[发明专利]一种烟气自动内循环式低氮燃烧系统

说明书

本发明涉及一种烟气自动内循环式低氮燃烧系统，由包含圆筒状喉口、燃气喷枪和助燃风通道的低氮燃烧器，和内部区分设有紧靠喉口前端口的空气烟气混合区、位于空气烟气混合区外侧的枪头限位伸置区和由位于枪头限位伸置区外侧周围空间充任燃气燃烧区的炉膛组合构成。工作时，燃气燃烧区内耗氧燃烧产生的含氧量较低高温高压烟气在差压作用下自动返回空气烟气混合区，与该区内含氧量高的助燃空气混合生成含氧量和温度均较低的空气烟气混合助燃气，然后随气流方向送到燃气燃烧区内与枪头限位伸置区内喷出的燃气相混、进行低NOx燃烧，燃烧产生的低含氧量高温高压烟气再次随压差返回空气烟气混合区，实现在不增外烟循设施情况下同样能达到低氮燃烧同等功效的烟气自动内循环，有很强实用性。

技术领域

本发明涉及工业锅炉降排装置技术领域，特别是一种烟气自动内循环式低氮燃烧系统。

背景技术

随着近几年国家环保治理力度的不断加大，对于燃气锅炉的NOx排放环保标准日趋收严，业界为此而都在积极探索新低氮燃烧技术改造燃气锅炉。目前在高热值天然气锅炉的低氮排放方面，已提出了NOx排放值降至小于30mg/Nm³的目标要求。在实践中发现，改造燃气锅炉时，除需要更换采用低氮燃烧器外，还需辅以能降低燃烧温度及含氧量的烟气外循环燃烧技术，两者结合才能达到30mg/Nm³。目前常用的低氮燃烧器1的基本结构如图1所示，包括上设有前端口111的喉口11、设置在喉口腔内的若干燃气喷枪12和由喉口筒腔充任的助燃风空气通道13，其中燃气喷枪12的枪头121均限位设置在燃烧器喉口11前端口111内侧腔口附近、呈里缩状。工作时，燃气和助燃空气先在燃烧器喉口1前端内侧枪头附近区域混合燃烧，生成未完全燃烧的高温烟气，然后送入炉膛进一步燃烧。由于燃气在富含氧气的助燃空气环境中快速燃烧，故产生的烟气温度相对较高，极易生成大量NOx。而辅以烟气外循环燃烧技术后，将锅炉尾部10%-25%的温度相对较低、且含氧量也低的烟气导引至燃烧器喉口上游枪头区域，参与燃气与助燃空气相混合的燃烧，具有降低混合燃烧气中的含氧量和温度的作用，故有利于降低NOx的总生成量，满足燃气锅炉排放气环保标准要求。但是，由于在燃气燃烧器上配置烟气外循环燃烧技术时必须增加设置专用的能将锅炉尾部的低温低含氧量烟气导引到燃烧器喉口前端腔内的烟气再循环管道、烟混箱、再循环风机等必备的外部烟循部件，故导致燃烧器的总体结构相对比较复杂，设置比较麻烦且成本也高；此外，由于烟气混合时温差较大，容易生成冷凝水、影响热效率。所以从经济性和实用性角度考虑，均欠理想。

发明内容

本发明的目的是要克服现有结合采用烟气外循环技术的低氮燃烧器所存在的不足，提供一种能在确保NOx低排放的基础上，改变烟气循环模式，免增烟循部件，即可实现低成本设置、避免冷凝水生成和同样达到低NOx生成量目的的烟气自动内循环式低氮燃烧系统。

本发明的烟气自动内循环式低氮燃烧系统，主体包括由上设有前端口的圆筒状喉口、设置在喉口腔内的若干上设有枪头的燃气喷枪和由喉口筒腔充任的助燃风通道构成的低氮燃烧器，其特征在于还包括有内部依次区分设置有空气烟气混合区、枪头限位伸置区和燃气燃烧区的炉膛，其中：所述的空气烟气混合区由紧靠喉口前端口的炉膛空间构成；所述的燃气喷枪固定设置在燃烧器喉口内，其枪头外伸穿越所述的喉口前端口和空气烟气混合区、固定限位设置在所述的枪头限位伸置区内；所述的燃气燃烧区由枪头限位伸置区外侧周围的炉膛空间充任。