一种低NOx燃气燃烧器结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种低NOx燃气燃烧器结构，包括中心燃料气通道、外围助燃空气进气结构、限流燃料孔、顶部燃料腔、燃料喷射孔、径向燃料分配管、外层助燃空气通道、外层旋流叶片、内层助燃空气通道、助燃空气限流孔和内层旋流叶片。本实用新型专利技术的有益效果是：通过中心燃料气通道以及外围助燃空气进气结构，将燃料气和助燃空气分别分为两级，内层燃料通过燃料喷射孔喷出，同内层旋流助燃空气混合；外层燃料直接射入外层助燃空气，经过旋流叶片进入燃烧区，通过径向燃料分配管和内、外层旋流装置的共同作用，保证燃烧器出口处速度分布合理、燃料气和助燃空气掺混均匀，合理控制燃烧区域，从而保证燃烧的稳定性和良好的NOx减排效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种燃烧器结构，具体为一种低NOx燃气燃烧器结构，属于天然气洁净燃烧应用

技术介绍
NOx是一种重要的大气污染物，是引发酸雨、雾霾的重要因素。随着环保要求的日益提高，对于NOx排放量的限制也日趋严格。近些年，以天然气等气体作为燃料的清洁型燃气燃烧器得到了大力发展。燃气燃烧器具有安全高效、操作简便等优点。但燃气燃烧器的NOx污染物排放仍有很大的改善空间，人们仍在努力寻找着降低污染物排放的各种技术手段。因此，一种低NOx燃气燃烧器结构的设计对于组织燃烧、降低污染物排放尤为重要。燃气燃烧器通过将燃料气和助燃空气进行混合并组织燃烧来达到释放热量的目的。通过合理的设计燃烧器结构，在保证燃烧可靠、高效的基础上，尽可能减少局部高温区的产生，使燃料气和助燃空气混合均匀，从而抑制燃烧过程中NOx的生成、减少NOx的排放量。对比专利：中国专利：CN102721058B，采用内、外两层燃料枪的结构形式，调整燃烧区域内燃料和空气的分布，减少高温区域的形成，降低NOx的排放量，但是，由于燃料枪喷出的燃料气在进入燃烧区前，与助燃空气混合的距离短、时间少，导致这一区域燃料气和助燃空气的掺混效果变差，造成燃烧区域内浓度、温度分布不均匀，增加NOx的生成量。因此，仍然需要更加合理有效的一种低NOx燃气燃烧器结构形式来组织燃烧和控制污染物排放。
技术实现思路
本技术的目的就在于为了解决现有燃气燃烧器中燃料气和助燃空气的掺混效果差，影响组织燃烧和降低污染物生成的问题而提供一种低NOx燃气燃烧器结构。本技术通过以下技术方案来实现上述目的，一种低NOx燃气燃烧器结构，包括中心燃料气通道以及设置在所述中心燃料气通道外侧的外围助燃空气进气结构，所述中心燃料气通道内部设有限流燃料孔和顶部燃料腔，且顶部燃料腔的顶端设有燃料喷射孔；所述中心燃料气通道的外壁设有径向燃料分配管，且径向燃料分配管连通中心燃料气通道和外层助燃空气通道；所述外围助燃空气进气结构分为外层助燃空气通道和内层助燃空气通道，且内层助燃空气通道包含助燃空气限流孔和内层旋流叶片；外层助燃空气通道出口处设有外层旋流叶片。优选的，所述外层旋流叶片和内层旋流叶片旋流方向相反。优选的，所述径向燃料分配管与外层旋流叶片之间的距离为径向燃料分配管的直径的2～4倍。优选的，所述外层旋流叶片和内层旋流叶片的旋流叶片个数为6～12个。优选的，所述外层旋流叶片和内层旋流叶片的旋流角度为25°～60°。优选的，所述燃料喷射孔和径向燃料分配管的个数为6～12个。优选的，所述燃料喷射孔的直径为2～4mm。本技术的有益效果是：该种低NOx燃气燃烧器结构，通过中心燃料气通道以及外围助燃空气进气结构，将燃料气和助燃空气分别分为两级，内层燃料通过燃料喷射孔喷出，同内层旋流助燃空气混合；外层燃料直接射入外层助燃空气，经过旋流叶片进入燃烧区，通过径向燃料分配管和内、外层旋流装置的共同作用，保证燃烧器出口处速度分布合理、燃料气和助燃空气掺混均匀，合理控制燃烧区域，从而保证燃烧的稳定性和良好的NOx减排效果。