[实用新型]一种低排放冷焰多级预混燃烧器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种燃烧器，特别是一种锅炉用低排放冷焰多级预混燃烧器。

背景技术

随着工业快速发展，环境污染变得日益严重，高效低污染的燃烧技术及产品的开发研究日趋重要。

低污染的燃烧即是控制燃烧过程中氮氧化物(NO_X)的排放，NO_X的生成主要与燃烧火焰的温度、燃烧气体中氧的浓度、燃烧气体在高温下的滞留时间及燃料中的含氧量因素有关。

现有的锅炉燃烧器使用金属纤维做燃烧管，将预混燃气在金属表面燃烧，为了实现低排放，通常过剩空气需要控制在40％左右，表面燃烧的效率低。由于金属纤维的纤维网格小，且多层排列，一旦空气中的脏的颗粒进入，会堵住网格，导致局部温度变高，金属纤维随之被烧毁。

烟气再循环技术即将一部分排气返回到送气系统，降低混合气中的氧浓度，起热量吸收体的作用，不致使燃烧温度变得过高，从而抑制氮氧化物的生成。烟气循环率通常是尾气总量的5-20％，使NO_X产生量降低10-90％。但是利用烟气再循环，需要增加管路，空间不足，如果烟气和助燃风机入口距离远，废气温度太高，不太实用，冬天温度低，会产生冷凝水，增加了维修难度。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供了一种结构简单的低排放冷焰多级预混燃烧器。

为达到上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种低排放冷焰多级预混燃烧器，包括：

燃气喷气管，设有三处喷气出口，所述燃气喷气管外部区域与被加热体之间形成燃烧室；

点火枪，其点火口设置在所述三处喷气出口的任意一处或多处。

进一步地，所述燃气喷气管头部的顶壁上开有第一喷气出口，用于当流过所述第一喷气出口的空气-燃料混合物的一部分被点燃时建立第一火焰，所述第一火焰从所述燃气喷气管头部的顶壁向外延伸，所述第一喷气出口为多个小通孔，所述小通孔从顶壁中心向周向侧壁延伸排列。

进一步地，所述燃气喷气管头部的周向侧壁开有第二喷气出口，所述第二喷气出口朝向被加热体，用于当流过所述第二喷气出口的空气-燃料混合物的一部分被点燃时在所述燃烧室中建立第二火焰，所述第二火焰在被加热体表面形成稳定的尖端。

进一步地，所述燃气喷气管的周向侧壁开有第三喷气出口，所述第三喷气出口朝向被加热体，用于当流过所述第三喷气出口的空气-燃料混合物的一部分被点燃时在所述燃烧室中建立第三火焰，所述第三火焰在被加热体表面形成稳定的尖端。

采用上述优选的方案，通过三个燃烧区，分级燃烧；点火枪设在第一喷气出口处，第一火焰在此产生，在点燃时在中心和周边边缘之间延伸，以保持分离的第二火焰的点燃；第一火焰产生之后第二喷气出口处的第二火焰(主火)即被引燃；当主火流量加大时，第三喷气出口处的第三火焰产生，形成花瓣形火焰；第二火焰(主火)从第二喷气出口高速喷射出，迅速接触到被加热体，使得火焰温度快速下降，接触到冷媒的火焰，被反射回来，形成燃烧的气帘，使得燃烧后的废气参与到第三喷气出口处的二次燃烧中，充当烟气再循环，有效降低了氮氧化物的产生。

进一步地，所述点火枪位于所述燃气喷气管内部，所述点火枪包括由里向外依次套设的火花塞、点火枪燃气管、点火枪空气管，所述火花塞点火口、点火枪燃气管出口、点火枪空气管出口均设置在所述第一喷气出口处，所述点火枪燃气管、点火枪空气管尾部分别设有点火枪燃气进口、点火枪空气进口。

采用上述优选的方案，点火枪设于燃气喷气管内部，拥有单独的燃气管、空气管结构，其过剩空气系数λ范围可以实现0.5-100，用于实现抗复杂燃烧环境气压、气流的变化，稳定建立点火火焰。

进一步地，所述第一喷气出口导出所述空气-燃料混合物的10％-30％的出气量，所述第二喷气出口导出所述空气-燃料混合物的40％-80％的出气量，所述第三喷气出口导出所述空气-燃料混合物的10％-30％的出气量。

采用上述优选的方案，通过各喷气出口的构造提供各喷气出口相应的出气量，以实现烟气再循环，确保氮氧化物的低排放。

进一步地，所述第二喷气出口与第三喷气出口之间的距离为所述燃气喷气管直径的2-4倍。

进一步地，被加热体直径为所述燃气喷气管直径的2-4倍。

采用上述优选的方案，合适的尺寸比例设计，更易实现冷焰，保证燃烧的充分和高效，实现超低排放。