低氮燃烧器

技术领域

本发明涉及工业锅炉技术领域，具体地涉及一种低氮燃烧器。

背景技术

锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，工业锅炉通常内部设置有燃烧器，利用燃烧器燃烧产生能量进行加热，进而使锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。

目前使用的燃气燃烧器由于燃料气体在局部空间内单段燃烧造成的温度过高，热力型氮氧化物生成速率加快，排放烟气中氮氧化物排浓度升高，造成空气的污染。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的燃气燃烧器工作过程中产生的氮氧化物过多，不符合规范的问题，提供一种低氮燃烧器。

为了实现上述目的，本发明提供一种低氮燃烧器，所述低氮燃烧器包括围绕中心轴线设置的多个主喷管组件和围绕中心轴线设置的多个外围喷管组件，所述主喷管组件设置为注入并喷出燃气，所述外围喷管组件设置为注入燃气，所述外围喷管组件包括第一主管、套设于所述第一主管的出口端的套管，所述第一主管的出口端的外周上设置有轴向延伸的引射槽，所述套管能够相对于所述第一主管轴向移动，以改变所述引射槽暴露的长度，从而调节通过所述引射槽引射进入所述套管中的烟气量。

可选地，所述套管的出口端设置有多个支管。

可选地，所述支管包括轴向延伸的第一支管和径向朝向所述中心轴线偏斜的第二支管。

可选地，所述外围喷管组件包括连接于所述第一主管的入口端的第二主管，所述第二主管的管径大于所述第一主管的管径，所述第二主管的出口端和所述第一主管的入口端之间通过环形板连接，所述环形板上设置有引射孔。

可选地，所述环形板相对于所述中心轴线倾斜而形成为椭圆形，所述椭圆形包括长轴上的第一顶点和第二顶点，所述第一顶点位于所述第二顶点的前侧，并且所述第一顶点位于所述第二顶点的径向内侧。

可选地，所述低氮燃烧器包括设置在所述中心轴线处的中心喷管组件，所述中心喷管组件设置为注入并喷出燃气。

可选地，所述中心喷管组件包括第三主管和设置在所述第三主管的出口端的多个径向延伸的分布管。

可选地，所述第三主管的出口端连接有外径大于所述第三主管的缓冲管，所述分布管连接于所述缓冲管的外周。

可选地，所述低氮燃烧器包括设置在所述中心喷管组件和所述主喷管组件之间的多个旋流叶片，相邻的旋流叶片之间形成旋流通道，所述旋流通道的出口方向周向地偏斜。

可选地，多个所述旋流叶片的外周连接有支撑环。

通过上述技术方案，通过外围喷管组件内流动的高速气体卷吸主喷管组件产生的主火焰产生的烟气，并利用外围喷管组件产生的较低温度的火焰部分地，与主火焰的外围相混合，从而降低主火焰外围的温度，进而降低氮氧化物的生成。

附图说明

图1是本发明所述的低氮燃烧器的一种实施方式的结构示意图；

图2是本发明所述的外围喷管组件的一种结构示意图；

图3是本发明所述的外围喷管组件的局部放大结构图；

图4是本发明所述的的中心喷管组件的结构剖面图；

图5是本发明所述的旋流板的一种实施方式的结构示意图。

附图标记说明

10-中心喷管组件，11-第三主管，12-缓冲管，13-分布管，20-主喷管组件，30-外围喷管组件，311-第一主管，312-第二主管，313-引射孔，314-螺纹部，315-引射槽，321-套管，322-第一支管，323-第二支管，40-旋流板，41-内环，42-旋流叶片，43-支撑环。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”、“下”、“顶”、“底”通常是指装置或设备处于使用状态下的方位。需要说明的是，这仅是为了便于描述本发明，不应理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不应理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

在本发明中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本发明提供一种低氮燃烧器，所述低氮燃烧器包括围绕中心轴线设置的多个主喷管组件20和围绕中心轴线设置的多个外围喷管组件30，所述主喷管组件20设置为注入并喷出燃气，所述外围喷管组件30设置为注入燃气，所述外围喷管组件30包括第一主管311、套设于所述第一主管311的出口端的套管321，所述第一主管311的出口端的外周上设置有轴向延伸的引射槽313，所述套管321能够相对于所述第一主管311轴向移动，以改变所述引射槽313暴露的长度，从而调节通过所述引射槽313引射进入所述套管321中的烟气量。

需要说明的是，本技术方案中所述的低氮燃烧器通常设置于锅炉，为保证低氮燃烧器正常地持续工作，锅炉通常设置有鼓风机向锅炉内持续鼓入空气，空气流向设置为与低氮燃烧器的火焰出口方向一致，鼓风机能够调节进风量以及流速，以使空气以一定的流速流入低氮燃烧器的燃烧区域，使锅炉内产生类似风洞空气流动系统，流动的空气中的氧能够保证燃烧的正常进行。

上述技术方案中所述中心轴线，是指低氮燃烧器的中心位置轴线。

主喷管组件20可设置为一个与燃气供应管或燃气供应装置相连的燃烧管，燃气经主喷管组件喷出后被点燃进而产生火焰，主喷管组件20可设置有适当的通径，从而使主喷管组件20产生的火焰作为主火焰，并为低氮燃烧器锅炉炉膛提供热量。由于主喷管组件20产生的火焰直接由点燃的燃气产生，因此，其产生的火焰并不均匀，直接喷出喷口后形成的火焰内侧由于引燃火焰产生的烟气含氧稀薄，因此燃烧温度相对较低，而外围的火焰与空气充分接触，燃气能够发生完全燃烧，因此火焰外围温度较高。而为了减少氮氧化物的生成，需降低外围主火焰的温度。

