阅读说明：本技术 一种低氮燃烧装置及燃烧锅炉 (Low-nitrogen combustion device and combustion boiler ) 是由 徐志斌 张鑫 *** 王秀学 王博 于 2019-09-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种低氮燃烧装置及燃烧锅炉,属于低氮燃烧构件技术领域,包括总风筒,一端设置有出风口,其内设置有中心燃气管,中心燃气管与总风筒共轴,中心燃气管上设置有稳焰机构；中心风筒,套设于中心燃气管上,且位于出风口外,稳焰机构位于中心风筒的内腔内,中心燃气管设置有燃气出口的一端伸出中心风筒；燃气喷枪,设置有多个,多个燃气喷枪环绕中心风筒设置,且在总风筒的轴线方向上,燃气喷枪的燃气喷头与总风筒设置有出风口的一端的端面之间的距离大于稳焰机构背离燃气出口一侧与端面之间的距离。使燃气的燃烧起始于出风口外,总风筒的内腔内无火焰产生,燃气燃烧的热量能及时散发到炉膛内,降低火焰峰值温度,减少热力型NOx的产生。(the invention discloses a low-nitrogen combustion device and a combustion boiler, belonging to the technical field of low-nitrogen combustion components, and comprising a main air duct, wherein one end of the main air duct is provided with an air outlet, a central gas pipe is arranged in the main air duct, the central gas pipe is coaxial with the main air duct, and the central gas pipe is provided with a flame stabilizing mechanism; the central air duct is sleeved on the central gas pipe and positioned outside the air outlet, the flame stabilizing mechanism is positioned in the inner cavity of the central air duct, and one end of the central gas pipe, which is provided with a gas outlet, extends out of the central air duct; gas spray gun is provided with a plurality ofly, and a plurality of gas spray guns encircle central dryer setting, and on the axis direction of total dryer, the distance between gas spray gun's gas shower nozzle and the terminal surface of the one end that total dryer is provided with the air outlet is greater than the distance between flame stabilizing mechanism deviates from gas export one side and the terminal surface. The combustion of the fuel gas starts outside the air outlet, no flame is generated in the inner cavity of the main air duct, the heat generated by the combustion of the fuel gas can be timely dissipated into the hearth, the peak temperature of the flame is reduced, and the generation of thermal NOx is reduced.)

一种低氮燃烧装置及燃烧锅炉

技术领域

本发明涉及低氮燃烧构件技术领域，尤其涉及一种低氮燃烧装置及燃烧锅炉。

背景技术

随着社会科技的进步和人们环保意识的增强，对于工业燃气锅炉排放的废气会引发环境污染的问题日趋受到重视。近几年来，业界对于在高热值工业燃气锅炉燃烧系统中引入烟气再循环技术后，既可以降低燃烧区域高温峰值，又可以降低燃烧区气体的氧含量，进而有效降低热力型和燃料型NOx生成量的积极技术效果形成了共识，而且普遍采用了低氮燃烧器与烟气外循环技术相结合，基本上能使燃气锅炉NOx的排放降低至30mg/Nm³的环保标准排放要求。其中，烟气外循环技术是通过从锅炉尾部烟道低温段上抽取部分烟气返回送到燃烧器喉口附近与助燃空气混合实现的，由于返回烟气的温度和含氧量均相对较低，故与助燃空气混合后可有效降低燃烧助燃气体中的含氧量和燃烧温度，从而抑制NOx的生成量。

低氮燃烧器稳定燃烧的性能和NOx的排放浓度，取决于燃烧器的结构。目前市场上的低氮燃烧器的稳焰装置和燃***多设置在燃烧器的喉口内，燃气燃烧释放的热量大量集中在喉口，热量无法及时释放出去，也无法通过辐射放热方式将热量向炉膛内释放，故会导致形成易产生NOx的局部高温点，使得NOx的生成量增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低氮燃烧装置及燃烧锅炉，以解决现有技术中的低氮燃烧装置存在的热量集中在喉口腔内无法及时释放，导致形成易产生NOx的局部高温点，使得NOx生成量增加的问题。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种低氮燃烧装置，包括：

总风筒，一端设置有出风口，其内设置有中心燃气管，所述中心燃气管与所述总风筒共轴，所述中心燃气管上设置有稳焰机构；

中心风筒，套设于所述中心燃气管上，且位于所述出风口外，所述稳焰机构位于所述中心风筒的内腔内，所述中心燃气管设置有燃气出口的一端伸出所述中心风筒；

燃气喷枪，设置有多个，多个所述燃气喷枪环绕所述中心风筒设置，且在所述总风筒的轴线方向上，所述燃气喷枪的燃气喷头与所述总风筒设置有所述出风口的一端的端面之间的距离大于所述稳焰机构背离所述燃气出口一侧与所述端面之间的距离。

