[发明专利]一种天然气高比例掺烧氢气燃烧器

权利要求书

1.一种天然气高比例掺烧氢气燃烧器，包括配有风机(11)的燃烧腔(1)，所述燃烧腔(1)内设置有位于轴心的一级燃烧器和位于一级燃烧外围的二级燃烧器，所述一级燃烧器包括位于所述轴心的一级燃烧器喷头(9)和布置于一级燃烧器喷头(9)周向外围的双旋流叶片(7)，所述一级燃烧器喷头(9)的一级燃烧器喷口(13)有若干个，其燃料喷射和来流空气形成横风射流，所述来流空气通过风机(11)沿轴向鼓入燃烧腔(1)，所述一级燃烧器喷口(13)的喷射方向为径向；所述二级燃烧器包括呈环状分布于双旋流叶片(7)周向外围的若干二级燃烧器喷头(2)，各所述二级燃烧器喷头(2)的喷口处分别设置一个文丘里缩放喷嘴(4)，所述一级燃烧器喷头(9)连接一级燃料管路(10)，各所述二级燃烧器喷头(2)连接二级燃料管路(8)，实现轴心一级燃烧和外围二级燃烧的两级燃烧组织方式，其特征在于，所述二级燃烧器喷头(2)为稀薄直喷喷头，其喷口的喷射方向与轴向平行，文丘里缩放喷嘴(4)环绕二级燃烧器喷头(2)布置，来流空气和二级燃烧器喷头(2)喷射的燃料在文丘里缩放喷嘴(4)中混合后喷出。

2.根据权利要求1所述天然气高比例掺烧氢气燃烧器，其特征在于，所述双旋流叶片(7)由同轴且旋向相反的一级旋流叶片(14)和二级旋流叶片(12)组成。

3.根据权利要求2所述天然气高比例掺烧氢气燃烧器，其特征在于，所述一级旋流叶片(14)和二级旋流叶片(12)的叶片角度连续可变，通过改变叶片角度控制旋流燃烧回流区的大小，使得火焰稳定在远离一级燃烧器喷头(9)一定距离的位置。

4.根据权利要求1所述天然气高比例掺烧氢气燃烧器，其特征在于，所述双旋流叶片(7)周向外围布置有环形的二级燃烧器固定架(5)，各二级燃烧器喷头(2)固定在二级燃烧器固定架(5)上，所述燃烧腔(1)外部设置有二级燃料共轨(6)，二级燃料共轨(6)与二级燃料管路(8)连接。

5.根据权利要求1所述天然气高比例掺烧氢气燃烧器，其特征在于，所述二级燃烧器喷头(2)的喷口由若干孔径为0.5～1mm的喷孔组成。

6.根据权利要求1所述天然气高比例掺烧氢气燃烧器，其特征在于，各所述二级燃烧器喷头(2)周向外围均设置有旋流叶片(3)，来流空气通过旋流叶片(3)形成旋流流场。

7.根据权利要求1所述天然气高比例掺烧氢气燃烧器，其特征在于，所述一级燃料管路(10)连接天然气或低氢比例天然气，所述二级燃料管路(8)连接高掺混氢气比例天然气，其中低氢比例是指氢气在氢气和天然气混合气中的体积占比在小于等于10％，高掺混氢气比例是指氢气在氢气和天然气混合气中的体积占比大于10％。