一种燃气解耦燃烧器及其使用方法.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CN111780107A(43)申请公布日2020.10.16(21)申请号202010654181.5F23D14/64(2006.01)(22)申请日2020.07.07F23D14/58(2006.01)(71)申请人中国科学院过程工程研究所地址100190北京市海淀区中关村北二条1号(72)发明人郝江平高士秋余剑李剑玲赵康(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人巩克栋(51)Int.Cl.F23D14/08(2006.01)F23D14/26(2006.01)F23D14/46(2006.01)F23D14/70(2006.01)权利要求书2页说明书16页附图2页(54)发明名称一种燃气解耦燃烧器及其使用方法(57)摘要本发明涉及一种燃气解耦燃烧器及其使用方法，所述燃气解耦燃烧器采用中心和外围贫氧，中间区域贫燃的分区分级燃烧方式；中心燃烧区采用稳燃能力强但热强度不高的扩散式贫氧燃烧，确保了贫燃区的可靠点火和低负荷稳定燃烧；外缘贫氧燃烧区通过精确控制燃气和空气的分区混合，来控制燃烧室温度分布，提高辐射传热能力，促进外缘燃气与主燃区的混合燃尽。总之，本发明有效解决了扩散燃烧方式在中间阶段燃烧温度过高的问题，燃烧室热强度更为均匀，火焰充满度高，传热能力强，烟气停留时间长，在低风机功耗下保障了燃烧效率，同时减少了热力型NOX的生成，实现了燃气的解耦燃烧。CN111780107ACN111780107A权利要求书1/2页1.一种燃气解耦燃烧器，其特征在于，所述燃气解耦燃烧器由内至外依次包括同轴设置的中心燃气组件、筒体与外筒体；所述中心燃气组件与筒体之间形成环形主风道；所述筒体与外筒体之间形成环形外风道；所述中心燃气组件包括中心筒体、中心燃气室后盖板与中心燃气室前面板；所述中心筒体、中心燃气室后盖板与中心燃气室前面板围成中心燃气室，中心筒体与筒体的中心轴线重合，中心燃气室前面板在靠近燃烧室一侧，中心燃气室后盖板在远离燃烧室一侧；所述中心燃气室后盖板开设有与中心燃气管连接的通孔，中心燃气管与中心筒体的中心轴线重合，燃气通过中心燃气管进入中心燃气室；所述中心燃气室前面板的外缘侧为斜面，斜面均布有至少1组中心燃气室外缘喷口，中心燃气室外缘喷口连通中心燃气室与燃烧室；中心燃气室前面板开设有稳焰燃气节流孔，所述稳焰燃气节流孔连通中心燃气室与稳焰燃气喷管；所述稳焰燃气喷管的侧壁设置有至少2个均匀布置的稳焰燃气喷口，稳焰燃气喷管靠近燃烧室的一端由稳焰导流盖板封闭；所述中心燃气室后盖板与中心燃气室前面板由均匀布置的至少2个中心风管贯穿，所述中心风管与中心筒体的中心轴线平行。2.根据权利要求1所述的燃气解耦燃烧器，其特征在于，所述中心燃气室前面板靠近燃烧室的一侧连接有中心处设置有稳焰配风盘风口的稳焰配风盘，所述稳焰燃气喷口至中心燃气室前面板的距离大于稳焰配风盘风口至中心燃气室前面板的距离；优选地，所述稳焰配风盘遮盖中心风管出口面积的30-100％。3.根据权利要求1或2所述的燃气解耦燃烧器，其特征在于，所述稳焰导流盖板为中部内凸的凸凹盘形导流盖板；所述稳焰导流盖板的直径大于稳焰燃气喷管的直径，稳焰导流盖板的外缘内倾或外倾以进行导流；优选地，所述稳焰导流盖板遮盖稳焰配风盘出口和稳焰燃气喷管之间间隙面积的20-100％；优选地，所述稳焰导流盖板的外缘连接有导流稳焰器，所述导流稳焰器为大端朝向中心燃气室前面板的锥环形；优选地，所述导流稳焰器的斜面均匀设置有至少2个风口。4.根据权利要求1-3任一项所述的燃气解耦燃烧器，其特征在于，所述环形主风道内设置有旋流叶片。5.根据权利要求1-4任一项所述的燃气解耦燃烧器，其特征在于，所述环形外风道内设置有均匀布置的至少2个外侧燃气管；所述外侧燃气管与中心筒体的中心轴线方向平行，外侧燃气管靠近燃烧室的一端连接有外侧燃气喷头，所述外侧燃气喷头设置有至少2个外侧燃气喷口；优选地，所述外侧燃气喷头设置外侧燃气喷口的位置为曲面和/或端面，进一步优选为三维曲面。6.根据权利要求5所述的燃气解耦燃烧器，其特征在于，所述外侧燃气喷口的轴线方向朝向燃烧室，靠近燃烧室的外侧燃气喷口的轴线与中心筒体中心轴线的夹角为0-30°，随着逐渐远离燃烧室，外侧燃气喷口的轴线与中心筒体中心轴线的夹角逐渐增大至90°；优选地，靠近燃烧室的外侧燃气喷口的轴线与中心筒体圆周切线夹角为偏向中心筒体2CN111780107A权利要求书2/2页中心方向，在0-60°，随着逐渐远离燃烧室，外侧燃气喷口的轴线逐渐偏离中心筒体中心，与中心筒体圆周切线夹角先减小后增大，最大至90°。7.根据权利要求1-6任一项所述的燃气解耦燃烧器，其特征在于，所述环形外风道内设置有与外筒体连