进一步地，多个所述燃气喷枪设置于所述总风筒内；或

多个所述燃气喷枪设置于所述总风筒外。

进一步地，沿所述中心风筒的径向，所述燃气喷枪设置有多层，每层均包括多个环绕所述中心风筒设置的多个所述燃气喷枪。

进一步地，每层的多个所述燃气喷枪位于同一圆周面上，且多个所述燃气喷枪均布于所述圆周面。

进一步地，所述中心风筒为锥台形筒，所述锥台形筒的延伸方向与所述中心燃气管的轴线方向之间呈预设夹角α，0°＜α＜90°。

进一步地，沿燃气气流的流动方向，所述锥台形筒体的内径逐渐增大。

进一步地，所述总风筒设置有出风口的一端设置有向所述总风筒内弯折的弯折边。

为实现上述目的，本发明还提供了一种燃烧锅炉，包括上述所述的低氮燃烧装置。

进一步地，所述总风筒通过浇筑层固设于所述燃烧锅炉的炉墙。

本发明的有益效果为：

本发明提出的低氮燃烧装置，通过将中心燃气管的燃气口、中心风筒、稳焰机构以及燃气喷枪的燃气喷头均设置于总风筒的出风口外，稳焰机构设置于中心风筒内，燃气的燃烧起始于总风筒出风口外，总风筒的内腔内无火焰产生，燃气燃烧的热量能够及时散发到炉膛内，降低了火焰的峰值温度，减少了热力型NOx的生产。此外，大大减少了助燃空气流至总风筒的出风口和中心风筒靠近总风筒一侧的外壁之间区域处的通流面积，提高了助燃空气的流速，因此助燃空气在高速流动至该区域内时，形成负压从而产生足够大的吸力，使得炉膛内的高温烟气回流到总风筒出风口处，助燃空气和高温烟气在总风筒和中心风筒外壁之间的区域内进行混合，形成低氧量的混合气，低氧量的混合气流经中心风筒的内腔流出，经中心火焰引燃，随后和从燃气喷头中喷出的燃气进行低氧量燃烧和浓淡燃烧，低氧量的混合气减少了燃烧过程中燃料型含氮化合物和氧气的结合几率，也降低了燃烧温度，进而降低NOx的生成。

本发明提出的燃烧锅炉，具有上述低氮燃烧装置，能够减少NOx的生成，降低NOx的排放量。

附图说明

图1是本发明提供的低氮燃烧装置的结构示意图；

图2是图1沿A向的侧视图；

图3是本发明提供的低氮燃烧装置的工作状态示意图。

图中：

1、总风筒；11、弯折边；2、中心燃气管；3、稳焰机构；4、中心风筒；5、燃气喷枪；51、燃气喷头；6、浇筑层；

10、助燃空气通道；20、中心燃气通道。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1至图3所示，本实施例提供了一种低氮燃烧装置，该低氮燃烧装置包括用于输送助燃空气的总风筒1、用于输送燃气的燃气喷枪5、中心燃气管2和套设于中心燃气管2上的中心风筒4。

具体地，总风筒1的内腔形成助燃空气通道10，总风筒1一端设置有出风口，中心燃气管2设置于总风筒1内，且中心燃气管2设置有燃气出口的一端伸出总风筒1的出风口，可以理解的是，将总风筒1设置出风口的一端，也就是伸入到锅炉内的一端定义为第一端，则中心燃气管2设置有燃气出口的一端相比总风筒1的第一端更加靠近锅炉的炉膛中心。在本实施例中，为了提高燃烧的稳定性，中心燃气管2和总风筒1共轴。

上述中心风筒3位于总风筒1的出风口外，中心燃气管2上还设置有稳焰机构3，稳焰机构3位于中心风筒4的内腔内，中心燃气管2设置有燃气出口的一端伸出中心风筒4。上述燃气喷枪5设置有多个，多个燃气喷枪5环绕中心风筒4设置，且在总风筒1的轴线方向，燃气喷枪5的燃气喷头51与总风筒1第一端的端面的之间的距离大于稳焰机构3背离燃气出口的一侧与总风筒1第一端的端面的之间距离的距离。具体地，在本实施例中，多个燃气喷枪5均位于总风筒1内，当然在其他实施例中，多个燃气喷枪5还可设置于总风筒1外。

可以理解的，如图1所示，沿总风筒1的轴线且靠近锅炉的炉膛中心的方向，总风管1的出风口、中心风筒4靠近总风筒1的一端、稳焰机构3、中心风筒4远离总风筒1的一端以及中心燃气管2的燃气出口依次布置，而燃气喷枪5的燃气喷头51位于燃气出口和稳焰机构3背离燃气出口的一侧之间，或者燃气喷头51比燃气出口更加靠近炉膛中心，具体地，在本实施例中，燃气喷枪5的燃气喷头51位于燃气出口和稳焰机构3背离燃气出口的一侧之间。中心燃气管2的中心燃气通道20内输送的燃气经燃气出口喷出后由点火枪引燃，形成中心火焰，稳焰机构3位于中心火焰的上游，可以保护中心火焰不受上游大量的助燃空气气流的影响，稳定中心火焰，使得该低氮燃烧器具有较好的稳燃能力。

