一种直棒式预混燃烧器及低氮燃烧方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114659105A(43)申请公布日2022.06.24(21)申请号202210138603.2F23D14/64(2006.01)(22)申请日2022.02.15F23D14/70(2006.01)(66)本国优先权数据202210016345.02022.01.07CN(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园(72)发明人张扬张海邹俊吕俊复刘青岳光溪(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201专利代理师杜月(51)Int.Cl.F23D14/04(2006.01)F23D14/46(2006.01)F23D14/58(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种直棒式预混燃烧器及低氮燃烧方法(57)摘要本发明公开了一种直棒式预混燃烧器及低氮燃烧方法，燃烧器包括：气流管道、烧嘴和燃料气流管道，气流管道包括同轴设置的内侧气流通道和外侧气流通道，烧嘴包括文丘里气流管道，文丘里气流管道的一端连接出口扩张管道，在出口扩张管道内设置旋流叶片，旋流叶片的一端与出口扩张管道内壁固定连接，旋流叶片的另一端固定连接回流钝体。该燃烧器采用表面燃烧的组织方法，控制燃气均匀分布在燃烧器的表面，燃烧稳定，杜绝局部高温区，控制热力型NOx的生成；不需要大空腔进行燃气预混，杜绝爆炸的安全隐患，预混效果得到保障，控制CO等污染物的形成；该燃烧器能够适应现有多数锅炉燃烧室的结构，能够布置安装在有限直径的燃烧器安装孔上。CN114659105ACN114659105A权利要求书1/1页1.一种直棒式预混燃烧器，其特征在于，包括：气流管道，所述气流管道包括同轴设置的内侧气流通道和外侧气流通道，所述外侧气流通道管壁上开设有若干个小孔，所述内侧气流通道用于通入气体燃料，所述外侧气流通道用于通入助燃气流；烧嘴，所述烧嘴包括文丘里气流管道，所述文丘里气流管道的一端连接出口扩张管道，在所述出口扩张管道内设置旋流叶片，所述旋流叶片的一端与所述出口扩张管道内壁固定连接，所述旋流叶片的另一端固定连接回流钝体；燃料气流管道，所述燃料气流管道固定设置在所述内侧气流通道外表面，所述燃料气流管道与所述烧嘴可拆卸连接，所述燃料气流管道包括燃料气流收缩喷管，所述燃料气流收缩喷管伸入所述文丘里气流管道内部。2.如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述燃料气流管道还包括外螺纹段，所述外螺纹段的一端连接所述燃料气流收缩喷管，所述外螺纹段远离所述燃料气流收缩喷管的一端固定在所述内侧气流通道外表面。3.如权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，所述文丘里气流管道远离所述出口扩张管道的一端通过支撑部连接烧嘴内螺纹段，所述烧嘴内螺纹段与所述燃料气流管道的所述外螺纹段配合。4.如权利要求3所述的燃烧器，其特征在于，所述支撑部具有空隙，所述助燃气流通过所述支撑部的所述空隙进入所述文丘里气流管道。5.如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述气体燃料和所述助燃气流在所述燃料气流收缩喷管出口处混合形成预混气流，所述预混气流经所述文丘里气流管道加速后进入所述出口扩张管道。6.如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述旋流叶片的数量为3‑5个，所述回流钝体呈圆锥形。7.如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述旋流叶片所在平面的法向与气流方向的夹角为40°‑60°。8.如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述烧嘴呈平行阵列排布或者交错阵列排布。9.如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述气流管道的进气端设置法兰盘，所述法兰盘具有使点火枪穿过的透孔。10.一种低氮燃烧方法，其特征在于，利用如权利要求书1‑9任一所述的燃烧器，包括以下步骤：(1)所述气体燃料通过所述内侧气流通道进入燃烧器内部腔室，并通过所述燃料气流管道的所述燃料气流收缩喷管进行气流加速后，进入所述文丘里气流管道；(2)所述气体燃料和所述助燃气流在所述文丘里气流管道混合均匀形成预混气流；(3)所述预混气流在所述回流钝体和所述旋流叶片的作用下产生旋流，并在烧嘴的所述出口扩张管道喷口处形成所述回流钝体下游的回流区；(4)所述预混气流从所述出口扩张管道喷出后在高温火焰的作用下被点燃。2CN114659105A说明书1/6页一种直棒式预混燃烧器及低氮燃烧方法[0001]本申请要求2022年1月7日提交的中国优先权专利申请202210016345.0的权益，将其全部内容通过引用的方式合并在此。技术领域[0002]本发明涉及低氮燃烧技术领域，尤其涉及一种气体燃料的直棒式预混燃烧器及低氮燃烧方法。背景技术[0003]清洁的气体燃料在燃烧的过程中，产生的污染物主要是NOx。近些年来，NOx引发的环境污染问题愈发受到人们的重视。对于中小