燃烧器的制作方法

本发明涉及工业燃烧器领域，更具体地，涉及一种燃烧器。

背景技术：

工业燃烧器是一种将燃料与助燃气以一定方式混合并且喷出，使燃料燃烧放热的装置，可用于工业炉和锅炉等装置的加热。

现有的燃烧器为了实现低氮排放，会采用分级燃烧、贫燃预混以及烟气再循环等技术。其中烟气再循环技术是指抽取一部分低温烟气直接或与助燃气混合后送入燃烧区内，这样不但降低了火焰温度，同时降低了区域氧浓度，从而可以显著降低氮氧化物的排放浓度。然而，由于火焰温度和氧浓度的降低，使得火焰稳定性下降，一氧化碳增多，也带来了燃烧效率降低的问题。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种燃烧器，用于缓解引入烟气时燃烧效率降低的问题。

根据本发明提供的一种燃烧器，包括：助燃气通道；位于所述助燃气通道内部的第一燃气通道；以及位于所述助燃气通道周边的烟气通道，其中，所述烟气通道的至少部分的周边设有辐射块，使得经过所述烟气通道的烟气温度提高。

优选地，所述助燃气通道、所述第一燃气通道、所述烟气通道面向燃烧区的一端分别具有助燃气出口、第一燃气出口、烟气出口。

优选地，所述辐射块在温度为1000℃以上的黑度为0.6以上。

优选地，所述辐射块设置在所述烟气出口处的周边。

优选地，所述辐射块厚度为200至300毫米。

优选地，所述助燃气通道的至少部分的周边也设有所述辐射块，使得经过所述助燃气通道的助燃气温度提高。

优选地，所述烟气通道的烟气出口为环形，并且以所述助燃气通道的中心轴为中心设置。

优选地，所述烟气通道包括位于所述烟气出口上游的导流段，所述导流段将所述烟气向所述助燃气通道的中轴线聚拢。

优选地，所述燃烧器还包括：位于所述助燃气通道周边的第二燃气通道，所述第二燃气通道面向燃烧区的一端具有多个第二燃气出口。

优选地，所述多个第二燃气出口位于所述烟气通道内，并且以所述助燃气通道的中心轴为中心均匀对称分布。

优选地，所述第一燃气出口位于所述助燃气通道内，并且位于所述助燃气通道的中心轴上。

优选地，所述燃烧器还包括：位于所述第一燃气通道的第一燃气出口周边的旋流盘，所述助燃气通过所述旋流盘旋流喷出。

优选地，所述旋流盘的边缘与所述助燃气通道内壁之间具有间隙，所述助燃气还通过所述间隙直流喷出。

根据本发明的燃烧器，烟气通道的至少部分的周边设有辐射块，辐射块具有较高的黑度，燃烧器工作时，经过该烟气通道的烟气被辐射块加热、温度提高后喷入燃烧区与助燃气及燃气混合并参与燃烧，由于烟气温度的提高，可以在燃烧过程中掺混更多的烟气，从而保证引入再循环的烟气后，燃烧器在更低氧浓度的燃烧环境中实现更低的氮氧化物的排放，同时着火和燃烧依然具有较高的稳定性。

燃烧器还可以包括位于所述助燃气通道周边的第二燃气通道，其中第二燃气通道的多个第二燃气出口位于所述烟气通道内，并且以所述助燃气通道的中心轴为中心均匀对称分布。此外燃烧器还可以包括位于所述第一燃气通道的第一燃气出口周边的旋流盘。一方面，助燃气通过所述旋流盘旋流喷出，与位于助燃气通道的中心轴上的所述第一燃气出口喷出的燃气混合燃烧，形成一级稳燃；另一方面，助燃气通道周边均匀分布的多个第二燃气出口喷出的燃气与烟气出口喷出的已加热的烟气以及助燃气出口喷出的助燃气混合进行燃烧，形成二级稳燃。通过上述分级稳燃的方式，提高燃烧效率的同时实现氮氧化物更低的排放。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出根据本发明实施例的燃烧器的俯视图。

图2示出根据本发明实施例的燃烧器的截面图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。在下文中描述了本发明的许多特定的细节，但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。

图1和图2分别示出根据本发明实施例的燃烧器的俯视图和截面图，其中图1中AA线示出截面图的截取位置，该燃烧器可用于加热工业炉、锅炉等待加热装置，包括助燃气通道110、第一燃气通道120以及烟气通道130，第一燃气通道120位于助燃气通道110内部，烟气通道130位于助燃气通道110周边，其中，烟气通道130的至少部分的周边设有辐射块150，使得经过该烟气通道130的烟气温度提高。

助燃气通道110包括助燃气入口111以及助燃气出口112，其中助燃气入口111位于其侧面，助燃气出口112设在助燃气通道110面向燃烧区的一端。助燃气例如是空气，可以由风机等气体输送装置产生助燃风，经助燃气入口112进入所述助燃气通道110，再通过助燃气出口112喷出至燃烧区与燃气混合参与燃烧。

第一燃气通道包括第一燃气入口121以及第一燃气出口122，其中第一燃气入口121位于其侧面，第一燃气出口122设在第一燃气通道120面向燃烧区的一端。燃气例如是天然气，其经第一燃气入口122进入所述第一燃气通道120，再通过第一燃气出口122喷出至燃烧区与助燃气混合参与燃烧。

本实施例中，助燃气出口112大致为圆形，第一燃气出口122位于助燃气通道110内，并且接近助燃气出口112，第一燃气通道120连同第一燃气出口122均位于助燃气通道110的中心轴上。

