[发明专利]一种超低氮燃气燃烧器

说明书

本发明涉及一种超低氮燃气燃烧器，包括一级燃气集箱、二级燃气集环、炉体、点火器和两端开口的风道，风道的出口穿过炉体的炉墙进入炉膛；风道至少包括从内向外依次套设的中心风道、一次风道和二次风道，一级燃气集箱和二级燃气集环均连接燃气母管；其中，一级燃气集箱连接中心喷枪和若干个一级燃气喷枪，一级燃气喷枪均匀分布在中心喷枪的四周，中心喷枪和一级燃气喷枪均伸入中心风道中；二级燃气集环上均匀连接若干个二级燃气喷枪，二级燃气喷枪均伸入二次风道中；点火器设置在中心喷枪中且点火端伸出至中心喷枪的出口端外。本发明采用双集箱和管群式供应方式，实现燃料的周向分级，改善了空气/燃气混合情况，燃烧均衡，降低NOx生成。

技术领域

本发明属于燃烧器领域，具体涉及一种超低氮燃气燃烧器。

背景技术

随着经济的高速发展，能源的消耗迅速增长，燃料燃烧造成的污染日趋严重。城市能源开始走向天然气时代，特别是“西气东输”工程的实施，标志着中国城市燃气的天然气时代已经来临。经过对油、煤、和天然气在燃烧过程中排放物的比较，发现天然气比其它燃料的气体排放量都少很多，唯有NOx的排放量在一个数量级上。随着天然气工业的迅速发展，天然气燃烧后产生的氮氧化物的污染不容忽视。因此，开发超低氮燃气燃烧器对中国的环境保护事业意义重大。

常用的低氮燃烧技术包括分级燃烧、预混燃烧、烟气再循环、多孔介质燃烧、无焰燃烧等，其中全预混燃烧、多孔介质燃烧、无焰燃烧不适用于大功率燃烧器，分级燃烧、部分预混燃烧、烟气再循环等技术则成为大功率燃烧器努力的方向。

由于燃烧温度在当量比为1的情况下达到最高，分级燃烧技术是实现贫燃或者富燃燃烧，其燃烧温度比当量比为1的燃烧温度要低，因此能合理分配炉内的温度场分布，避免出现局部高温，达到降低NOx生成的效果，但如何实现良好的空气/燃气分级是一个难点。

烟气再循环通过将烟气的燃烧产物及中间体加入到燃烧区域内，从而降低了燃烧温度，同时加入的烟气降低了氧气的分压，可以减弱热力型NOx的生成。研究表明，外部烟气再循环能够减少70％的NOx生成。烟气再循环的问题在于外部烟气再循环占地空间大、投资较高，而内部烟气再循环降低氮氧化物排放的效果较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种超低氮燃气燃烧器，能够实现均衡燃烧，降低NOx生成。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

包括一级燃气集箱、二级燃气集环、炉体、点火器和两端开口的风道，风道的出口穿过炉体的炉墙进入炉膛；风道至少包括从内向外依次套设的中心风道、一次风道和二次风道，一级燃气集箱和二级燃气集环均连接燃气母管；

其中，一级燃气集箱连接中心喷枪和若干个一级燃气喷枪，一级燃气喷枪均匀分布在中心喷枪的四周，中心喷枪和一级燃气喷枪均伸入中心风道中；二级燃气集环上均匀连接若干个二级燃气喷枪，二级燃气喷枪均伸入二次风道中；点火器设置在中心喷枪中且点火端伸出至中心喷枪的出口端外。

进一步地，中心风道、一次风道和二次风道均包括相连通的水平段风道和蜗壳段风道，其中，水平段风道的轴线垂直于和蜗壳段风道所在平面；一级燃气集箱、二级燃气集环、中心喷枪和水平段风道均同心设置。

进一步地，中心喷枪的出口端伸出至中心风道外，且中心喷枪的出口端外侧布置稳焰盘。

进一步地，一级燃气喷枪的出口端位于中心风道内，一级燃气喷枪的出口端和中心风道的出口端之间形成部分预混段。

进一步地，一级燃气喷枪的出口设置有V型喷嘴，V型喷嘴的侧壁上对称开设有两个喷孔，其中一个喷孔朝向中心喷枪，另一个喷孔朝向中心风道的侧壁。

进一步地，二级燃气喷枪的出口设置有能够拆卸的梯型喷嘴，梯型喷嘴包括轴向喷口、朝向点火器的内部喷口和朝向炉墙的外部喷口。