多段式金属纤维燃烧器的制作方法

本实用新型涉及一种燃烧器，特别是一种多段式金属纤维燃烧器，属于燃烧器技术领域。

背景技术：

随着国家对锅炉的排放标准要求越来越严格，控制锅炉氮排放也是国家治理雾霾的重点任务之一。NOx具有很大的毒性，空气中NOx含量2.5ppm持续l小时，即开始对人有影响；NOx在阳光作用下，经过系列光化学反应可生成臭氧，形成光化学烟雾，其毒性更强。因此锅炉的氮氧化物排放量为目前引起广泛关注的一项污染物标准。目前有效的控制氮化物排放的方法是从锅炉产生氮氧化物的源头部分开始控制，尽量降低燃烧器燃烧所产生的氮氧化物，使其控制在国家标准之内。金属纤维燃烧器是一种全预混蓝焰式燃烧器，以特种金属纤维作为燃烧表面，燃烧强度可以达到10000kw/m3，是近几年逐渐被推广的新型燃烧器，金属纤维燃烧技术具有NOx和CO排放率低，压力损失小，燃烧效率高，结构紧凑，热动力设备的负荷调节比宽的优点。由于氮氧化物的产生机理，燃烧温度越高，过剩空气系数越大，则氮氧化物产生量越大，其中过剩空气系数表示了空气的过剩程度，其值为“实际空气用量/理论空气用量”，通常以α表示。一般的金属纤维燃器的α值取值范围为1.05-1.35。现有技术中降低NOx的手段可以通过降低混合燃气中的α的方法，例如燃烧区采用烟气回循环降低含氧量，但需要增加额外的结构，在小型燃烧设备上实施较困难。而且降低α值尽管可以降低NOx的排放量，但随着α值的降低，一氧化碳的排放量也随之增长，因此如何在能降低过剩空气系数以降低氮氧化物的排放量的同时，又能满足燃料充份燃烧的要求，降低一氧化碳的排放量，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：提供一种多段式金属纤维燃烧器，可以降低燃烧温度，并且采用较低的过剩空气系数设置，在降低氮氧化物排放量同时，还燃烧后的烟气中一氧化碳的含量也不升高，保证燃料完全燃烧。

为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为：多段式金属纤维燃烧器，包括风机、燃料预混室、金属纤维燃烧头、点火装置及燃烧室，所述金属纤维燃烧头为柱体结构，金属纤维燃烧头表面为耐高温金属编织网，耐高温金属编织网内设置有用于支撑耐高温金属编织网的支撑体，支撑体为空心柱状体，支撑体表面设置有网状通气孔，支撑体内部为腔体，腔体与燃料喷口连接；燃料预混室分别与燃料进口及空气滤清器连接，预混室的出口与风机连接，风机的出风口与金属纤维燃烧头的燃料喷口连接，所述多段式金属纤维燃烧器设置在燃烧室内，所述金属纤维燃烧头中部套设有环状的第二进风盘，第二进风盘将金属纤维燃烧头分为底部的贫氧燃烧段及顶部的富氧燃烧段，第二进风盘一侧的表面开设有二次出风口，所述二次出风口的出风方向朝向金属纤维燃烧头顶部的富氧燃烧段；进一步的，所述金属纤维燃烧头位于燃烧室内，第二进风盘与燃烧室内壁紧密结合，贫氧段的燃烧室形成贫氧燃烧腔，富氧段的燃烧室侧面开设有高温烟气出口；进一步的，所述第二进风盘为环状盘体，环状盘体的一侧设置有进风室，环状盘体的另一侧开设有若干二次出风口，二次出风口通过出风管与进风室连接，所述出风管向进风盘的中心轴线方向倾斜设置。

本实用新型的积极有益技术效果在于：通过在金属纤维燃烧头中部设置第二进风盘，将金属纤维燃烧头分为前段的贫氧燃烧段及后段的富氧燃烧段，在贫氧段设置较低的过剩空气系数，贫氧段燃烧后的烟气送入富氧段进行二次燃烧，将燃烧过程分为两段，即降低了燃料集中燃烧时的燃烧温度，又降低了燃烧时的氧气含量，降低了燃烧产物中氮氧化物的产生量，贫氧燃烧后的烟气送往富氧段进行二次燃烧，可以降低最终烟气中的一氧化碳的含量，达到即降低氮氧化物排放，同时又保证完全燃烧效果的目的。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例使用多段式燃烧器换热器的结构示意图。

