[实用新型]一种直流式燃油无焰燃烧器

说明书

本实用新型提供了一种直流式燃油无焰燃烧器，其包括：锅炉、烟气喷嘴、空气喷嘴和燃油喷嘴。烟气喷嘴将锅炉排出的部分烟气通过烟气再循环风机喷入锅炉的炉膛内，空气喷嘴将空气以直流高速射流喷入炉膛内，燃油喷嘴将燃油雾化喷入炉膛内。因此，本实用新型的直流式燃油无焰燃烧器能够利用直流高速空气射流卷吸炉膛内高温烟气，使炉膛内迅速形成氧气浓度约3％左右的低氧环境，在炉膛温度大于燃油着火温度的情况下实现燃油的无焰燃烧，从而降低烟气中NO_x的排放浓度。

技术领域

本实用新型属于热能工程燃烧技术领域，涉及一种直流式燃油无焰燃烧器。

背景技术

目前，燃油燃烧降低NO_x的方法有以下几种：空气分级、燃料分级、烟气再循环等。燃油燃烧NO_x排放浓度降低到小于120mg/Nm³非常困难。燃气降低NO_x的主要方法有高温空气燃烧和表面燃烧法，高温空气的燃气无焰燃烧已得到大规模工业应用，而工业锅炉上无法利用，表面燃烧推广应用以来，有堵塞、表面热负荷不均匀造成的安全性问题。因此，开发一种降低燃油NOx排放浓度的新型燃烧器有重要理论意义和现实价值。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，其目的在于提供一种直流式燃油无焰燃烧器，其能够使燃油无焰燃烧，从而降低锅炉烟气中的NO_x排放浓度。

为达到上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种直流式燃油无焰燃烧器，其包括：锅炉、烟气喷嘴、空气喷嘴、燃油喷嘴、烟气再循环风机和鼓风机。烟气喷嘴、空气喷嘴和燃油喷嘴同设于炉膛的一端。

锅炉的炉膛内的容积热负荷为650‐1150kW/m³，最高温度小于1400℃，炉膛中心温度的波动系数小于20％。

烟气再循环风机的一端与锅炉的出口管道相连接，另一端与烟气喷嘴的进口管道相连接。烟气喷嘴为旋流数为0.5‐0.1的旋流配风器，再循环烟气的体积占锅炉排出烟气总体积的20‐25％。旋流配风器的直径范围为50‐80mm，旋流数为0.5‐1.0，烟气喷嘴所产生的旋流烟气的轴向分速度为20‐30m/s。

空气喷嘴的数目有6‐8个，以炉膛为轴线呈轴对称的圆环状布置。空气喷嘴的射流速度为100‐200m/s，空气喷嘴所成的圆环的半径为炉膛半径的0.5‐0.65倍。鼓风机将燃烧空气送入圆环状布置的空气喷嘴中。

燃油喷嘴的雾化角为30‐60°，雾化平均粒径为100‐110μm。燃油喷嘴的喷油量为15‐35kg/h。燃油喷嘴位于燃烧器中心。

由于采用上述方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的直流式燃油无焰燃烧器能够利用直流空气高速射流卷吸高温烟气，使炉膛内迅速形成氧气浓度约为3％左右的低氧环境，在炉膛温度大于燃油着火温度的情况下，实现燃油的无焰燃烧，从而降低烟气中NO_x的浓度。

附图说明

图1为本实用新型的直流式燃油无焰燃烧器的系统结构示意图。

图2为本实用新型的直流式燃油无焰燃烧器的结构示意图。

图3为本实用新型的直流式燃油无焰燃烧器炉膛的侧视图。

图4为本实用新型的再循环烟气配风器的结构示意图。γ为30‐60°。

图5为本实用新型的直流式燃油无焰燃烧器的炉膛气体动力场的示意图。

图6为本实用新型实施例一的炉膛中心截面的氧气质量分数数值模拟图。

图7为本实用新型实施例一的炉膛中心截面的温度数值模拟图。