燃烧器还可以包括旋流盘160，其设置在第一燃气通道120的第一燃气出口122的周边，使得助燃气经过该旋流盘122后旋流喷出至燃烧区。进一步地，旋流盘160的外径可以小于助燃气通道110的内径，使得旋流盘160的边缘与助燃气通道110内壁之间具有间隙170。本实施例中，助燃气通道110内的助燃气一部分通过旋流盘122旋流喷出，另一部分通过间隙170直流喷出。

根据本发明的燃烧器，燃气自位于助燃气通道110中心轴上的第一燃气出口122喷出至燃烧区，助燃气至少部分通过燃气出口122周边的旋流盘160旋流喷出至燃烧区，二者相互混合的同时在助燃气通道110中心轴附近区域旋流形成低压区，可以卷吸位于助燃气通道110周边的烟气通道130提供的烟气进行回流，保证火焰的稳定，形成一级稳燃。

烟气通道130包括烟气入口131以及烟气出口132，其中烟气入口131位于其侧面，烟气出口132设在烟气通道130面向燃烧区的一端。烟气经烟气入口131进入烟气通道130，再通过烟气出口132喷出至燃烧区与助燃气及燃气混合参与燃烧。

如图1，本实施例中烟气通道130的烟气出口132为环形，并且以助燃气通道110的中心轴为中心设置。

如图2，进一步地，烟气通道130包括位于烟气出口132上游的导流段133，该导流段133将烟气通道130内的烟气向助燃气通道110的中轴线聚拢，使得烟气自烟气出口132喷出后能更稳定高效率地与助燃气及燃气混合。

燃烧器还可以包括第二燃气通道140，其位于助燃气通道110的周边，第二燃气通道140可以在其相对的两端分别设置有第二燃气入口141和第二燃气出口142，其中第二燃气出口142位于第二燃气通道140面向燃烧区的一端。第二燃气通道140可以具有多个第二燃气出口142，本实施例中，第二燃气通道140为多个，每个第二燃气通道140对应包括一个第二燃气入口141和一个第二燃气出口142。优选地，上述多个第二燃气通道140部分伸入烟气通道130中，多个第二燃气出口142均位于烟气通道130内，并且以助燃气通道110的中心轴为中心均匀对称分布。

根据本发明的燃烧器，燃气除经过上述第一燃气通道120进入燃烧区形成一级稳燃，还可以经由第二燃气通道140进入燃烧区形成二级稳燃。其中，燃气可以通过多个第二燃气出口112喷出至燃烧区，与烟气出口132喷出的烟气以及助燃气出口112喷出的助燃气进行混合并燃烧，由于多个第二燃气出口112在助燃气通道110的周边均匀分布，环形的烟气出口132也以助燃气通道110的中心轴为中心设置，同时烟气通道130包括的导流段133使得烟气以及第二燃气出口142喷出的燃气均向助燃气通道110的中心轴靠拢，使得上述烟气以及第二燃气出口112喷出的燃气能均匀到达助燃气通道110中心轴附近的区域，与助燃气更均匀混合并燃烧，形成二级稳燃。通过上述分级稳燃的方式，燃烧器工作时燃烧效率更高，烟气利用更充分，氮氧化物的排放量可以有效降低。

辐射块150可以是黑度较高的耐火材料制成，优选该辐射块150在温度为1000℃以上时黑度为0.6以上，例如是0.6至0.88，高黑度的辐射块能迅速提高通过烟气通道130的烟气的温度，减小冷烟气对燃烧稳定性的影响。本实施例中，辐射块150设置在烟气通道130的烟气出口132处的周边。烟气通道130接近烟气出口132的一段可以是直接在辐射块150上形成，辐射块的厚度可以为200至300毫米。

进一步地，助燃气通道的至少部分的周边也设有辐射块150，可以使得经过助燃气通道110的助燃气温度也提高。本实施例中，对应助燃气通道110设置的辐射块150位于助燃气出口112处的周边，与烟气通道130周边设置的辐射块150相连。

根据本发明的燃烧器，烟气通道130的至少部分的周边设有辐射块150，辐射块150可以通过辐射进行传热，燃烧器工作时，经过该烟气通道130的烟气被辐射块150加热、温度提高后喷入燃烧区与助燃气及燃气混合并参与燃烧，由于烟气温度的提高，该燃烧器可以在燃烧过程中掺混更多的烟气而仍然保持着火和燃烧具有较高的稳定性，从而保证引入再循环的更多烟气后，燃烧器在更低氧浓度的燃烧环境中实现更低的氮氧化物的排放。助燃气通道110的至少部分的周边也设有辐射块150，同样可以提高经过助燃气通道110的助燃气的温度，从而可以在保证火焰稳定性的前提下提高助燃气的风量，提高燃烧器的功率及燃烧效率。

燃烧器还可以包括长明灯180，本实施例中上明灯180位于助燃气通道110内，沿助燃气通道110轴向延伸，长明灯180上靠近第一燃气出口122的一端可以设置用于点火的点火装置，当然，长明灯180还可以包括火焰检测装置等。此外，燃烧器还可以包括位于助燃气通道110内、烟气通道130内以及其他所需位置处的支架190，为燃烧器内的部分结构提供支撑，例如本实施例中，第一燃气通道120以及长明灯180等通过支架190与助燃气通道110的内壁固定。

本发明通过分级稳燃以及增加黑度较高的辐射块的方式，减小燃烧器所引入的低温烟气对火焰温度性的影响，保证温度燃烧的同时能够增大燃烧过程中烟气的引入量以及助燃气的风量，使得一氧化碳生成量减少甚至为零，提高燃烧效率，且实现氮氧化物的更少排放。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。