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CN203489263U - 一种富氧燃烧器 - Google Patents

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CN201320411625.8U
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林其钊
胡洪伟
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Abstract

本实用新型提供一种富氧燃烧器，包括：加强筋、氧气腔、氧气进口、调节板、烧嘴砖、旋流片和燃料喷枪；一次氧气入口通道和二次氧气入口通道均在烧嘴砖上，针对不同的燃料特性和燃烧工况通过旋转调节板调节一、二次氧气的比例；一次氧气入口通道采用拉法尔喷管结构，喉管效应产生的负压将烟气卷吸回来与一次氧气混合，有利于提高燃料的着火特性和燃烧稳定性；二次氧气通道向轴心偏转一定角度，使二次氧气能达到火焰的中心，充分混合，提高燃料的燃尽率；卷吸烟气烟道呈对称圆弧线分布，降低烟气卷吸的流动阻力。本实用新型提供的富氧燃烧器能提高燃烧效率同时减少污染物的排放。

Description

一种富氧燃烧器
技术领域
本实用新型涉及一种富氧燃烧器，属于燃烧设备锅炉技术领域。 
背景技术
富氧燃烧技术由于燃烧温度高、烟气带走的焓少、着火特性及火焰稳定性好等优点广受青睐。特别是对于一些劣质燃料和低热值燃料的燃烧能产生显著的经济效益。但是，温度随着氧气浓度的升高，富氧燃烧温度增加，热力NOX升高，有可能会烧毁燃烧设备。并且，富氧燃烧的燃烧火焰短，能量集中，因此富氧燃烧在实际应用中有一定的局限。 
传统富氧燃烧器通常让烧嘴远离高温区，避免温度过高烧坏烧嘴。普遍的方法是采用高速射流、在烧嘴出口处加旋流器、烟气回流等技术。运用射流燃烧技术可以拉长火焰，提升温度场分布的均匀程度。采取烟气回流技术，外部烟气回流或者内部烟气回流，可降低燃烧的温度，提高燃料的可燃性及火焰稳定性。采取分段燃烧技术和烟气回流技术，将燃烧分为产生还原性氛围产物的一次燃烧和将燃料充分燃尽的二次燃烧，一次燃烧的还原性氛围可以将生成的NOX还原，从而降低燃料NOX的排放，解决NOx排放偏高的问题。此外，旋流燃烧技术、引射流燃烧技术，都可增加燃烧湍流度、强化混合过程，有利于降低烧嘴温度。 
本实用新型结合传统燃烧器的分段燃烧技术、内部烟气回流技术、旋流燃烧技术和引射流燃烧技术，能有效提高燃烧效率和降低燃烧污染物的排放。 
发明内容
本实用新型要解决的技术问题为：富氧燃烧因温度过高而产生的热力NOx偏高，烧嘴烧蚀以及因火焰长度短而使温度分布集中的问题。 
本实用新型采用的技术方案：一种富氧燃烧器，包括：加强筋、氧气腔、氧气入口、调节板、烧嘴砖、燃料喷枪及旋流片；所述氧气腔置于烧嘴砖后部，一、二次氧气公用一个氧气腔，通过调节板调节一二次氧气的流量，从而使整个燃烧器在不同燃料、不同工况时，能处于最佳工作状态。一次氧气入口处产生喉管效应，通过卷吸烟道吸入一次燃烧产生的烟气，用于一次氧气的预热，有利于提高燃料的着火特性和火焰稳定性。一次氧气与卷吸的烟 气一起向前流动，流经旋流片旋流混合，产生一定的湍流度，再次卷吸由燃料喷枪喷射出的燃料，不完全燃烧生成还原性氛围的一次燃烧产物。二次氧气从二次氧气入口通道喷射入燃烧室，引射燃烧一次燃烧的产物，提高燃料的燃尽率。 
所述烧嘴砖内的一次氧气入口采用拉法尔喷管结构，形成喉管效应，产生负压，用于卷吸烟气。 
所述烧嘴砖内的二次氧气入口通道有一向前的凸台，入口通道与轴线夹角为15°～30°，使二次氧气能到射流燃料的中心，使燃料充分燃烧，提高燃料的燃尽率。 
所述调节板的外调节孔和内调节孔之间有一定的公共夹角α，顺时针或者逆时针旋转旋流片，可以内、外调节孔通量的大小，从而调节一、二次氧气的比例。 
所述外调节孔和内调节孔成对存在，数目可以为3～12个。 
所述卷吸烟道呈对称分布的圆弧形，能降低卷吸烟气的流动阻力。 
