[实用新型]一种低压低热值气体燃料及氢气掺混燃烧装置

说明书

本实用新型公开了一种低压低热值气体燃料及氢气掺混燃烧装置，中心助燃风筒、气体燃料筒和主助燃风筒由内到外同轴设置，中心氢气长明灯设置于中心助燃风筒内，中心氢气长明灯出口设置于中心助燃风筒的出口处，中心氢气长明灯的出口处设有点火装置；中心助燃风筒与气体燃料筒之间在出口处设置有燃气环形旋流盘，气体燃料筒与主助燃风筒之间在出口处设置有空气环形旋流盘；氢气枪管组件枪管的出口穿过燃气环形旋流盘，枪管的出口设有氢气喷枪头；中心助燃风筒上设置有中心助燃风入口，主助燃风筒上设置有主助燃风入口，气体燃料筒上设置有气体燃料入口。本实用新型能够实现低压低热值气体燃烧的稳定高效燃烧，降低企业碳排放及燃料成本。

技术领域

本实用新型属于气体低碳低氮清洁燃烧技术领域，具体涉及一种低压低热值气体燃料及氢气掺混燃烧装置。

背景技术

“碳达峰碳中和”目标的提出，对碳排放强度高的企业(如钢厂、化工厂等)提出了严峻挑战。另一方面在环保及运行成本压力双向驱动下，企业开始逐渐实现工艺流程产生的低热值气体的充分高效利用。受限于工艺，低热值气体燃料含有大量不可燃成分(如氮气、二氧化碳或水蒸汽)，而可燃成分(如一氧化碳或氢气)通常仅为约25％，热值一般小于1500kcal/Nm³，压力小于5kPa。

为了减少可再生能源“弃风弃光”等现象，由可再生能源制取“绿氢”成为重点发展方向，分布式太阳能制氢技术也蓬勃发展。但目前氢气大规模储运成本高、氢燃料电池技术尚不成熟、氢气消费场景较少，通过往现有气体燃料中掺混氢气进行燃烧不仅可以解决氢气储运难的现状下可再生能源制氢就地消纳问题，实现制氢用氢闭环利用，还可以降低企业碳排放、减少运行燃料成本。

低压低热值气体燃料由于热值及气压较低且一般携带部分液态水，在燃烧过程中由于炉内温度较低，低负荷下易出现灭火，影响锅炉等设备的安全正常运行。有研究表明将氢气通过单独的通道通入燃烧室中参与燃烧可以改善燃烧火焰稳定性。然而氢气与低热值气掺混方式及氢气喷入空间位置等对炉内火焰的影响尚缺乏详细的研究，且氢气由于其火焰传播速度快，在燃烧中极易发生回火。因此有必要开发出适用于低压低热值气体燃料及氢气动态掺混非预混燃烧的新型装置，以同时满足最新排放要求及锅炉性能要求。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供了一种低压低热值气体燃料及氢气掺混燃烧装置，能够实现低压低热值气体燃烧的稳定高效燃烧，降低企业碳排放及燃料成本。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种低压低热值气体燃料及氢气掺混燃烧装置，包括中心氢气长明灯、中心助燃风筒、气体燃料筒、氢气枪管组件及主助燃风筒；

中心助燃风筒、气体燃料筒和主助燃风筒由内到外同轴设置，中心氢气长明灯设置于中心助燃风筒内，中心氢气长明灯出口设置于中心助燃风筒的出口处，中心氢气长明灯的出口处设有点火装置；

中心助燃风筒与气体燃料筒之间在出口处设置有燃气环形旋流盘，气体燃料筒与主助燃风筒之间在出口处设置有空气环形旋流盘；

氢气枪管组件枪管的出口穿过燃气环形旋流盘，枪管的出口设有氢气喷枪头；

中心助燃风筒上设置有中心助燃风入口，主助燃风筒上设置有主助燃风入口，气体燃料筒上设置有气体燃料入口。

优选的，中心助燃风筒为一端有底的圆柱筒，中心助燃风筒的无底端为出口，中心氢气长明灯贯穿中心助燃风筒的底部并与中心助燃风筒同轴设置，中心氢气长明灯出口的喷射方向沿中心助燃风筒的径向设置，中心助燃风入口设置于中心助燃风筒有底的一端并与中心助燃风筒垂直连接。

优选的，点火装置与中心氢气长明灯一起贯穿中心助燃风筒的底部并延伸至中心助燃风筒的出口。