[实用新型]一种可实现辐射管内无焰燃烧的燃烧器

说明书

本实用新型涉及一种可实现辐射管内无焰燃烧的燃烧器，燃烧器的烧嘴和换热器分别装于辐射管入口端和出口端；烧嘴的壳体中装有调风器，调风器用于调节进入烧嘴的一二次风比例；烧嘴壳体与混合器喷气端口连接，混合器另一端与换热器连接，助燃空气与回流烟气在混合器中混合；在换热器中的空气管设有通过烟气回流管相连的直管和弯管，直管内有渐缩管，烟气回流管上有回流窗口，烟气回流管外套有转帘或套筒；通过转帘或套筒运动调节回流窗口的开度，以调节烟气卷吸量实现燃烧器无焰燃烧。本燃烧器可提供最大烟气卷吸量为55％，通过卷吸烟气实现由传统燃烧模式向无焰燃烧的模式转变，无焰燃烧时辐射管内温度峰值1723K，NOx生成量极大减小。

技术领域

本实用新型涉及一种燃烧器，具体地说是涉及一种可实现辐射管内无焰燃烧的燃烧器。

背景技术

现代钢铁企业对产品加热质量的要求越来越高，辐射管作为实现间接加热功能的重要加热设备，为了提高辐射管热效率，换热器在辐射管燃烧器中得到大量应用，辐射管分级燃烧技术可提升辐射管表面温度均匀性，且可在一定程度上降低NOx的排放水平。但仍存在缺点，如在一次燃烧区域局部剧烈放热，温度急剧升高，会产生大量NOx，只有二次燃烧区域NOx生成量减少，烟气排放中总NOx仍然很高。

为进一步提升辐射管热效率，提升辐射管温度均匀性，并减少NOx排放量，需要寻求新的方式。温和与极度低氧稀释燃烧(ModerateIntenseLowOxygenDilutioncombustion，缩写为MILD燃烧，简称为无焰燃烧)被国际燃烧界誉为21世纪最有发展前景的燃烧技术之一，它是一种容积燃烧或弥散燃烧,其特征是反应速率低、局部释热少、热流分布均匀、燃烧峰值温度低且噪音极小。该种燃烧与传统小区域局部高温燃烧相比，反应在大区域、甚至整个炉膛内进行，火焰锋面消失；NOx和CO等污染物的生成显著减少；炉膛整体温度提高、辐射传热增强。实现无焰燃烧需要满足炉内温度高于燃料的自燃点和氧气浓度足够低两个主要条件，氧气浓度足够低这点可通过入口的高速射流卷吸烟气实现。

在钢铁行业不少学者创造性的尝试在辐射管内实现无焰燃烧，从烧嘴的改造入手，如2015年公开的“低NOx双端型辐射管燃烧器”，中国专利号：201410758331.1，该辐射管燃烧器虽然能够卷吸一部分高温烟气，稀释氧浓度，并带入部分热量重回系统。但该燃烧器卷吸效果有限，烟气卷吸量为30％左右，在具体工况下，通过以下公式计算：Kv＝卷吸烟气质量流量/(空气质量流量+燃气质量流量)，发现其烟气内部循环率Kv值约为0.5，这无法达到无焰燃烧状态，仍然是传统燃烧方式，虽然该辐射管燃烧器能够一定程度上降低NOx排放量，提高烟气回收余热，增加辐射管温度均匀性，但是效果不佳，仍然需要进行比较大的改进。

2019年，中国还公开了“一种可调烟气回流量的低NOx辐射管燃烧系统”，专利申请号为201910026474.6，该燃烧系统通过设置阻力调节装置，可根据设备实际需求调节烟气回流量，有效改善辐射管内燃烧条件。虽然该燃烧系统可以起到调整烟气回流量的作用，但是该燃烧系统本身提供的最大烟气回流量相当有限，也无法实现无焰燃烧。

因此，当前迫切需要一种新的可实现无焰燃烧的辐射管燃烧器，来实现辐射管内的无焰燃烧，以增加辐射管表面温度均匀性、降低NOx的排放及提升加热效率、延长设备使用寿命。

发明内容

本实用新型的目的是要解决现有技术存在的问题，且能在不改变目前辐射管结构的条件下，通过本实用新型提供的一种可实现辐射管内无焰燃烧的燃烧器，能实现在辐射管内由传统燃烧方式改变为无焰燃烧方式。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种可实现辐射管内无焰燃烧的燃烧器，设有烧嘴、带膨胀节回流烟气与助燃空气的混合器、换热器；烧嘴和换热器分别安装于辐射管入口端和出口端，燃气通过燃气管进入烧嘴，在烧嘴内燃气管的端部设有配风盘和燃气喷口；燃烧器通过连接法兰与辐射管连接；