一种低氧型水冷超低氮水冷燃烧器的制作方法

1.本实用新型涉及燃烧器领域技术，尤其是指一种低氧型水冷超低氮水冷燃烧器。


背景技术：

2.燃气锅炉燃烧产生氮氧化物，氮氧化物危害大气环境，产生雾霾，新的标准要求锅炉的氮氧化物排放量不超过30mg/m3。氮氧化物排放量主要取决于锅炉配套的燃烧器。目前市场上能满足要求的低氮燃烧器有两种，第一种是烟气再循环低氮燃烧器，这种燃烧器主要有欧美燃烧器厂家生产，价格昂贵，且因为在炉内加大了非可燃烟气，需要更大的炉膛燃烧空间，使锅炉的热效率降低；另外一种是金属网表面燃烧低氮燃烧器，这种燃烧器的金属网上有很多的微小孔隙，使用一段时间后空气中的杂质堵塞小孔，需要定期清洗。
3.对于专利cn201720848220《一种水冷翅片管火排全预混低氮燃烧器》提出的燃烧中，通过水冷翅片管解决了回火的问题，由于火焰没有充分的冷却，火焰整体温度还比较高，也难以避免局部的高温，只有当烟气中氧含量达到6％以上时，才可以保证尾部排烟中的nox低于30mg/m3。
4.专利cn201720848220《一种水冷翅片管火排全预混低氮燃烧器》，只通过水冷解决了火焰回火时，通过水冷吸热，降低火焰温度，从而达到熄灭火焰，防止回火的问题。但没有解决天然气在低氧的情况下的超低氮燃烧问题。只在火焰根部有水的冷却，火焰整体温度还比较高，也难以避免局部的高温，只有当烟气中氧含量达到6％以上时，才可以保证尾部排烟中的nox低于30mg/m3。
5.因此，有必要研究一种方案以解决上述问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种低氧型水冷超低氮水冷燃烧器，其能有效解决天然气燃烧后nox排放低于30mg/m3的问题，并且解决部分水冷燃烧器只能在高过量空气(尾部烟气中空气含量高于6％)时，才能nox才能低于30mg/m3的问题。
7.为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：
8.一种低氧型水冷超低氮水冷燃烧器，包括有鼓风机、气体混合装置以及水冷燃烧头；该气体混合装置设置于鼓风机的进口处，气体混合装置具有空气进口和燃气进口；该水冷燃烧头包括有外壳、上集箱和下集箱，该外壳内具有布风腔，该布风腔连通鼓风机的出口，布风腔内设置有多孔布气板；该上集箱和下集箱分别设置于外壳的上下两端，上集箱和下集箱之间设有上下竖直并排设置的火排和稳焰管，火排和稳焰管的两侧设有连通管，火排位于多孔布风板和稳焰管之间，所述火排、稳焰管、连通管的内部中空且与上集箱和下集箱连通。
9.优选的，所述连通管上设有点火装置、观火孔和火焰探测器。
10.优选的，所述下集箱中设有进水口，所述上集箱中设有出水口。
11.优选的，所述火排由竖直设置的异形螺旋翅片管组成，且相邻的异形螺旋翅片管间形成缝隙。
12.优选的，所述稳焰管并列竖直排布，稳焰管与火排平行设置且稳焰管设于火排的前方，稳焰管与异形螺旋翅片管顶端位置对齐。
13.优选的，所述火排设置有一排，所述稳焰管设置有一排，且稳焰管和连通管之间围成火焰燃烧的空间。
14.优选的，所述鼓风机为变频风机。
15.优选的，所述空气进口处设置有空气过滤器，该燃气进口设置有燃气阀组。
16.本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：
17.本产品采用全预混燃烧方式，火排和稳焰管中的冷却水能够快速带走热量，有效降低火焰温度，减小有害气体的产生；同时火焰燃烧稳定，不会发生回火爆燃、堵塞、熄火等现象。尤其在低过量空气系数的情况下(例如烟气中氧含量低于2.5％)，氮氧化物排放量达到30mg/m3，在提高燃烧效率的同时，大大降低的nox的排放。
18.为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明：
附图说明
19.图1是本实用新型之较佳实施例的主视图；
20.图2是本实用新型之较佳实施例的俯视图；
21.图3是本实用新型之较佳实施例的侧视图；
22.图4是本实用新型之较佳实施例中水冷燃烧头的局部截面图；
23.图5是本实用新型之较佳实施例中多孔布气板的局部放大示意图。
24.附图标识说明：
25.10、鼓风机
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20、气体混合装置
26.21、空气进口
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22、燃气进口
27.30、水冷燃烧头
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31、外壳
28.32、上集箱
