一种低氮燃气燃烧器的制作方法

本实用新型涉及燃烧技术领域，是一种清洁燃烧装置，具体涉及一种新型低氮燃气燃烧器。

背景技术：

中国是世界上最大的钢铁生产国，2018年粗钢产量9.28亿吨，占世界粗钢总产量的51.3％。钢铁行业是耗能大户，产生污染的环节多，污染排放量大。据测算，2018年钢铁行业二氧化硫、氮氧化物和颗粒物排放量分别为105万吨、163万吨、273万吨，约占全国排放总量的6％、9％、19％，是目前我国主要的大气污染排放源之一。

氮氧化物(nox)是燃烧产生烟气中的主要有害物质之一，大气中的nox主要源于燃烧。高浓度的nox排放带来了巨大的经济损失，导致我国超过40％的国土面积出现了酸雨。不仅如此，nox排入大气之后将在大气中产生光化学烟雾，最终导致臭氧层被破坏、温室效应、农作物减产、人体及动物眼睛和呼吸道疾病，更有甚者直接致死。

可见传统的燃气燃烧器已经不能满足排放要求，低nox燃气燃烧器将成为新的发展主流方向，且市场需求很大。目前，我国低nox燃气燃烧器主要依赖国外进口，不仅存在有些水土不服的现象，且价格昂贵。因此，自主研发先进的低nox燃气燃烧器具有重要的现实意义

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种低氮燃气燃烧器，以不同角度多级供风的新型燃烧器结构，使燃烧器燃烧过程中规避了火焰可能形成的局部高温区，从而降低了nox的生成浓度。本实用新型提供的一种低氮燃气燃烧器，燃烧过程中nox的排放质量浓度低于30mg/m³。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种低氮燃气燃烧器，包括燃烧器外筒、三次空气旋流喷头、二次空气斜喷管、一次空气引射管、燃气喷管、助燃空气入口、燃气管道；所述燃烧器外筒内形成助燃空气管道，燃烧器外筒上设有助燃空气入口，所述燃气管道伸入燃烧器外筒中；在所述燃烧器外筒的出口处以燃烧器中心轴为中心沿径向由内到外依次分布燃气喷管、二次空气斜喷管、三次空气旋流喷头；每个燃气喷管外套一个一次空气引射管，所述燃气喷管连通燃气管道，所述一次空气引射管连通助燃空气管道；所述二次空气斜喷管、三次空气旋流喷头分别连通助燃空气管道，所述二次空气斜喷管出口向轴中心方向斜向设置。

所述燃气喷管为六个，呈圆形阵列均布。

所述二次空气斜喷管为六个，呈圆形阵列均布。

所述二次空气斜喷管与燃烧器中心轴呈10°-15°角倾斜。

所述三次空气旋流喷头的旋流喷口扭转角为25°-45°。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的低氮燃气燃烧器在具体操作时，通过燃气喷管喷出的燃气与一次引射空气形成一次贫氧燃烧火焰。二次空气斜向吹向一次燃烧火焰，既可提供二次燃烧所需的助燃空气又可以将未燃烧的燃气及燃烧产生的烟气快速吹离高温燃烧区。三次空气呈旋流状由燃烧器最外层送入炉膛，在强旋流空气的作用下，加速了燃气与空气的混合，提高燃烧效率，防止火焰局部高温的产生，同时部分烟气回流降低了氧含量，抑制了nox的产生。通过上述操作，使得燃气燃烧器的nox排放质量浓度降低至30mg/m³以下，满足最新环保标准要求，结构简单，操作方便，经济效益及社会效益好。

附图说明

图1为本实用新型的局部结构示意图；

图2为本实用新型的截面图；

图3为本实用新型的整体结构示意图。

图中：1-燃烧器外筒、2-三次空气旋流喷头、3-二次空气斜喷管、4-一次空气引射管、5-燃气喷管、6-助燃空气入口、7-燃气管道。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

见图1-图3，一种低氮燃气燃烧器，包括燃烧器外筒1、三次空气旋流喷头2、二次空气斜喷管3、一次空气引射管4、燃气喷管5、助燃空气入口6、燃气管道7；所述燃烧器外筒1内形成助燃空气管道，燃烧器外筒1上设有助燃空气入口6，所述燃气管道7伸入燃烧器外筒1中；在所述燃烧器外筒1的出口处以燃烧器中心轴为中心沿径向由内到外依次分布燃气喷管5、二次空气斜喷管3、三次空气旋流喷头2；每个燃气喷管5外套一个一次空气引射管4，所述燃气喷管5连通燃气管道7，所述一次空气引射管4连通助燃空气管道；所述二次空气斜喷管3、三次空气旋流喷头2分别连通助燃空气管道，所述二次空气斜喷管3出口向轴中心方向斜向设置。

所述燃气喷管5为六个，呈圆形阵列均布。

所述二次空气斜喷管3为六个，呈圆形阵列均布。

所述二次空气斜喷管3与燃烧器中心轴呈10°-15°角倾斜。

所述三次空气旋流喷头2的旋流喷口扭转角为25°-45°，三次空气旋流喷头2与燃烧器外筒1组成旋流空气通道。

燃气喷管5、二次空气斜喷管3、三次空气旋流喷头2以燃烧器轴向中心为圆心由内到外依次分布。最内层为六个燃气喷管5，每个燃气喷管5外套一个一次空气引射管4，组成一次燃烧结构，呈圆形阵列分布。次外层布置六个斜向的二次空气斜喷管3，呈圆形阵列分布，以一定倾角向燃烧器中心轴延长方向汇聚，六个二次空气斜喷管3的交角汇聚在火焰的顶焰面上。最外层三次空气旋流喷头2与燃烧器外筒1形成旋流空气通道。

一次空气引射管4，二次空气斜喷管3，三次空气旋流喷头2均通过助燃空气入口6供入空气；燃气喷管5通过燃气管道7供入燃气。一次空气引射管4与燃气喷管5呈套筒结构，依靠燃气喷管5引射作用将一次空气带入，边混合边向前扩散燃烧，火焰喷入炉膛。

本实用新型的具体工作过程为：

燃气喷管5将燃气分为六股细流喷出燃烧器，带动一次空气混合燃烧、扩散送入炉膛。由于燃气的多流股喷射提高了与一次空气混合的均匀性，扩大了散热面积，燃烧温度降低，减少nox的产生量。

助燃空气在燃烧器内分三级送出。其中一次空气依靠燃气喷管5引射作用带入混合燃烧流程中，二者在炉膛内进行贫氧燃烧，抑制了nox的生成；二次空气与燃烧器中心轴成15°吹向一次燃烧的火焰，交角位于火焰顶焰面上，混入一次燃烧后产生的高温烟气和未燃烧的燃气，既可以为二次燃烧提供氧，使燃气与空气混合更加充分，又可以将燃烧产生的烟气迅速吹离高温燃烧区，缩短烟气在高温区停留时间，减少nox的产生量。三次空气呈旋流状由最外层的三次空气旋流喷头2送入火焰轮廓中，在强旋流空气的作用下，其一是加速了燃气与空气的混合，稳定燃烧和加速燃烧反应，提高燃烧效率，其二是强旋流空气使燃烧器出口产生回流区，搅动周围的烟气回流到火焰轮廓中，形成烟气自循环，在防止火焰局部高温的产生的同时，创造了贫氧环境与条件，抑制了nox生成。

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