[实用新型]燃烧器和燃烧系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及高温燃烧技术领域，特别涉及一种燃烧器。此外，本实用新型还涉及一种包括所述燃烧器的燃烧系统。

背景技术

工业炉窑通常采用燃烧器进行生产，采用燃烧器能够获取高温火焰。生产时，燃烧器将燃料和助燃空气混合后燃烧，从而获取高温烟气。但是现有技术中采用的燃烧器在燃烧过程中会产生大量的NOx，作为示例，为了使得燃烧炉的炉膛温度达到1200℃，在空气预混系数a=1的情况下高温燃烧时NOx排放量达到5000ppm。因此，急需一种低NOx排放量的燃烧器。

实用新型内容

针对上述的问题，本实用新型提出了一种燃烧器，使用这种燃烧器进行生产可以有效地减少NOx排放量，利于环保。此外，本实用新型还提出了一种包括上述燃烧器的燃烧系统。

根据本实用新型的第一方面，提出了一种燃烧器，其包括：一次燃烧段，其构造为中空的管段，并且包括流体连通的混合区和一次燃烧区，混合区靠近一次燃烧段的外侧；二次燃烧段，其构造为中空的管段并且连接于一次燃烧段的内端部，其包括二次燃烧区，二次燃烧区与一次燃烧区流体连通；其中，混合区的外侧设置有燃料入口和一次助燃空气入口，二次燃烧区的外侧设置有二次助燃空气入口。

采用本实用新型的燃烧器进行生产时，由于一次助燃空气与二次助燃空气的供给量分别小于给定燃料能够完全燃烧所需的助燃空气总量，因此，燃料分别在一次燃烧区和二次燃烧区内不充分燃烧，特别是在一次燃烧区中，参与燃烧的氧气浓度低，同时火焰内还存在NO的还原反应，从而在一定程度上降低了NOx的生成。

在一个实施例中，二次燃烧段的侧壁上设置有流体连通二次燃烧段的内侧与二次燃烧区的炉膛烟气通道。采用这样的结构，在二次燃烧区中燃烧时能够通过炉膛烟气通道卷吸燃烧炉的炉膛烟气进入到二次燃烧区，因此炉膛内烟气的混入使得二次燃烧时的氧气浓度降低，从而抑制了二次燃烧的火焰温度，因此有效地降低了NOx的生成。

在一个优选实施例中，炉膛烟气通道延伸至二次燃烧段的外端部。由此使得从一次燃烧区进入到二次燃烧区的混合气体同时被二次助燃空气和炉膛烟气混合，从而有效地降低燃烧火焰周围的氧气浓度。进一步地，炉膛烟气通道与二次燃烧区的连通处朝向二次燃烧区呈扩口状。由此加快炉膛烟气在二次燃烧区内的扩散，利于二次燃烧区内氧气浓度的降低。

在一个实施例中，一次燃烧段的侧壁上沿轴线方向设置有与二次助燃空气入口连通的二次助燃空气通道。由此可以在一次燃烧段的外侧同时供给一次助燃空气和二次助燃空气，提高助燃空气供给的便利性。

在一个实施例中，混合区的孔径不大于一次燃烧区的孔径，并且混合区构造为自内向外呈扩口状。采用这样的结构的目的是，保证燃料与一次助燃空气在混合区能够充分混合，另外当在一次燃烧区燃烧时可以保证一次燃烧段不会承受过大的压力。

在一个实施例中，一次燃烧区的孔径小于二次燃烧区的孔径。由于二次燃烧区内导入二次助燃空气，甚至炉膛烟气也会进入到其中，一次燃烧区的孔径小于二次燃烧区的孔径可以保证二次燃烧段不会承受过大的压力，确保燃烧器产品的可靠性。

在一个实施例中，燃料入口为燃气喷嘴，一次助燃空气入口设置于燃气喷嘴的周围。由此便于燃料的供应，并且可以使得一次助燃空气能够与燃料充分混合。

在一个实施例中，燃气喷嘴为氮化硅结合碳化硅材料，和/或者烧嘴砖是高温浇注材料。提高了燃烧器的耐高温能力。

根据本实用新型的第二方面，还提供了一种燃烧系统，该燃烧系统包括燃烧炉和根据上文所述的燃烧器，燃烧炉的炉膛设置于二次燃烧段的内侧。当采用这样的燃烧系统生产时，二次燃烧区内产生的燃烧火焰喷向炉膛内。

需要说明的是，本实用新型所使用的方位术语“内”是指当燃烧器安装至燃烧炉上时靠近燃烧炉的炉膛为“内”，而远离燃烧炉的炉膛的方向为“外”。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于，在二次燃烧区中燃烧时能够通过炉膛烟气通道卷吸燃烧炉的炉膛烟气进入到二次燃烧区，由此降低了二次燃烧区中氧气的浓度。炉膛烟气通道延伸至二次燃烧段的外端部。由此使得从一次燃烧区进入到二次燃烧区的混合气体同时被二次助燃空气和炉膛烟气混合，从而有效地降低燃烧火焰周围的氧气浓度。进一步地，炉膛烟气通道与二次燃烧区的连通处朝向二次燃烧区呈扩口状。由此加快炉膛烟气在二次燃烧区的扩散，利于二次燃烧区内氧气浓度的降低。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：