一种紧凑式直流无焰低氮燃烧装置及其控制方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115264493A(43)申请公布日2022.11.01(21)申请号202210373863.8F23N3/00(2006.01)(22)申请日2022.04.11(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人涂垚杰(74)专利代理机构北京金智普华知识产权代理有限公司11401专利代理师张晓博(51)Int.Cl.F23D1/02(2006.01)F23D11/00(2006.01)F23D11/36(2006.01)F23D14/24(2006.01)F23D14/46(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种紧凑式直流无焰低氮燃烧装置及其控制方法(57)摘要本发明属于低氮燃烧技术领域，公开了一种紧凑式直流无焰低氮燃烧装置及其控制方法，包括由外向内依次套设的一次风管道、燃料管道、二次风管道和点火器，一次风管道设置在燃烧炉左端中间，用于向燃烧炉输入一次风；一次风管道里端安装有旋流器，旋流器用于使一次风产生切向速度，进而在炉膛内形成旋流稳定火焰，一次风管道的一次风进口通过一次风电动阀门与鼓风机连通，所述二次风管道的二次风进口通过二次风电动阀门与鼓风机连通，燃烧炉的炉膛上游和下游的壁面分别安装有炉膛上游壁温热电偶和炉膛下游壁温热电偶。本发明结构紧凑，原理简单，适用于新建设备或者旧设备改造。CN115264493ACN115264493A权利要求书1/2页1.一种紧凑式直流无焰低氮燃烧装置，其特征在于，所述紧凑式直流无焰低氮燃烧装置包括：一次风管道，设置在燃烧炉左端中间，用于向燃烧炉输入一次风；旋流器，安装在一次风管道里端，用于使一次风产生切向速度，进而在炉膛内形成旋流稳定火焰；燃料管道，套设在一次风管道里侧，用于向燃烧炉输入燃料；二次风管道，套设在燃料管道里侧，用于向燃烧炉输入二次风；点火器，套设在二次风管道里侧，用于在炉膛启动或者熄火时起到点火的作用。2.如权利要求1所述的紧凑式直流无焰低氮燃烧装置，其特征在于，所述紧凑式直流无焰低氮燃烧装置还包括有：风量调节模块，用于对一次风管道和二次风管道的风量进行调节；壁温检测模块，用于对燃烧炉的壁温进行检测；采集控制模块，与风量调节模块和壁温检测模块连接，用于通过采集控制器对温度数据进行采集，并对风量调节模块输出控制指令。3.如权利要求1所述的紧凑式直流无焰低氮燃烧装置，其特征在于，所述风量调节模块包括一次风电动阀门和二次风电动阀门，所述一次风电动阀门和二次风电动阀门分别通过连接线路与采集控制器连接，所述一次风管道的一次风进口通过一次风电动阀门与鼓风机连通，所述二次风管道的二次风进口通过二次风电动阀门与鼓风机连通。4.如权利要求1所述的紧凑式直流无焰低氮燃烧装置，其特征在于，所述壁温检测模块包括用于监测炉膛上游的壁面温度的炉膛上游壁温热电偶和用于监测炉膛下游的壁面温度的炉膛下游壁温热电偶，所述炉膛上游壁温热电偶和炉膛下游壁温热电偶分别通过连接线路与采集控制器连接。5.如权利要求1所述的紧凑式直流无焰低氮燃烧装置，其特征在于，所述燃料管道的燃料进口通过连接路与外部的供料管道连通。6.如权利要求1所述的紧凑式直流无焰低氮燃烧装置，其特征在于，所述点火器采用高压脉冲点火方式。7.如权利要求1所述的紧凑式直流无焰低氮燃烧装置，其特征在于，所述旋流器在炉膛内形成的旋流稳定火焰的旋流角度为45度～60度。8.如权利要求1所述的紧凑式直流无焰低氮燃烧装置，其特征在于，所述燃料管道的燃料出口速度为3‑5m/s，所述一次风管道的一次风出口轴向速度为15‑20m/s，所述二次风管道的二次风出口速度为30‑50m/s。9.一种用于实施如权利要求1～8任意一项所述的紧凑式直流无焰低氮燃烧装置的控制方法，其特征在于，所述紧凑式直流无焰低氮燃烧装置的控制方法包括：步骤一，采集控制器输出如下指令：一次风电动阀门开，二次风电动阀门关；步骤二，点火器通电产生高压脉冲等离子电弧；之后燃料阀门开启通入燃料；步骤三，燃料和一次风混合后在点火器的作用下着火燃烧，形成旋流火焰；步骤四，壁温检测模块在检测到燃烧炉温度达到目标温度时，采集控制器输出如下指令：一次风电动阀门关，二次风电动阀门开；步骤五，助燃空气全部从二次风通道中进入炉膛，在燃烧器出口卷吸大量的燃烧烟气，2CN115264493A权利要求书2/2页形成无焰燃烧状态；步骤六，在无焰燃烧燃烧状态下，回流烟气最先与燃料接触，而后再与中心的二次风接触，回流烟气中的NO被燃料预热后产生的大量碳氢自由基还原，降低NO的生成与排放。10.如权利要求9所述的紧凑式直流无焰低氮燃烧装置的控制方法，其特征在于，所述步骤四中的壁温检测模块在检测到燃烧炉温度