一种小喉口的低热值低NOx燃气燃烧器的制作方法

一种小喉口的低热值低nox燃气燃烧器
技术领域
1.本实用新型涉及燃气燃烧器技术领域，具体为一种小喉口的低热值低nox燃气燃烧器。


背景技术：

2.目前市场上有一些低热值气燃烧器可供使用，但因工业可燃废气的压力低热值低，同等出力下燃气量大，燃烧器内部，一般都是单独布置燃气通道至燃烧器喉口端面，和助燃风的通道不在空间上重合，即助燃风通道内基本不布置燃气通道，导致燃烧器的喉口较大。对于燃烧器安装孔已定的改造项目来说，存在燃烧器喉口大，燃烧器装不进去需要动让管的情况，这将导致项目成本增加，施工量大的问题。此外，市场上对于低热值气，为了稳燃往往布置有较大区域的低速稳燃区，浪费了空间。
3.本实用新型创新低热值气燃烧器结构，将外燃气枪通道、内燃气枪通道布置在空气通道内，使低热值燃烧器结构紧凑，燃烧器的喉口较小，且耦合中心稳燃技术、分级燃烧、浓淡燃烧等低氮燃烧技术，使燃烧器的稳燃性能好，nox的排放低。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种小喉口的低热值低nox燃气燃烧器，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种小喉口的低热值低nox燃气燃烧器，包括自内向外同轴设置的中心风管、中心燃料管、外燃气喷枪和燃烧器喉口，所述中心风管内部设置有中心风通道，中心风管的一端设置有中心风管端面，所述中心风管端面设置有稳焰装置，所述中心燃料管内部设置有中心燃料通道，中心燃料管的一端设置有中心燃料管端面，中心燃料管端面安装有中心燃气喷嘴组件，所述中心燃料管和外燃气喷枪之间形成有外圈旋流风通道，所述燃烧器喉口与所述外燃气喷枪之间形成有外圈直流风通道，所述中心燃料管上固定连接有内置燃气喷枪，内置燃气喷枪位于所述外圈旋流风通道内部，所述外燃气喷枪端面安装有外燃气喷头。
6.更进一步地，所述稳焰装置包括稳焰盘和稳焰板，所述稳焰盘固定在所述中心风管的端面，所述稳焰盘内部固定连接有稳焰盘内筒，稳焰盘内筒外壁固定连接有小旋流叶片，所述稳焰板固定在外圈旋流风通道的端面处，所述稳焰板端面开设有多个冷却风孔。
7.更进一步地，所述中心燃气喷嘴组件包括内燃气分配板，内燃气分配板固定在所述中心燃料管端面，所述内燃气分配板端面呈圆周状设置有多个中心燃气喷嘴。
8.更进一步地，所述中心燃气喷嘴的形状为呈梯形或者圆形中的一种，中心燃气喷嘴环形多层布置在内燃气分配板上。所述中心燃气喷嘴包括多个呈圆周状设置在内燃气分配板端面的梯形中心燃气喷嘴，其中一组相邻的两个梯形中心燃气喷嘴之间设置有圆形中心燃气喷嘴。
9.更进一步地，所述内燃气分配板为向中心燃料通道内部缩小的喇叭状结构，内燃
气分配板内壁与中心燃料通道轴线角度为0-60
°
。
10.更进一步地，所述内置燃气喷枪包括连通在所述中心燃料管上的内燃气通道管，内燃气通道管的另一端固定连接有内燃气喷头。
11.更进一步地，所述内燃气喷头的朝向为多个内燃气喷头形成圆周的切线方向。
12.更进一步地，所述外燃气喷头包括多个外燃气喷口一和多个外燃气喷口二，外燃气喷口一的喷口朝向外圈直流风通道区域，外燃气喷口二的喷口朝向设置有两个，一个喷口为朝向外圈直流风通道区域，并设置有朝前燃气喷口朝向直流风通道的轴线方向，外燃气喷枪外部设置有外燃气枪通道将外燃气喷枪包围在内。
13.更进一步地，所述外圈旋流风通道内部设置有中心筒，中心筒一端设置有中心筒端面，中心筒端面与所述中心燃料管的内壁之间固定连接有多个旋流叶片。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
15.1、燃烧器小喉口，更便于使用于燃烧器安装孔小的改造项目。内置燃气喷枪设置在外圈旋流风通道内，外燃气喷枪设置在外圈风直流通道内，该燃烧器结构紧凑，燃烧器的喉口较小。
