阅读说明：本技术 一种具有倾斜角度稳焰孔的低氮天然气燃烧器 (Low-nitrogen natural gas burner with inclined-angle flame stabilizing holes ) 是由 杜东兴 崔鑫铖 于 2021-09-27 设计创作，主要内容包括：本发明设计一种具有倾斜角度稳焰孔的低氮天然气燃烧器,它包括耐火砖1、第一稳焰孔1.1、第二稳焰孔1.2、Y型气枪2、初级喷嘴2.1、次级喷嘴2.2、外壳3、集气管4、进风口5、喉口板6。耐火砖1固定设置在外壳3的顶部,耐火砖1顶面与侧面开有相互贯通的稳焰孔,稳焰孔分为第一稳焰孔1.1和第二稳焰孔1.2。耐火砖内设置有Y型气枪2,Y型气枪2固定设置在外壳3的底部,Y型气枪2的头部设置有初级喷嘴2.1和次级喷嘴2.2,Y形气枪2的底部与集气管4相连,耐火砖1内中心位置设置喉口板6,喉口板6与耐火砖1的外壳3同轴布置。本发明所述的一种具有倾斜角度稳焰孔的低氮天然气燃烧器,其特征在于：在同等燃烧负荷工况下,所述稳焰孔第二稳焰孔的角度为60°时,与稳焰孔角度为0°的常用低氮天然气燃烧器相比,NO-(x)的排放可降低17.4％。(The invention designs a low-nitrogen natural gas burner with inclined-angle flame-stabilizing holes, which comprises a refractory brick 1, a first flame-stabilizing hole 1.1, a second flame-stabilizing hole 1.2, a Y-shaped air gun 2, a primary nozzle 2.1, a secondary nozzle 2.2, a shell 3, a gas collecting pipe 4, an air inlet 5 and a throat plate 6. The firebrick 1 is fixedly arranged at the top of the shell 3, the top surface and the side surface of the firebrick 1 are provided with mutually communicated flame stabilizing holes which are divided into a first flame stabilizing hole 1.1 and a second flame stabilizing hole 1.2. Be provided with Y type air gun 2 in the resistant firebrick, Y type air gun 2 is fixed to be set up in the bottom of shell 3, and the head of Y type air gun 2 is provided with primary nozzle 2.1 and secondary nozzle 2.2, and the bottom of Y type air gun 2 links to each other with discharge duct 4, and the central point puts in resistant firebrick 1 and sets up throat board 6, and throat board 6 arranges with the shell 3 of resistant firebrick 1 is coaxial. The invention relates to a low-nitrogen natural gas with inclined-angle flame stabilizing holesA burner, characterized by: under the working condition of the same combustion load, when the angle of the second flame stabilizing hole of the flame stabilizing hole is 60 degrees, compared with the common low-nitrogen natural gas burner with the angle of the flame stabilizing hole of 0 degree, NO is added x The emission can be reduced by 17.4%.)

一种具有倾斜角度稳焰孔的低氮天然气燃烧器

技术领域

本发明涉及一种燃烧器，尤其涉及一种具有倾斜角度稳焰孔的低氮天然气燃烧器，属于燃烧设备技术领域。

背景技术

天然气在燃烧过程中所产生的氮的氧化物NO_x主要为NO和NO₂，其中NO在大气中极易与空气中的氧发生反应生成NO₂。NO₂则与大气中的碳氧化合物作用，生成光化学烟雾和臭氧；光化学烟雾具有明显的致癌作用，近地层大气中臭氧会对中枢神经造成极大的伤害，由此可见，NO_x的消除也成为了大气污染控制领域的热点问题。

新版《锅炉大气污染物排放标准》(GB 13271-2014)要求2017年4月1日后在用燃气锅炉须由现行标准的氮氧化物排放量≤200mg/m³降低至排放量≤ 80mg/m³。

因此，在已有的技术基础上，研发设计一种结构合理，NO_x排放更低的低氮天然气燃烧器成为目前环保产业的重要课题。

发明内容

本发明设计了一种具有倾斜角度稳焰孔的低氮天然气燃烧器。

本发明的燃烧器结构特征为：

一种具有倾斜角度稳焰孔的低氮天然气燃烧器，其特征在于：所述低氮天然气燃烧器(图1)它包括耐火砖1、第一稳焰孔1.1、第二稳焰孔1.2、Y型气枪 2、初级喷嘴2.1、次级喷嘴2.2、外壳3、集气管4、进风口5、喉口板6。耐火砖1固定设置在外壳3的顶部，耐火砖1顶面与侧面开有相互贯通的稳焰孔，稳焰孔分为第一稳焰孔1.1和第二稳焰孔1.2。耐火砖内设置有Y型气枪2，Y型气枪2固定设置在外壳3的底部，Y型气枪2的头部设置有初级喷嘴2.1和次级喷嘴2.2，Y形气枪2的底部与集气管4相连，耐火砖1内中心位置设置喉口板 6，喉口板6与耐火砖1的外壳3同轴布置。