外围喷管组件30入口端可与燃气供应管或燃气供应装置相连，其燃烧的燃气，可在喷出外围喷管组件30的喷口前，与空气进行预混，以使得燃烧的火焰更为均匀。由于燃气或燃气-空气混合气能够以较高的压力经喷口喷出，因此，其流动时可产生卷吸效应，进而使引射槽313周边的气体能够被引射进外围喷管组件30内，而引射槽313周边的气体为助燃空气与主火焰燃烧产生的烟气组成的混合气，这种混合气氧含量相对较低，因此，导致外围喷管组件30产生的火焰由于缺乏氧，使其产生的火焰温度同样较低，从而抑制氮氧化物生成。产生的火焰在喷出外围喷管组件后由于扩散作用，向主火焰的外围区域扩散并与之混合，主火焰外围火焰温度较高，而外围喷管组件产生的火焰温度较低，因此，混合后能够降低主火焰外围火焰的温度，同样达到降低氮氧化物生成的效果。

作为一种具体的实施方式，如图2以及图3所示，所述第一主管311的出口端设置有具有外螺纹的螺纹部314，套管321内设置有与其匹配的内螺纹，进而可以通过螺纹的旋动调节套管321与螺纹部314相重合部分的长度，从而达到调节引射槽315部分长度的效果。

更进一步地，如图1、图2以及图3所示，所述套管321的出口端设置有多个支管。所述支管可为直管也可为弯管，支管能够使燃气或燃气-空气混合气没有阻力地喷出，较小的管径还可以使喷出的气体具有更高的喷出速度，所述支管设置为弯管可改变喷出的火焰的方向，以对火焰扩散情况进行调整，避免火焰直径过大，影响锅炉内部其他零部件工作。

为使得外围喷管组件30产生的火焰能够进一步地与主火焰进行混合，如图1、图2以及图3所示，所述支管包括轴向延伸的第一支管322和径向朝向所述中心轴线偏斜的第二支管323。经第二支管323喷出的火焰直接朝向主火焰外围位置，因此，可以使火焰的混合更为充分。

为使得经外围喷管组件30喷出的火焰能够更为均匀，因此，可在外围喷管组件30中设置有预混装置，使燃气与空气进行预混。如图2所示，所述外围喷管组件30包括连接于所述第一主管311的入口端的第二主管312，所述第二主管312的管径大于所述第一主管311的管径，所述第二主管312的出口端和所述第一主管311的入口端之间通过环形板连接，所述环形板上设置有引射孔313。由于第一主管311小于第二主管312管径，因此燃气在流经此处时，受管路的变径作用，能够发生卷吸作用，使变径处周边的空气能够通过环形板上设置的引射孔313流入。

为保证主火焰燃烧的空气供应，如图2所示，使所述环形板相对于所述中心轴线倾斜而形成为椭圆形，所述椭圆形包括长轴上的第一顶点和第二顶点，所述第一顶点位于所述第二顶点的前侧，并且所述第一顶点位于所述第二顶点的径向内侧。即环形板上的引射孔313朝向低氮燃烧器的外侧，从而使引入的空气尽量从低氮燃烧器外侧引入，而减少对内侧流通的助燃空气的吸引。

作为一种低氮燃烧器的引燃方式，如图1、图4所示，所述低氮燃烧器包括设置在所述中心轴线处的中心喷管组件10，所述中心喷管组件10设置为注入并喷出燃气。可只在中心喷管组件10中设置有点火装置，通过点燃中心喷管组件10喷出的燃气产生火焰，进而引燃其他组件中喷出的可燃气体或可燃混合气。

更进一步地，如图1以及图4所示，所述中心喷管组件10包括第三主管11和设置在所述第三主管11的出口端的多个径向延伸的分布管13。分布管13直接朝向周边设置的其他组件，使火焰能够顺利点燃其他组件的中喷出的可燃气体或可燃混合气。由于助燃空气沿中心喷管组件10的轴向方向由后向前流动，能够带动中心喷管组件10产生的火焰一通向前流动。

作为一种优选的实施方式，所述第三主管11的出口端连接有外径大于所述第三主管11的缓冲管12，所述分布管13连接于所述缓冲管12的外周。

为使得燃烧器产生的火焰更为向中心轴线集中，如图1以及图5所示，所述低氮燃烧器包括设置在所述中心喷管组件10和所述主喷管组件20之间的多个旋流叶片42，相邻的旋流叶片42之间形成旋流通道，所述旋流通道的出口方向周向地偏斜。这些旋流叶片42能够使流经的助燃空气产生旋流作用，进而使燃烧器产生的火焰顺着中心轴线的延伸方向向远端延伸，而减小火焰直径。

另外，如图5所示，多个所述旋流叶片42的外周连接有支撑环43。为方便旋流板40的设置，其中心可设置有内环41，内环41的内径与中心喷管组件的外径一致，使旋流板40固定于中心喷管组件10上。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。