16.2、该燃烧器的稳燃性能好。中心燃气喷口使中心燃气以0
°‑
60
°
的角度向燃烧器内斜喷，中心风通道内设有稳焰盘，以稳定中心火焰；并在中心燃气喷口外侧设置稳焰板，保护中心火焰；且设置内燃气枪，环形布置，连接内外火焰，使火焰连贯性好，故该燃烧器的稳燃性能好。
17.3、助燃风的旋流强度大，燃气径向喷射穿透出空气层，且范围广，nox排放低。助燃风的旋流强度大，使燃气和空气混合的更均匀，降低nox的排放；耦合浓淡燃烧、分级燃烧技术，使燃烧器中心浓燃烧，外围淡燃烧，降低nox的排放。且燃气的喷射范围广，使燃料燃烧的火焰充满度高，减少局部高温区，进一步降低nox的排放。
18.4、外燃气枪喷嘴轴向伸出喉口出口端面，以便烟气内卷吸。
19.本实用新型通过创新低热值燃烧器的结构设计，将内置燃气喷枪设置在外圈旋流风通道内，外燃气喷枪设置在外圈风直流通道内，使燃烧器的结构紧凑，喉口较小，且耦合中心稳燃技术、分级燃烧、浓淡燃烧等低氮燃烧技术，使燃烧器的稳燃性能好，nox的排放低。该燃烧器在燃烧器喉口较小的改造项目，具有很大的优势，可以不用动燃烧器区域的让管，大大减少了改造的工作量。
附图说明
20.图1为本实用新型的整体结构示意图；
21.图2为本实用新型的半剖结构示意图；
22.图3为本实用新型的内燃气喷口环形布置示意图；
23.图4为本实用新型的稳焰装置和中心燃气喷嘴组件结构示意图；
24.图5为本实用新型的小旋流叶片结构示意图。
25.图中：1、稳焰装置；11、稳焰盘；111、稳焰盘内筒；112、小旋流叶片；12、稳焰板；121、冷却风孔；2、助燃风通道；21、中心风通道；211、中心风管；212、中心风管端面；22、外圈风通道；221、外圈旋流风通道；222、外圈直流风通道；3、中心燃料通道；31、中心燃料管；32、中心燃料管端面；4、中心燃气喷嘴组件；41、内燃气分配板；42、中心燃气喷嘴；421、梯形中
心燃气喷嘴；422、圆形中心燃气喷嘴；4221、内喷燃气喷口；5、内置燃气喷枪；51、内燃气通道；52、内燃气喷头；6、中心筒；61、中心筒端面；7、旋流叶片；8、外燃气喷枪；81、外燃气喷头；811、外燃气喷口一；812、外燃气喷口二；8121、朝前燃气喷口；82、外燃气枪通道；9、燃烧器喉口；91、燃烧器喉口端面。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件所必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.此外，应当理解，为了便于描述，附图中所示出的各个部件的尺寸并不按照实际的比例关系绘制，例如某些层的厚度或宽度可以相对于其他层有所夸大。
29.应注意的是，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义或说明，则在随后的附图的说明中将不需要再对其进行进一步的具体讨论和描述。
30.如图1-图5所示，本实用新型提供一种技术方案：一种小喉口的低热值低nox燃气燃烧器，包括自内向外同轴设置的中心风管211、中心燃料管31、外燃气喷枪8和燃烧器喉口9，中心风管211内部设置有中心风通道21，中心风管211的一端设置有中心风管端面212，中心风管端面212设置有稳焰装置1，中心燃料管31内部设置有中心燃料通道3，中心燃料管31的一端设置有中心燃料管端面32，中心燃料管端面32安装有中心燃气喷嘴组件4，中心燃料管31和外燃气喷枪8之间形成有外圈旋流风通道221，燃烧器喉口9与外燃气喷枪8之间形成有外圈直流风通道222，中心燃料管31上固定连接有内置燃气喷枪5，内置燃气喷枪5位于外圈旋流风通道221内部，外燃气喷枪8端面安装有外燃气喷头81，同轴设置的中心风管211、中心燃料管31、外燃气喷枪8和燃烧器喉口9通过安装面板进行连接，安装面板在安装时进行固定图中未进行展示，外圈旋流风通道221内部设置有中心筒6，中心筒6一端设置有中心筒端面61，中心筒端面61与中心燃料管31的内壁之间固定连接有多个旋流叶片7。