图2为本实用新型一个实施例的结构示意图。

图3为本实用新型一个实施例的侧视图。

图4为本实用新型一个实施例的第二进风盘的结构示意图。

具体实施方式

为了更充分的解释本实用新型的实施，以下提供本实用新型的实施实例，这些实施实例仅仅是对本实用新型的阐述，不限制本实用新型的范围。

结合附图对本实用新型进一步详细的解释，附图中标记为：1. 换热器；2. 燃烧室；3. 空气滤清器；4. 燃料进口；5. 燃料预混室；6. 风机；7. 燃料喷口；8. 贫氧燃烧段；9. 富氧燃烧段；10. 第二进风盘；11. 贫氧燃烧腔；12. 富氧燃烧腔；13. 二次风管；14. 高温烟气出口；15. 支撑体；16. 耐高温金属编织网；17. 二次出风口；18. 进风室；19. 出风管。如图所示： 多段式金属纤维燃烧器，包括风机6、燃料预混室5、金属纤维燃烧头、点火装置及燃烧室2，本实施例中的金属纤维燃烧头为圆柱体结构，金属纤维燃烧头表面为耐高温金属编织网16，耐高温金属编织网内设置有用于支撑耐高温金属编织网的支撑体15，支撑体为空心柱状体，支撑体的材质可以为耐高温铁铬铝材料，支撑体表面设置有网状通气孔，支撑体内部为腔体，腔体与燃料喷口7连接；燃料预混室分别与燃料进口4及空气滤清器3连接，预混室的出口与风机连接，风机的出风口与金属纤维燃烧头的燃料喷口连接，风机启动后，在燃料口及空气滤清器处产生负压，燃气及空气依靠自身压力和入口负压的作用下进入燃料预混室，初步混合后进入风机，由于风机内气流的强烈湍流作用，空气、燃气得到进一步混合，然后通过燃料喷口进入内腔，在本实施例中多段式金属纤维燃烧器设置在换热器1上的燃烧室2内，在金属纤维燃烧头中部套设有环状的第二进风盘10，第二进风盘与燃烧室内壁紧密结合，以燃料进口处作为金属纤维燃烧头的底部，第二进风盘将燃烧室分为金属纤维燃烧头底部的贫氧燃烧腔11及顶部的富氧燃烧腔12，贫氧燃烧腔内金属纤维燃烧头部份为贫氧燃烧段8，第二进风盘一侧的表面开设有二次出风口17，二次出风口的出风方向朝向金属纤维燃烧头顶部的富氧燃烧段9，本实用新型中燃烧头中的燃烧过程分为两步进行，第一段是α<1的富氧段，在风机前段调整α在0．5—0．7之间，混合燃气由燃料喷口7进入贫氧燃烧腔，此时由于空气不足，空气只能供给部分燃料燃烧，因而火焰温度低，在火焰中还有大量的没有燃烧的燃料和不完全燃烧产物存在，这部份残余物沿金属纤维燃烧头内的腔体随烟气进入富氧燃烧腔，由二次风管13通过第二进风盘供给助燃空气以达到完全燃烧，燃烧后的高温烟气从富氧燃烧腔下侧的高温烟气出口14送入换热器进行换热程序，本实用新型中，在二次空气送入时，由于炉内冷却作用，烟气温度降低，导致富氧燃烧段温度也降低，因而在富氧燃烧段也有效控制了NOx的生成，在相同的空气供应量的情况下，本实用新型的温度比普通燃烧方式低。在本实施例中，第二进风盘为环状盘体，环状盘体的一侧设置有进风室18，进风室与二次风管13连接，环状盘体的另一侧开设有若干二次出风口17，二次出风口通过出风管19与进风室连接，如图4所示，出风管向进风盘的中心轴线方向倾斜设置，更加有利于二次燃烧的进行。

在详细说明本实用新型的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围，且本实用新型亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。