[实用新型]超低氮多级可调强弱旋流对冲气体燃烧器

说明书

技术领域

本实用新型属于低氮清洁燃烧技术领域，具体涉及一种超低氮多级可调强弱旋流对冲气体燃烧器。

背景技术

随着最新的《大气污染物排放标准》（GB13223-2011）的实施，到2015年我国所有的电站锅炉和工业锅炉的NO_x排放质量浓度控制标准降为100mg/Nm³，目前国内传统的燃气燃烧器几乎不能满足排放要求。通过改进燃烧器结构及制造工艺，使得燃料在燃烧的过程中产生的氮氧化物降低到100mg/Nm³以下，在不需要增加SCR或SNCR烟气脱硝设备就可以直接达到最新的环保标准，从而大大降低环保改造成本。这种燃烧器称作超低NO_x燃气燃烧器。

与燃煤燃烧主要以燃料型NO_x不同的是，燃气燃烧产生的氮氧化物主要为热力型NO_x，因此燃气低氮燃烧技术与燃煤有很大不同。热力型NO_x的关键控制参数是炉膛温度，故合理优化燃料与助燃空气的混合过程，使得炉膛温度更加均匀，避免局部高温的出现是燃气低氮燃烧的关键技术。

目前燃气燃烧器一般采用分级分段燃烧、浓淡燃烧、烟气再循环等低氮燃烧技术。这些技术虽然可以在一定程度上降低氮氧化物的生成，但由于这些技术都是从燃煤低氮燃烧技术借鉴过来的技术，没有完全找到燃气低氮燃烧技术的核心，燃气和助燃空气没有达到充分的混合，炉膛内依然会有大量的局部高温区产生，其温度高于产生热力型氮氧化物的温度，因此氮氧化物无法降低到100mg/Nm³以下，无法满足最新的环保标准，不能称作超低NO_x燃气燃烧技术。

由于能源供给相对紧张，同时燃料价格波动很大，许多电厂和石化厂的锅炉燃料变动很大，燃料成分及热值极不稳定，同时，由于电厂调峰或石化厂蒸汽需求的变动很大，这就要求燃烧器有极强的燃料适应性和负荷适应性。目前现有的燃气燃烧器在燃烧其设计燃料的情况下，燃烧效率和污染物排放都很不错，但如果燃料有一定的偏差，其燃烧效率和污染物排放性能都急剧恶化。因此，一个好的超低氮燃烧器除了可以在燃烧设计燃料时达到非常好的燃烧效率和污染物排放标准，同时还应具有极高的调节性以适应燃料和负荷的变动。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种超低氮多级可调强弱旋流对冲气体燃烧器，通过特殊的燃气与助燃空气喷口组合设计，使得氮氧化物排放低于100mg/Nm³，同时通过多级可调技术使得燃气燃烧器具有足够高的调节性以适应在不同的燃料供给和不同的负荷状态下都能够达到足够高的燃烧效率和污染物排放标准。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：包括燃烧器箱壳，以及设置在燃烧器箱壳后端的燃气环形集箱；燃烧器箱壳内由外及内分别设置用于向炉膛通入助燃空气的外风筒、内风筒以及中心风筒；中心风筒的外侧套设有中心稳燃燃气喷枪，二者以套管组合的形式安装在燃烧器箱壳的中心；外风筒与燃烧器箱壳之间的环形空间内均匀且间隔分布有若干内强旋对冲燃气喷枪和外弱旋对冲燃气喷枪。

所述的中心风筒、内风筒、外风筒以及燃烧器箱壳均为同心圆筒体并与锅炉相连接。

所述的内风筒和外风筒的助燃空气入口处分别设置有开度能够调节的内风门和外风门。

所述的内风筒和外风筒之间设置有使流过内风筒与外风筒之间的助燃空气产生旋流效果的旋流叶片，流过旋流叶片的助燃空气形成旋流风的旋流风假想圆；燃气环形集箱的后端安装有旋流叶片调节装置，旋流叶片调节装置与旋流叶片之间设置有用于调节旋流叶片的角度的连杆。

所述的内强旋对冲燃气喷枪的头部安装有内强旋燃气枪头，内强旋燃气枪头与水平方向成30°～60°切角，且内强旋燃气枪头上开有若干个内强旋燃气喷口，燃气喷射方向为内强旋燃气枪头端面的法向方向；若干只内强旋对冲燃气喷枪沿圆周方向布置，其喷射出来的燃气形成一个内强旋假想切圆，喷射出来的燃气与内强旋假想切圆相切，并与内层的强旋流风形成强对冲配合。

所述的外弱旋对冲燃气喷枪的头部安装有外弱旋燃气枪头，外弱旋燃气枪头与水平方向成5°～15°切角，且外弱旋燃气枪头上开有若干个外弱旋燃气喷口，燃气喷射方向为外弱旋燃气枪头端面的法向方向；若干只外弱旋对冲燃气喷枪沿圆周方向布置，其喷射出来的燃气形成一个外弱旋假想切圆，喷射出来的燃气与外弱旋假想切圆相切，并与外层的弱旋流风形成弱对冲配合。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：