31.如图4所示，稳焰装置1包括稳焰盘11和稳焰板12，稳焰盘11固定在中心风管211的端面，稳焰盘11内部固定连接有稳焰盘内筒111，稳焰盘内筒111外壁固定连接有小旋流叶片112，稳焰板12固定在外圈旋流风通道221的端面处，稳焰板12端面开设有多个冷却风孔121。
32.如图4所示，中心燃气喷嘴组件4包括内燃气分配板41，内燃气分配板41固定在中心燃料管端面32，内燃气分配板41端面呈圆周状设置有多个中心燃气喷嘴42，所述中心燃气喷嘴42的形状可呈梯形、圆形或者根据设计需求设计成面积达标的其他形状即可，中心燃气喷嘴环形42多层布置在内燃气分配板41上。中心燃气喷嘴42包括多个呈圆周状设置在
内燃气分配板41端面的梯形中心燃气喷嘴421，其中一组相邻的两个梯形中心燃气喷嘴421之间设置有圆形中心燃气喷嘴422，内燃气分配板41为向中心燃料通道3内部缩小的喇叭状结构，内燃气分配板41内壁与中心燃料通道3轴线角度为0-60
°
。
33.如图2-图3所示，内置燃气喷枪5包括连通在中心燃料管31上的内燃气通道管51，内燃气通道管51的另一端固定连接有内燃气喷头52，内燃气喷头52的朝向为多个内燃气喷头52形成圆周的切线方向。
34.如图1-图2所示，外燃气喷头81包括多个外燃气喷口一811和多个外燃气喷口二812，外燃气喷口一811的喷口朝向外圈直流风通道222区域，外燃气喷口二812的喷口朝向设置有两个，一个喷口为朝向外圈直流风通道222区域，并设置有朝前燃气喷口8121朝向直流风通道22的轴线方向，外燃气喷枪8外部设置有外燃气枪通道82将外燃气喷枪8包围在内。
35.本实用新型的目的是创新低热值气燃烧器机头的结构，提供一种小喉口的低热值低nox燃气燃烧器，将外燃气枪通道82、内燃气枪通道布置在空气通道内，使低热值燃烧器结构紧凑，燃烧器的喉口较小，且耦合中心稳燃技术、分级燃烧、浓淡燃烧等低氮燃烧技术，使燃烧器的稳燃性能好，nox的排放低。
36.本实用新型提供包括：助燃风通道2、稳焰装置1、中心燃料通道3、中心燃气喷嘴组件4、内置燃气喷枪5、中心筒6、旋流叶片7、外燃气喷枪8和燃烧器喉口9，其中稳焰装置1中包含稳焰盘11和稳焰板12，助燃风通道2中包含中心风通道21、外圈直流风通道222和外圈旋流风通道221。以燃烧装置的中心轴线为中心，中心风通道21(稳焰盘11)、中心燃料通道3(中心燃气喷嘴组件4)、旋流叶片7(内置燃气喷枪5)、中心筒6、外燃气喷枪8、燃烧器喉口9依次从里向外同轴对称设置。内置燃气喷枪5设置在外圈旋流风通道221内，外燃气喷枪8设置在外圈直流风通道222内，该燃烧器结构紧凑，燃烧器的喉口较小。且耦合中心稳燃技术、分级燃烧、浓淡燃烧等低氮燃烧技术，使燃烧器的稳燃性能好，nox的排放低。
37.中心风通道21由中心风管211构成，中心风管端面212伸出燃烧器喉口端面91布置；
38.稳焰盘11设置在中心风通道21内，可以是旋流式或者平板式。本例中以旋流式为例，稳焰盘11由稳焰盘内筒111和若干个小旋流叶片112组成，小旋流叶片112焊接在稳焰盘内筒111上，本实施例中，小旋流叶片112设置了12片。
39.中心燃料通道3为中心燃料管31和中心风管211之间形成的通道，中心燃料管31端面伸出燃烧器喉口端面91布置；
40.中心燃气喷嘴组件4放置在中心燃料管端面32处，由内燃气分配板41和中心燃气喷嘴42构成。内燃气分配板41一端和中心风管211相焊接，另一端和中心燃料管31相焊接，内燃气喷头52与燃烧器轴线之间的角度为a，其中0
°
≤a《60
°
，使中心燃气以0
°‑
60
°
