[发明专利]一种烟风预混管束自冷却低氮燃烧装置及其燃烧方法

说明书

本发明公开了一种烟风预混管束自冷却低氮燃烧装置及其燃烧方法，设有燃气管路、鼓风机、烟风预混管束自冷却低氮燃烧器；鼓风机进风口连有烟风混合器，鼓风机出口连有烟风混气管道，烟风混气管道上连接有烟风混气引射器；低氮燃烧器设有风套，风套内设有主燃气喷管，主燃气喷管周围设有一圈烟风混气冷却管束，烟风混气冷却管束直接深入炉膛内；燃烧器上设有点火枪；在风套上设有烟风混气进口；主燃气喷管后端分别与设有大火阀门的大火燃气管路和设有小火阀门的小火燃气管路连通；点火枪端头设有火焰检测器。该装置适用于燃气锅炉，具有结构简单、设计合理，火焰低温低氮燃烧，装置自动冷却，精准控制等特点，确保了燃气锅炉的氮氧化物排放量极低。

技术领域

本发明涉及燃气锅炉低氮燃烧技术领域，尤其涉及一种烟风预混管束自冷却低氮燃烧装置及其燃烧方法。

背景技术

燃料燃烧过程中产生的氮氧化物主要是NO和少量的NO2，这两者统称为NOx。燃气在燃烧的过程中生成的氮氧化物中NO约占90％，其余为NO2。氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因。

NOx的生成量和排放量与燃烧温度、过量空气系数等条件有关。各种燃烧过程中NOx的生成主要机理有三种，分别是热力型NOx、瞬时反应型NOx和燃料型NOx。根据NOx生成机理，影响NOx生成量的因素主要有火焰温度、燃烧器区段氧浓度、燃烧产物在高温区停留时间和燃料的特性，一般火焰温度越高，NOx的生成越多，反之亦然。而降低氮氧化合物生成量的途径主要是控制火焰温度，防止局部高温。

近年来我国大部分地区受到雾霾不同程度的影响，全国各地都在下大力气治理雾霾。锅北京市于2015年7月1日正式出台新的《锅炉大气污染物排放标准》新建锅炉排放氮氧化物必须低于30毫克/立方米。现有的锅炉燃烧机结构形式和控制方式存在着空气过剩系数大，局部火焰温度高等问题，使得氮氧化物排放超标，因此，设计合理的燃烧器结构，精准控制燃烧温度是燃气锅炉低氮燃烧的关键。

发明内容

针对现有燃气锅炉燃烧机存在的不足，本发明的目的在于：提供一种烟风预混管束自冷却低氮燃烧装置及其燃烧方法，该装置具有结构简单、设计合理，低氮燃烧、精准控制等特点，确保了燃气锅炉的氮氧化物排放量极低。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案实现：

一种烟风预混管束自冷却低氮燃烧装置，其特征在于：设有燃气管路、鼓风机、烟风预混管束自冷却低氮燃烧器；鼓风机进风口连有烟风混合器，鼓风机出口连有烟风混气管道，烟风混气管道上连接有烟风混气引射器；所述低氮燃烧器设有风套，风套内设有主燃气喷管，该主燃气喷管穿过风套后端的法兰盘，固定设置在风套中间，在其前端外周设有位置可调的旋流片，在风套内主燃气喷管周围设有一圈烟风混气冷却管束，该烟风混气管束均匀排列固定设置在主燃气喷管的外周，其后端口在风套内，与进入风套内的烟风混气相通，其前端伸入锅炉炉膛内；在风套上设有烟风混气进口，该烟风混气进口设置在风套的下方；所述主燃气喷管后端伸出风套法兰盘外面，分别与大火燃气管路和小火燃气管路连通，大火燃气管路和小火燃气管路上分别设有阀门和阀门；烟风预混管束自冷却低氮燃烧器上还设有点火枪，点火枪设置在烟风混气管束的外边；所述点火枪的后端也伸出风套法兰盘外面，点火枪上设有三个接口，分别连接火花塞接口，点火燃气管路和由风套上的烟风混气进口引出的点火助燃风管道，点火燃气管路和点火助燃风管道上分别设有阀门和阀门，点火枪端头设有火焰检测器。

本发明进一步完善和实施的补充方案是：

所述鼓风机进风口连接烟风混合器，该烟风混合器设有空气进口和烟气进口，空气进口与大气相通，烟气进口连接锅炉的烟道引出的烟气回流管道，烟风混合器出口连接烟风混气管道；在所述烟气回流管道上设有调节烟气流量的烟气调节阀；在所述烟气回流管道和烟风混气管道的最低点均设有排水阀；在烟风混气管道上设有引出烟风混气回流到烟道，以调节烟风混气压力的混气引射器，该混气引射器上设有引气阀门；所述鼓风机设有风机控制柜。