一种旋流稳焰径向喷射低氮燃烧器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110145737A(43)申请公布日2019.08.20(21)申请号201910315588.2(22)申请日2019.04.19(71)申请人王晓峰地址100012北京市朝阳区花家地东路3号(72)发明人王晓峰王瑞萍(51)Int.Cl.F23D14/02(2006.01)F23D14/26(2006.01)F23D14/46(2006.01)F23D14/48(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种旋流稳焰径向喷射低氮燃烧器(57)摘要本发明提供一种旋流稳焰径向喷射低氮燃烧器，由燃烧器气路主管、燃烧器稳焰盘、中心燃料供给管、主路离散燃料直喷装置、稳焰燃料喷射头、点火路系统构成；燃烧器气路主管末端与燃烧器稳焰盘之间形成径向开口的缝槽，空气经主路离散燃料直喷装置顺径向缝槽加速流出，混合气气流与炉膛碰撞后，一股向下游偏转，形成下游旋涡，另一股向上游偏转，形成上游旋涡；稳焰盘中心为旋流叶片结构，下游形成中心回流结构，扩散燃烧方式使得中心火焰更加稳定可靠，降低了炉膛的震荡风险；主路燃烧属于半预混燃烧，离散燃料直喷使得当量比分布均匀，上游旋涡的存在，形成了烟气内循环，以上综合特性起到了降低燃烧器氮氧化物排放的功效。CN110145737ACN110145737A权利要求书1/2页1.一种旋流稳焰径向喷射低氮燃烧器，其特征在于：由燃烧器气路主管（1）、燃烧器稳焰盘（2）、中心燃料供给管（3）、主路离散燃料直喷装置（4）、稳焰燃料喷射头（5）构成；燃烧器要伸入工业炉或者燃气锅炉的炉膛（6）内部，保证一定的燃烧器伸入长度（7）；燃烧器稳焰盘（2）与燃烧器气路主管（1）末端通过间隔窄段（8）焊接上；点火电极（9）固定在点火路燃料管（10）上，整体插入到燃烧器内的中心燃料供给管（3）附近，保证点火电极（9）能够工作；首先从燃烧器气路主管（1）进口通入空气，接着给点火路燃料管（10）单独供给气态燃料，点火电极（9）工作；当点火路燃料管（10）出口形成一股点火用高温燃气后，给中心燃料供给管（3）通入气态燃料；燃烧器稳焰盘（2）的中心会有一圈旋流叶片（11），以提供稳定火焰的气流，外侧有两圈直射孔（21），以将中心气流与径向射流分离；主路离散燃料直喷装置（4）由直喷孔（12）和直喷小管（13）间隔排布构成，燃烧器气路主管（1）末端与燃烧器稳焰盘（2）之间形成径向开口的缝槽（14），缝槽宽度（15）即间隔窄段（8）的长度，空气经由主路离散燃料直喷装置（4）顺径向缝槽（14）加速流出，气态燃料经间隔排布的直喷孔（12）和直喷小管（13）横向喷入径向加速的空气流中，离散燃料直喷装置的直喷小管（13）伸入到径向缝槽中央，使得燃料在轴向更加均匀的分布在径向缝槽（14）中，空气与燃料的掺混更加均匀，混合气经径向缝槽（14）喷射至炉膛（6）；混合气气流与炉膛（6）碰撞后，分成两股，一股偏转向上游，形成一个上游旋涡（16），另外一股沿炉膛壁面偏转向下游，形成一个下游旋涡（17）；混合气气流在炉膛壁面附近形成低速区，被之前点火路产生的高温燃气点燃并稳火，此时关闭点火路燃料管（10）的气态燃料；另一路气流经燃烧器稳焰盘（2）中心的旋流叶片（11）后，形成下游中心回流旋涡（18），旋流扩散燃烧方式使得中心火焰更加稳定可靠，也降低了炉膛的震荡风险；主路燃烧属于半预混燃烧，离散燃料直喷使得当量比分布均匀，减少了高温释热区域，此外，火焰冲击炉膛（6）壁面，加速换热，使燃烧温度降低，而且上游旋涡（16）流动的存在，形成了烟气内循环。2.根据权利要求1所述的一种旋流稳焰径向喷射低氮燃烧器，其特征在于：所述燃烧器伸入长度（7）与燃烧器气路主管（1）的外环直径（22）的比例为1~3；燃烧器气路主管外环直径（22）与炉膛（6）的中间直径即炉膛中径（19）的比例为0.15~0.5。3.根据权利要求1所述的一种旋流稳焰径向喷射低氮燃烧器，其特征在于：燃烧器气路主管（1）末端与燃烧器稳焰盘（2）之间形成径向开口的缝槽宽度（15）与燃烧器气路主管外环直径（22）的比例为0.05~0.2。4.根据权利要求1所述的一种旋流稳焰径向喷射低氮燃烧器，其特征在于：所述主路离散燃料直喷装置（4）由直喷孔（12）和直喷小管（13）圆周间隔排布，且直喷孔（12）径向位置在直喷小管（13）的外侧，直喷孔（12）和直喷小管（13）的排数为1-5，孔与管周向错排，每排孔与管的个数为10-80。5.根据权利要求1所述的一种旋流稳焰径向喷射低氮燃烧器，其特征在于：所述中心燃料供给管（3）的内环直径（23）与燃烧器气路主管（1）的外环直径（22）的比例为0.2~0.4，中心燃料供给管（3）与主路离散燃料直喷装置（