空间形成一环形空气通道，所述环形空气通道的头部进口处设置一空气流量分配调节阀；

所述值班喷嘴组件和预混喷嘴组件设置在所述燃烧室头部挡板上，其中，所述值班喷嘴组件设置在所述燃烧室头部挡板的中心；所述预混喷嘴组件以燃烧室轴线为中心沿周向均匀分布于所述燃烧室头部挡板之上；

所述燃烧室火焰筒的尾部壁面上沿轴向布置有若干排掺混孔，每排掺混孔沿周向均布在所述燃烧室火焰筒的壁面上，外部空气通过所述空气流量分配调节阀进入所述环形空气通道中，沿轴向流动的空气在冷却所述燃烧室火焰筒的壁面后经所述掺混孔进入所述燃烧室火焰筒内，通过与所述燃烧室火焰筒尾部的烟气发生掺混实现对出口烟气温度的调节。