[发明专利]一种实现低氮排放的燃烧器及使用方法

说明书

本发明提供了一种实现低氮排放的燃烧器及使用方法，该燃烧器包括壳体，长明灯组件，燃气组件，内燃预混通道，循环烟气通道，外燃预混通道，其中，内燃预混通道、循环烟气通道和外燃预混通道的进气口分别位于壳体的风箱的进气口内，在各进气口处安装有气体流量调节门。本发明采用多通道空气分级结合，利用循环烟气预混、单独烟气通道的双路混合技术，有机融合现有技术的优点，避免其缺点，在小型锅炉下使其氮氧化物排放浓度接近全预混表面燃烧在～20mg/m³以内的超低水平。在大型动力锅炉多台燃烧器布置时，氮氧化物排放浓度能稳定控制在50mg/m³以下，从而满足目前的超低排放标准。

技术领域

本发明锅炉领域，特别是涉及一种能够将大型锅炉的氮氧化物排放量降低至50mg/m³燃烧器，以及使用该燃烧器实现低氮排放的方法。

背景技术

燃气燃烧氮氧化物排放浓度主要来源是热力型，即在高温下空气中的N₂与O₂直接反应生成，通常1500℃以上该反应开始剧烈，低于该温度时，生成量较少；天然气主要组分是甲烷(CH₄)，其着火温度范围645～850℃，1000℃左右的高温环境能保证甲烷(CH₄)的高效燃尽，而该温度下生成氮氧化物量很少。

现有的全预混表面燃烧方式的燃烧器，就是利用这一原理，控制氮氧化物排放浓度在20mg/m³以内的超低水平。而采用空气分级、燃气分级的低氮燃烧器，则难以达到全预混那样的混合程度，在燃烧过程中，总存在高温富氧的局部空间，最好的水平也仅能控制氮氧化物排放浓度在80mg/m³以内的水平，这种水平，还是利用部分燃气燃烧产生烟气加以利用的效果，否则会更高。

烟气再循环低氮燃烧技术的本质是降低燃烧空气中的氧浓度、燃烧强度减弱、温度水平降低，因而可以降低燃气燃烧时热力型为主要来源的氮氧化物排放浓度。

目前在小功率燃气锅炉上(10蒸吨以下)，采用全预混表面燃烧的燃气燃烧器，可以控制氮氧化物排放浓度在20mg/m³以下，由于存在回火爆炸的安全隐患，应用范围受限。

采用各种结构形成燃气分级、空气分级的燃气燃烧器，较好的水平可以控制氮氧化物排放浓度在80mg/m³以下水平；燃气空气分级与烟气再循环结合的低氮燃烧器，可控制氮氧化物排放浓度在30mg/m³以下水平。

大型动力锅炉通常使用多台燃烧器布置，目前先进的低氮燃烧器可以控制氮氧化物排放浓度在100～150mg/m³水平；结合烟气再循环低氮燃烧技术，可以控制氮氧化物排放浓度在～80mg/m³以下水平。但还是难以稳定达到超低排放标准(氮氧化物排放浓度在～50mg/m³以下)。

如上所述，目前的技术状态，在小功率燃气锅炉上，单台燃烧器时，可以控制氮氧化物排放浓度在30mg/m³以下的水平；在大型燃气动力锅炉上，多台燃烧器布置时，即使采用国外技术，也只能控制氮氧化物排放浓度在80mg/m³以内的水平。不能满足日益严格的超低排放环保标准，因此，技术上有进一步研发的必要性，且有一定的市场需求。

发明内容

本发明的目的是要提供一种能够将大型锅炉的氮氧化物排放量降低至50mg/m³燃烧器，以及使用该燃烧器实现低氮排放的方法。

特别地，本发明提供一种实现低氮排放的燃烧器，包括：

壳体，一端为与锅炉连接的出气端，另一端为供气体进入的风箱，风箱的开口方向与出气端方向垂直，在中心轴线上安装有一端穿出风箱的中心套管；在壳体内安装有：

长明灯组件，用于点燃燃气，安装在中心套管的内部，其控制端位于中心套管穿出风箱的一端外；