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33、下集箱
29.34、多孔布气板
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35、火排
30.351、异形螺旋翅片管
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352、t形板
31.36、稳焰管
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37、连通管
32.301、布风腔
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302、进水口
33.303、出水口
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304、通道
34.305、点火装置
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306、观火孔
35.307、火焰探测器
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41、空气过滤器
36.42、燃气阀组
具体实施方式
37.请参照图1至图5所示，其显示出了本实用新型之较佳实施例的具体结构，包括有
鼓风机10、气体混合装置20以及水冷燃烧头30。
38.该气体混合装置20设置于鼓风机10的进口处，气体混合装置20具有空气进口21和燃气进口22，该气体混合装置20用于将空气和燃气进行混合，在本实施例中，所述空气进口21处设置有空气过滤器41，该燃气进口22设置有燃气阀组42；该鼓风机10为变频风机，通过与燃气阀组42的匹配可以精确控制每个燃烧负荷下的燃气流量，从而达到提高燃烧效率的目的，并且，该气体混合装置20设置在鼓风机10的进口处，可以满足在燃烧器在较低的供气压力下满负荷工作，并且由于鼓风机10的二次搅拌混合作用，燃气和空气的混合将更加均匀，燃烧更加充分。
39.该水冷燃烧头30包括有外壳31、上集箱32和下集箱33，该外壳31内具有布风腔301，该布风腔301连通鼓风机10的出口，布风腔301内设置有多孔布气板34；该上集箱32和下集箱33分别设置于外壳31的上下两端，上集箱32和下集箱33之间设有上下竖直并排设置的火排35和稳焰管36，火排35和稳焰管36的两侧设有连通管37，火排35位于多孔布风板34和稳焰管36之间，所述火排35、稳焰管36、连通管37的内部中空且与上集箱32和下集箱33连通。
40.在本实施例中，所述下集箱33中设有进水口302，所述上集箱32中设有出水口303。所述火排35由竖直设置的异形螺旋翅片管351组成，且相邻的异形螺旋翅片管351间形成缝隙，异形螺旋翅片管351之间设有t形板352，所述异形螺旋翅片管351为八边形的倒翅翅片管，倒掉的翅片与相邻的翅片和管壁间形成了许多狭小的通道304，其中靠近多孔布气板34的边和与该边相对应的边均为弧形；所述稳焰管36并列竖直排布，稳焰管36与火排35平行设置且稳焰管36设于火排35的前方，稳焰管36与异形螺旋翅片管351顶端位置对齐；并且，所述火排35设置有一排，所述稳焰管36设置有一排，且稳焰管36和连通管37之间围成火焰燃烧的空间；所述连通管37上设有点火装置305、观火孔306和火焰探测器307，该连通管37一方面起到支撑固定的作用，另一方面起到阻止火焰向二侧面辐射传热的作用，连通管37内部通冷却水用于降低火焰温度。
41.详述本实施例的工作原理如下：
42.工作时，该鼓风机10用于输送混合气体，经过布气腔301均匀补齐后进入水冷燃烧头30中，燃烧过程中，火排35和稳焰管36中的冷却水能够带走温度，降低火焰温度，有效减少氮氧化物的产生。工作时，稳焰管36相当于气体流动的钝体，使燃烧气体经过圆管后，背面形成负压，重新回燃新的未燃烧的气体，使得燃烧能连续进行。由于火排35中窄缝的阻力，气体出窄缝后压力降低，使得燃烧区域的压力比等压腔低，不易产生回火；预混气体燃烧速度快，呈蓝色，火焰长度短，一般不超过150mm。
43.本实用新型的设计重点是：本产品采用全预混燃烧方式，火排和稳焰管中的冷却水能够快速带走热量，有效降低火焰温度，减小有害气体的产生；同时火焰燃烧稳定，不会发生回火爆燃、堵塞、熄火等现象。尤其在低过量空气系数的情况下(例如烟气中氧含量低于2.5％)，氮氧化物排放量达到30mg/m3，在提高燃烧效率的同时，大大降低的nox的排放。
44.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。