所述旋流片的旋流叶片数目可以为3～12个。 
本实用新型与现有技术相比的优点在于： 
（1）、本实用新型集成了分段燃烧技术、内部烟气回流技术、旋流燃烧技术和引射流燃烧技术。综合利用各种燃烧技术的优点，缩小了燃烧器的尺寸，能有效提高燃烧效率和降低燃烧污染物的排放。 
（2）、相比于传统的燃烧器，本实用新型一、二次氧气公用同一个氧气腔，并能通过旋转调节板调节一、二次氧气的比例，从而使燃烧在不同燃料、不同工况下均能获得最佳效果。 
（3）、本实用新型通过一次氧气入口处的喉管作用卷吸烟气，且烟道呈对称分布的圆弧形，能降低烟气的流动阻力。卷吸的烟气能够提高预热一次氧气，提高燃料的着火特性和火焰稳定性。 
（4）、本实用新型在一次氧气和卷吸烟气的出口处增加了旋流片，能够增强一次氧气和卷吸氧气的混合度，有利于一次氧气的预热，同时能增加氧化性气体的湍流度，进一步加强燃料与氧气的混合程度，提高燃料的可燃性和火焰稳定性。 
（5）、本实用新型二次氧气通道向轴心内偏转15°～30°，能使氧气到达射流燃料的中心与燃料充分接触，提高燃料的燃尽率，与此同时，能将火焰引射到整个燃烧室，使整个燃烧室的温度分布更加均匀。 
附图说明
图1（a）为本实用新型富氧燃烧器的结构示意图，图1（b）为本实用新型富氧燃烧器工作原理图； 
图2为本实用新型富氧燃烧器调节挡板的结构示意图； 
图3为本实用新型富氧燃烧器尾旋流片结构示意图； 
图4为本实用新型旋流片三维图； 
图5为本实用新型富氧燃烧调节板的三种工况图。 
图中：1.加强筋，2.氧气腔，3.氧气入口，4.调节板，5.烧嘴砖，6.二次氧气入口通道，7.一次氧气入口通道，8.燃料喷枪，9.旋流片，10.卷吸烟道，11.外调节孔，12.内调节孔，13.旋流叶片。 
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本实用新型富氧燃烧器的具体实施方式。 
如图1，本实用新型富氧燃烧器由加强筋1、氧气腔2、氧气入口3、调节板4、烧嘴砖5、燃料喷枪8及旋流片9构成。氧气腔2置于烧嘴砖5后部，用于储存氧气。一、二次O2公用一个氧气腔，调节板4位于氧气腔2与烧嘴砖5之间。一次O2入口通道7为两头大中间小的喉管，通过卷吸烟道10呈对称分布的圆弧形。旋流片9位于一次氧气入口通道7出口、卷吸烟道10口后部，如图3、4，旋流叶片13数目为3～12个。二次氧气入口通道6向轴心内偏转15～30°。如图2、5，调节板4外调节孔11和内调节孔12成对分布且相互之间公共夹角为α，孔的数目为3～12个。 
本实用新型富氧燃烧器工作原理如下： 
氧气从氧气入口3进入氧气腔，分别从一次氧气入口通道7和二次氧气入口通道6进入燃烧室，一次氧气入口通道7呈两头大中间小的拉法尔喷管结构，能在喉管处形成负压，通过卷吸烟道10卷吸燃烧室产生的一次烟气。卷吸的一次烟气和一次氧气向前流动，流经旋流片9，加强一次氧气和一次氧气的混合，预热一次烟气，同时增加混合气体的湍流度。从燃料喷枪8喷射出来的燃料与有一定湍流度的燃料混合，在燃料喷枪8出口出发生一次燃烧，其燃烧氛围为富燃料氛围，生成的NOX能被燃料还原，由于烟气回流，能提高燃料的着火特性和火焰稳定性。又因为此时富燃料氛围，火焰温度低于热力NOX生成的1500℃，能显著降低热力NOX的排放。一次烟气继续向前流动，与二次氧气在燃烧室内远离烧嘴的部位发生充分燃烧，此时燃烧氛围为富氧燃烧，燃烧温度高，火焰明亮，由于二次氧气热射方向与轴线夹一定角度，优选为15°～30°，使氧气能到达射流燃料的中心，提高燃料的燃尽率。卷吸烟道10呈对称分布的圆弧型，能降低烟气流动阻力。如图5，调节板4可以顺时针或者逆时针旋转，通过旋转调节板4，可以使整个燃烧器处于一次氧气>二次氧气、一次氧气<二次氧气、一二次氧气入口关闭等三种工况，从而满足不同燃料、不同工况下的燃烧要求。 
本实用新型说明书未详细阐述部分属于本领域公知技术。 
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。 