本发明是一种具有倾斜角度稳焰孔的低氮天然气燃烧器，其稳焰孔每两个孔为一组，由耐火砖1顶面开有第一稳焰孔1.1，耐火砖1外侧面开有第二稳焰孔 1.2，向耐火砖1内内侧面且与第一稳焰孔1.1贯通。第二稳焰孔1.2由耐火砖 1外侧面向内贯通，第二稳焰孔1.2的角度为60°(图2)，设置12组，孔径19mm，通孔为是圆孔。

与现有技术相比，本发明的有益结果依据是：

本发明是一种具有倾斜角度稳焰孔的低氮天然气燃烧器，使用特殊的耐火砖结构实现燃料分级，空气分级以及烟气再循环技术。更具体来说，我们使用具有倾斜角度稳焰孔，控制燃料和空气的混合方式，从而达到燃料分级与空气分级，控制火焰中心温度以及NO_x的排放。

本发明是一种具有倾斜角度稳焰孔的低氮天然气燃烧器，本发明采用具有倾斜角度稳焰孔，是促进燃料分级以及引射导向作用。当稳焰孔的倾斜角度为 60°，稳焰孔与次级喷嘴的喷孔角度相似，促使更多燃料气与耐火砖外侧空气的混合。从而达到燃料分级，对降低火焰中心温度，减少NO_x的生成起到重大作用。

附图说明

图1为本发明一种具有倾斜角度稳焰孔的低氮天然气燃烧器整体结构图

图2为本发明一种具有倾斜角度稳焰孔的低氮天然气燃烧器耐火砖结构图

图中

耐火砖1

第一稳焰孔1.1

第二稳焰孔1.2

Y型气枪2

初级喷嘴2.1

次级喷嘴2.2

外壳3

集气管4

进风口5

喉口板6

具体实施方式

参见图1，本发明是一种具有倾斜角度稳焰孔的低氮天然气燃烧器，它包括耐火砖1、第一稳焰孔1.1、第二稳焰孔1.2、Y型气枪2、初级喷嘴2.1、次级喷嘴2.2、外壳3、集气管4、进风口5、喉口板6。耐火砖1包括第一稳焰孔1.1 和第二稳焰孔1.2，所述耐火砖1的顶面开有垂直向下的第一稳焰孔1.1，第一稳焰孔1.1设置12组，孔径19mm，通孔为是圆孔。所诉耐火砖1的外侧斜面设有第二稳焰孔1.2，第二稳焰孔1.2设置12组，孔径19mm，通孔为是圆孔。

耐火砖1固定设置在外壳3的顶部，耐火砖1内设置有Y形气枪2，Y型气枪2固定设置在外壳3的底部，Y形气枪2的头部设置有初级喷嘴2.1和次级喷嘴2.2，Y形气枪2的底部与集气管4相连，耐火砖1内中心位置设置喉口板 6，进风口5设置在外壳3的外侧或底部。

工作原理：空气通过进风口5进入外壳3，经过喉口板6后速度增加。燃料气则经过集气管4分配至各Y型气枪2，通过初级喷嘴2.1和次级喷嘴2.2喷射至炉膛，与经过喉口板6加速过的空气混合燃烧。

倾斜角度为60°的第二稳焰孔1.2与次级喷嘴2.2的喷孔角度相似，燃烧气经过第二稳焰孔2.2所受到的阻力更小，促使更多燃料气与耐火砖外侧空气的混合，从而达到燃料分级。在燃料气的喷射作用下，经过喉口板6加速的空气通过第二稳焰孔2.2到达耐火砖1外侧，实现空气分级燃烧。由于次级喷嘴2.2 位于炉膛，在燃料气的喷射作用下，在喷嘴附件产生低压区，将炉底低温烟气顺着耐火砖斜面引入燃烧区域，实现烟气回流，促使火焰中心温度下降，减少NO_x生成。

本发明通过FLUENT软件，模拟计算获得在0.71MW负荷下，具有不同倾斜角度稳焰孔的低氮天然气燃烧器NO_x排放数据。如表一所示，与角度为0°稳焰孔的常用燃烧器相比，一种具有倾斜角度稳焰孔的低氮天然气燃烧器火焰中心温度降低约4.8％，NO_x的排放降低约17.4％，性能明显优于常用的低氮天然气燃烧器。

角度	燃烧最高温度(K)	NO<sub>x</sub>排放(mg/m<sup>3</sup>)
			常用燃烧器(0°)	1240	48.175
60	1180	39.77

表一：倾斜角度60°稳焰孔的燃烧器与常用低氮燃烧器火焰中心温度以及NO_x排放量对比。