如图3所示，通过设置中心风筒4，中心风筒4位于总风筒1的出风口外，稳焰机构3设置于中心风筒4内，大大减少了助燃空气流至总风筒1的第一端和中心风筒4的外壁之间区域处的通流面积，提高了助燃空气的流速。燃气喷枪5的燃气喷头51位于中心风筒4的外侧，且位于稳焰机构3背离燃气出口一侧的下游，总风筒1和中心风筒4位于稳焰机构3背离燃气出口一侧左侧的外壁之间的区域内没有燃气喷出，因此助燃空气在高速流动至总风筒1和中心风筒4的外壁之间的区域内时，形成负压从而产生足够大的吸力，使得炉膛内的高温烟气回流到总风筒1的出风口处，助燃空气和高温烟气在总风筒1和中心风筒4外壁之间的区域内进行混合，形成低氧量的混合气，低氧量的混合气流经中心风筒4的内腔流出，经中心火焰引燃，随后和从燃气喷头51中喷出的燃气进行低氧量燃烧和浓淡燃烧，低氧量的混合气减少了燃烧过程中燃料型含氮化合物和氧气的结合几率，也降低了燃烧温度，进而降低NOx的生成。

此外，燃气的燃烧起始于总风筒1出风口外部，总风筒1的内腔内无火焰产生，燃气燃烧的热量能够及时散发到炉膛内，降低了火焰的峰值温度，减少了热力型NOx的生产，进一步降低NOx的生成。

进一步地，在本实施例中，中心风筒4为锥台形筒体，沿燃气气流的流动方向，锥台形筒体的内径逐渐增大，也就是说锥台形筒体的大径端相比于锥台形筒体的小径端更加靠近锅炉的炉膛中心。在本实施例中，锥台形筒体的延伸方向与中心燃气管2的轴线方向之间呈预设夹角α，α大于0°小于90°。当然在其他实施例中，中心风筒4还可以为圆柱形筒。

进一步地，沿中心燃气管2的径向，燃气喷枪5设置有多层，每层均包括多个环绕中心风筒4设置的多个燃气喷枪5，每层的多个燃气喷枪5均位于同一圆周面上，且多个燃气喷枪5均布于该圆周面上。具体地，如图2所示，在本实施例中，燃气喷枪5仅设置有一层，包括十个燃气喷枪5，相邻两个燃气喷枪5的夹角相同均为36°。

进一步地，稳焰机构3为旋流盘、稳焰板等结构，当然本实施例对稳焰机构3的结构不限于此，稳焰机构3还可以包括圆盘状本体，圆盘状本体上开设有多个通气孔，圆盘状本体的外周面设置有环形翻边，在圆盘状本体的轴线方向上，环形翻边与圆盘状本体之间的夹角大于0°小于等于90°。

进一步地，总风筒1的出风口还设置有向总风筒1内弯折的弯折边11，通过设置弯折边11，能够减小出风口的出风横截面的面积，能够加快助燃空气的流动速度，从而进一步增加助燃空气流至总风筒1的第一端和中心风筒4的外壁之间的流动速度，增强炉膛内的高温烟气和助燃空气的混合程度，有利于降低NOx的生成。

综上，本实施例提供的低氮燃烧装置，通过将中心燃气管2的燃气口、中心风筒4、稳焰机构3以及燃气喷枪5的燃气喷头51均设置于总风筒1的出风口外，稳焰机构3设置于中心风筒4内，大大减少了助燃空气流至总风筒1的第一端和中心风筒4靠近总风筒1一侧的外壁之间区域处的通流面积，提高了助燃空气的流速，因此助燃空气在高速流动至该区域内时，形成负压从而产生足够大的吸力，使得炉膛内的高温烟气回流到总风筒1出风口处，助燃空气和高温烟气在总风筒1和中心风筒4外壁之间的区域内进行混合，形成低氧量的混合气，低氧量的混合气流经中心风筒4的内腔流出，经中心火焰引燃，随后和从燃气喷头51中喷出的燃气进行低氧量燃烧和浓淡燃烧，低氧量的混合气减少了燃烧过程中燃料型含氮化合物和氧气的结合几率，也降低了燃烧温度，进而降低NOx的生成。

此外，燃气的燃烧起始于总风筒1出风口外部，总风筒1的内腔内无火焰产生，燃气燃烧的热量能够及时散发到炉膛内，降低了火焰的峰值温度，减少了热力型NOx的生产，进一步降低NOx的生成。

本实施例还提供了一种燃烧锅炉，具有上述低氮燃烧装置，低氮燃烧装置的总风筒1通过浇筑层6固设于燃烧锅炉的炉墙。当低氮燃烧装置的燃气喷枪5位于总风筒1的外部时，燃气喷枪5和总风筒1均通过浇筑层6固设于燃烧锅炉的炉墙。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。