Claims (7)

1.一种富氧燃烧器，其特征在于，包括：加强筋（1）、氧气腔（2）、氧气入口（3）、调节板（4）、烧嘴砖（5）、燃料喷枪（8）及旋流片（9）；所述氧气腔（2）置于烧嘴砖（5）后部，一、二次氧气公用一个氧气腔，通过调节板（4）调节一二次氧气的流量，从而使整个燃烧器在不同燃料、不同工况时，能处于最佳工作状态；一次氧气入口处产生喉管效应，通过卷吸烟道（10）吸入一次燃烧产生的烟气，用于一次氧气的预热，有利于提高燃料的着火特性和火焰稳定性；一次氧气与卷吸的烟气一起向前流动，流经旋流片（9）旋流混合，产生一定的湍流度，再次卷吸由燃料喷枪（8）喷射出的燃料，不完全燃烧生成还原性氛围的一次燃烧产物；二次氧气从二次氧气入口通道（6）喷射入燃烧室，引射一次燃烧的产物，提高燃料的燃尽率。 
2.根据权利要求1所述的富氧燃烧器,其特征在于：所述烧嘴砖（5）内的一次氧气入口通道（7）通道呈两头大中间小的拉法尔喷管结构，形成喉管效应，产生负压，用于卷吸烟气。 
3.根据权利要求1所述的富氧燃烧器,其特征在于：所述烧嘴砖（5）内的二次氧气入口通道（6）有一向前的凸台，入口通道与轴线夹角为15°～30°，使二次氧气能到达射流燃料的中心，使燃料充分燃烧，提高燃料的燃尽率。 
4.根据权利要求1所述的富氧燃烧器，其特征在于：所述调节板（4）的外调节孔（11）和内调节孔（12）之间有一定的公共夹角α，顺时针或者逆时针旋转旋流片，可以内、外调节孔通量的大小，从而调节一、二次氧气的比例。 
5.根据权利要求4所述的富氧燃烧器，其特征在于：所述外调节孔（11）和内调节孔（12）成对存在，数目为3～12个。 
6.根据权利要求1或2所述的富氧燃烧器，其特征在于：所述卷吸烟道（10）呈对称分布的圆弧形，能降低卷吸烟气的流动阻力。 
7.根据权利要求1或2所述的富氧燃烧器，其特征在于：所述旋流片（9）的旋流叶片（13）数目为3～12个。 
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