[发明专利]旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器

说明书

本发明提供了一种旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器，包括风箱组件、燃烧器进风口、中心燃料枪、旋流稳焰器、外围燃气进口、燃气集合器、外围燃气枪和点火枪；燃烧器进风口安装在风箱组件上，通过隔板将助燃风分成三级进入风箱组件内中外三层，形成三级空气分级；旋流稳焰器安装在中心燃料枪上，多根外围燃气枪安装在燃气集合器上，燃气集合器与外围燃气进口连接，形成中心旋流火焰；在燃烧器尾缘处设置有扩散锥及扰流片，形成尾缘双回流。本发明通过内中外三层空气分级、中心旋流火焰与尾缘斜向烟气回流和助燃风钝体回流的尾缘双回流相耦合，实现NOx和CO的超低排放并保证燃烧稳定。

技术领域

本发明涉及一种旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器，属于燃烧器技术领域。

背景技术

随着NOx排放指标要求更加严格，常规低氮燃烧器降低NOx排放已经难以满足要求。为了实现超低NOx排放，在工业锅炉、有机热载体炉、熔盐炉等高温炉膛大负荷燃烧器应用时采用烟气脱硝的方式，但是烟气脱硝投资成本和运行成本均很高。因此需要研制新一代低氮燃气燃烧器。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器，有效降低NOx和CO的排放并提高燃烧稳定性。

本发明的技术解决方案是：

旋转火焰多层分级尾缘双回流低氮燃烧器，包括风箱组件、燃烧器进风口、中心燃料枪、旋流稳焰器、外围燃气进口、燃气集合器、外围燃气枪、点火枪；所述风箱组件为同轴的三层结构，包括风箱内筒、风箱中筒、风箱外筒；所述燃烧器进风口安装在所述风箱组件上，所述燃烧器进风口通过两层进风口隔板分为三部分，其中上层的进风口隔板与风箱中筒连接，下层的进风口隔板与风箱内筒连接，将风箱组件由内而外依次分为一次风区域、二次风区域、三次风区域；所述风箱组件与炉膛连接的一端为顶部，另一端为底部；所述中心燃料枪从风箱组件底部穿入，安装于一次风区域中心；所述旋流稳焰器安装在所述中心燃料枪上；所述燃气集合器位于所述风箱组件底部，所述外围燃气进口与所述燃气集合器相连；多个所述外围燃气枪沿所述风箱内筒内壁均匀分布在以所述中心燃料枪为圆心的圆周上，与所述燃气集合器相连，所述外围燃气枪上安装有外围燃气喷头；所述点火枪从风箱组件底部穿入，安装于所述中心燃料枪与所述外围燃气枪之间。

优选的，所述风箱内筒尾缘安装有内筒扩散锥，所述风箱中筒尾缘安装有中筒扩散锥，所述内筒扩散锥与中筒扩散锥用于卷吸炉膛烟气形成烟气回流；所述二级风区域出口处安装有二级风扰流片，所述三级风区域出口处安装有三级风扰流片。

优选的，所述二级风扰流片和所述三级风扰流片周向分布一致。

优选的，所述二级风扰流片和所述三级风扰流片为V型或平片结构。

优选的，所述燃烧器进风口上安装有分别用于一次风、二次风、三次风调节的进风调节阀。

优选的，所述外围燃气枪的数量为4～30。

优选的，所述外围燃气喷头为三层孔结构，分别为第一层喷孔、第二层喷孔、第三层喷孔。

优选的，所述第一层喷孔的喷射方向与所述外围燃气喷头轴线的夹角α满足50°≤α≤90°；所述第二层喷孔的喷射方向与所述外围燃气喷头轴线的夹角β满足45°≤β≤60°；所述第三层喷孔的喷射方向与所述外围燃气喷头轴线的夹角θ满足60°≤θ≤75°。

优选的，所述第一层喷孔包含多个喷孔，沿所述外围燃气喷头周向均匀分布；所述第二层喷孔与第三层喷孔均为单个喷孔。

优选的，所述第二层喷孔、第三层喷孔的单个喷孔与所述第一层喷孔中的其中一个喷孔在同一垂直面上；所述在同一垂直面上的三个孔的喷射方向均与所述旋流稳焰器形成的火焰外缘相切。

本发明与现有技术相比的优点在于：