[发明专利]全预混式金属纤维燃烧器及采用该燃烧器的锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及燃烧设备技术领域，尤其涉及一种全预混式金属纤维燃烧器及采用该燃烧器的锅炉。

背景技术

随着生活水平以及对环境保护意识的提高，人们越来越重视燃烧器在燃烧过程中产生的有害气体的排放，尤其是燃气热水器或燃气锅炉中氮氧化物的排放。目前，控制锅炉氮排放是国家治理雾霾的重点任务之一。北京已颁发修订后的新《锅炉大气污染物排放标准》，其中规定，从2015年7月1日起，新建锅炉排放限制由现行的150毫克/立方米收严到80毫克/立方米；2017年4月1日起新建锅炉氮氧化物进一步收严到30毫克/立方米。寻求控制锅炉氮排放的技术路径成为目前市场上都普遍关注的焦点。

目前国内市场上，控制氮排放采取的主要技术有两种：一是通过加装烟气循环装置可以将氮排放控制在50-80毫克/立方米，但是此技术仍不能达到30毫克/立方米的最严标准，再有其成本造价太高，不适合推广应用。二是通过对排烟进行化学处理，来降低氮排放，这种方法装置复杂，处理效果也不理想，并且后处理成本也非常高。因而，以上两种方式并没有得到广泛推广，有效的控制氮化物排放的方法应当是从燃烧器燃烧产生氮氧化物的源头部分就进行技术控制，即选择合适的燃烧器来控制氮氧化物的排放，使其控制在30毫克/立方米之内。

金属纤维燃烧器是一种全预混蓝焰式燃烧器，以特种金属纤维作为燃烧表面，燃烧强度可以达到10000kw/m³，是近几年逐渐被推广的新型燃烧技术。金属纤维燃烧器属于预混气体表面燃烧，预先混合均匀的燃气空气混合物流向燃烧器头部，在透气性均匀的金属纤维织物表面层进行燃烧，使得燃烧稳定并分布均匀，可避免局部高温的存在，减少氮氧化物的产生。现有技术中的部分金属纤维燃烧器中混风单元有多种形式，但其仍存在由于燃气与空气混合不均匀、不能有效调节空气和燃气比例所造成的燃烧不充分的现象。同时，未考虑空气进气过程中的颗粒物等杂质的影响，使得燃烧过程中由于空气中杂质的存在而堵塞金属纤维燃烧头，从而影响燃烧头的使用寿命，并影响燃烧及排放质量。

因此，如何精密地调节和控制，来保证燃气和空气的充分混合，并提高助燃空气的质量，使燃烧更充分，从而有效降低氮氧化物的排放，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种全预混式金属纤维燃烧器及采用该燃烧器的锅炉，该燃烧器使得空气和燃气充分混合，燃烧充分，氮氧化物排放低，高效节能，并且极大的缩小锅炉炉胆尺寸，使炉胆内部受热均匀。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种全预混式金属纤维燃烧器，包括风机、混风单元和燃烧头；

所述风机与所述混风单元连接，用于提供燃烧所需空气；

所述混风单元与所述燃烧头连接，用于混合并向所述燃烧头输送所需的空气和燃气混合气体；

所述混风单元包括混风管和混风盘，所述混风管的侧壁上沿周向设置有多组通孔，沿气体流动方向依次设置有第一混风盘和第二混风盘，所述混风管设置于所述第一混风盘和第二混风盘之间，并且所述第一混风盘与所述混风管相抵接。

进一步地，所述混风管为圆筒形或者为两端直径小于中间直径的鼓形，所述多组通孔均匀的分布在所述混风管侧壁的周向上。

进一步地，还包括壳体，所述混风单元设置于所述壳体内部，所述混风盘通过固定连接件与所述壳体内侧壁相连接，所述混风盘的内径与所述混风管的内径相适配；

所述混风盘包括多个沿所述混风盘周向分布的分流片，所述分流片均倾斜设置。

进一步地，所述燃烧头包括火焰区和盲区，所述盲区的一端与所述混风单元相连接，所述火焰区的外表面设有金属纤维毡，并且所述火焰区的前端为向内部凹陷结构。

进一步地，所述火焰区的前端横截面为梯形、三角形或弧形。

进一步地，所述火焰区从前至后依次包括第一火焰区、中间区和第二火焰区，并且所述第一火焰区和第二火焰区的外表面设有金属纤维毡。

进一步地，还包括控制单元、检测单元、点火单元和进气过滤单元，其中，所述控制单元与所述混风单元相连，包括空燃比控制调节器和燃料调节阀，用于控制调节燃烧所需空气和燃气的比率；

所述检测单元与所述燃烧头相连，采用紫外传感器或红外传感器，用于检测火焰信息；

所述点火单元包括点火电极棒和预点火装置，所述点火电极棒设置于所述燃烧头的盲区，所述预点火装置安装在所述燃烧头的火焰区内部，包括预点火管和文丘里管，并且所述文丘里管与所述预点火管垂直设置；