的角度向燃烧器内斜喷，稳定中心火焰。中心燃气喷嘴42设置在内燃气分配板41上，数个环形布置。中心燃气喷嘴可根据需求具体设计形状，可设计成梯形喷口，圆形喷口等，本专利图中的喷口形式有两种，一种是梯形中心燃气喷嘴421，一种是带内喷燃气喷口4221的圆形中心燃气喷嘴422，内喷燃气喷口4221向燃烧器中心供燃料，用于稳定最内中心火焰。本实施例中，梯形中心燃气喷嘴421设置了10个，带内喷燃气喷口4221的圆形中心燃气喷嘴422设置了1个，圆形中心燃气喷嘴422上设置了一个内喷燃气喷口4221。
41.旋流叶片7布置在燃烧器的前端，焊接在中心燃料管31和中心筒6上，按需布置数片，中心燃料管31和中心筒6之间构成外圈旋流风通道221，旋流叶片7使位于外圈旋流风通道221内的助燃风以旋流的形式流出，且旋流强度大。本实施例中，旋流叶片7设置了12片。
42.稳焰板12固定在中心燃料管31外侧，旋流叶片7的下游，稳焰板12上设置有冷却风通孔121，防止稳焰板12烧坏。稳焰板12可保护中心火焰稳定，防止上游大量的助燃风冲击中心火焰。
43.内置燃气喷枪5布置在外圈旋流风通道221内，由内燃气通道51和内燃气喷头52构成。内燃气喷头52伸出旋流叶片7布置，多个内燃气喷头52环形布置，连接内外火焰；内燃气通道51布置在外圈旋流风通道221内，外圈旋流风通道221与外圈直流风通道222工作组成外圈风道22。如图3所示，本实施例中，内置燃气喷枪5设置了4支。
44.中心筒6为环形管，布置在燃烧器喉口9内，中心筒端面61伸出燃烧器喉口端面91布置，中心燃料管31和中心筒6之间构成外圈旋流风通道221；燃烧器喉口9和中心筒6之间构成外圈直流风通道222。
45.外燃气喷枪8设置在外圈直流风通道222内，多个外燃气喷枪8环形布置，外燃气喷枪8由外燃气枪通道82和外燃气喷头81组成，外燃气枪通道82和外燃气喷头81相焊接，外燃气喷头81伸出燃烧器喉口端面91设置。外燃气喷头81由外燃气喷口一811和外燃气喷口二812组成，二者间隔布置，外燃气喷头81和燃烧器中心轴向所成的角度为b，30
°
≤b≤90
°
，使外燃气以角度b向外斜喷出，穿透空气层，形成浓燃烧，燃气的喷射范围广。外燃气喷口一811中仅有朝外的燃气喷口，外燃气喷口二812中除有朝外的燃气喷口外，还有设置有朝前燃气喷口8121，使部分外燃气朝前喷出。本实施例中，外燃气喷枪8共设置了15支，其中外燃气喷口一811设置了10个，外燃气喷口二812中设置了5个，外燃气喷口一811和外燃气喷口二812间隔设置。
46.燃烧器喉口9布置在燃烧器最外侧。
47.该系统工作时，助燃空气从助燃风通道2中进入燃烧器分别进入中心风通道21、外圈旋流风通道221、外圈直流风通道222中，将助燃风分为中心风、外圈旋流风和外圈直流风；燃料分别从中心燃料通道3和外燃气通道83中进入燃烧器，其中从中心燃料通道3中进入的中心燃料分别通至中心燃气喷嘴42和内置燃气喷枪5中。中心风经稳焰盘11以旋流风的方式和从中心燃气喷嘴42中向内斜喷和直喷的中心燃气经点火枪点燃进行浓燃烧，形成中心火焰，抑制燃料型nox和热力型nox的生成，降低nox的排放。稳焰板12保护中心火焰的稳定，阻挡了上游大量的气流对中心火焰的冲击，同时少量的空气从冷却风孔中流出，冷却稳焰板12不被烧坏。从外燃气枪喷出的朝外、朝前的大量外燃气，在不同的角度不同的位置上和直流风相混合、并进行淡燃烧，抑制燃料型nox和热力型nox的生成，降低nox的排放。强度大的轴流风逐渐扩散至燃烧器外围，使未充分燃烧的外燃料和中心燃料充分完全燃烧。从内置燃气喷枪中喷出燃气，连接内外火焰，进一步稳定燃烧器的火焰，使燃烧器具有优异的稳燃性。
48.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附实施例及其等同物限定。