附图说明图1为本技术的一种低NOx燃气燃烧器内部结构的示意图；图2为本技术的一种低NOx燃气燃烧器整体结构的示意图；图3为本技术的一种低NOx燃气燃烧器整体结构A处剖视图。图中：1、中心燃料气通道；2、外围助燃空气进气结构；3、限流燃料孔；4、顶部燃料腔；5、燃料喷射孔；6、径向燃料分配管；7、外层助燃空气通道；8、外层旋流叶片；9、内层助燃空气通道；10、助燃空气限流孔；11、内层旋流叶片。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。请参阅图1-3所示，一种低NOx燃气燃烧器结构，包括中心燃料气通道1以及外围助燃空气进气结构2，燃料气通过中心燃料气通道1进入，受限流燃料孔3的作用分成两部分，一部分燃料气通过限流燃料孔3进入顶部燃料腔4，顶部燃料腔4的顶端设有径向均匀分布的多个燃料喷射孔5，燃料气流经燃料喷射孔5后进入燃烧区；另一部分燃料气通过位于中心燃料气通道1外壁的多个径向燃料分配管6，进入外层助燃空气通道7中，同助燃空气进行预混合，再经过外层旋流叶片8强烈混合后，进入燃烧区，经过预混合的气体在燃烧过程中温度低，可以有效地抑制NOx的生成，助燃空气被外围助燃空气进气结构2分成两部分，一部分进入外层助燃空气通道7，另一部分进入内层助燃空气通道9，其中，助燃空气限流孔10决定内、外层助燃空气的分配比例，经过助燃空气限流孔10进入内层助燃空气通道9的助燃空气，经过内层旋流叶片11进入燃烧区，同燃料喷射孔5喷射出的燃料气均匀混合，形成稳定的燃烧区域；另一部分进入外层助燃空气通道7的助燃空气，同来自径向燃料分配管6的燃料气进行预混合，形成预混合气体，再经过外层旋流叶片8进入燃烧区，外层旋流叶片8与径向燃料分配管6在轴向上相对交错布置，能够为喷嘴提供更宽的设计空间，满足不同燃料气和助燃空气掺混的需要，改善喷嘴出口的混合气速度分布。作为本技术的一种优化技术方案：外层旋流叶片8和内层旋流叶片11旋流方向相反，通过两层旋流气体的剪切作用，保证稳定的燃烧区域。作为本技术的一种优化技术方案：径向燃料分配管6与外层旋流叶片8之间的距离为径向燃料分配管6的直径的2～4倍，从而，在保证燃料气和助燃空气预混合均匀的前提下，防止发生负荷波动引起的火焰回传现象。作为本技术的一种优化技术方案：外层旋流叶片8和内层旋流叶片11的旋流叶片个数为6～12个。作为本技术的一种优化技术方案：外层旋流叶片8和内层旋流叶片11的旋流角度为25°～60°，根据燃烧腔室的尺寸合理选择旋流角度的数值，控制火焰形状和火焰强度。作为本技术的一种优化技术方案：燃料喷射孔5和径向燃料分配管6的个数为6～12个。作为本技术的一种优化技术方案：燃料喷射孔5的直径为2～4mm，配合内层旋流叶片11的旋流角度选取，达到最佳的混合效果。本技术在使用时：燃料气通过中心燃料气通道1进入，一部分燃料气进入顶部燃料腔4，从燃料喷射孔5沿径向喷射出，同来自内层助燃空气通道9的助燃空气通过旋流作用相互混合均匀，进入下游的燃烧区，形成燃烧器的中心燃烧区，另一部分燃料气通过径向燃料分配管6，进入外层助燃空气通道7中，同助燃空气进行预混合，再经过外层旋流叶片8形成旋流后，进入燃烧区，形成燃烧器的外层燃烧区，受外层旋流叶片8和内层旋流叶片11旋流方向相反产生的剪切作用，中心燃烧区和外层燃烧区相互连通，进行物质和热量传递，共同形成燃烧器稳定、高效的燃烧区域。其中，中心燃烧区为富燃料区，通过局部的富燃料抑制NOx的生成；外层燃烧区为贫燃料预混合气体，燃烧温度低，同样起到减少NOx排放的效果。对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低NOx燃气燃烧器结构，包括中心燃料气通道(1)以及设置在所述中心燃料气通道(1)外侧的外围助燃空气进气结构(2)，其特征在于：所述中心燃料气通道(1)内部设有限流燃料孔(3)和顶部燃料腔(4)，且顶部燃料腔(4)的顶端设有燃料喷射孔(5)；所述中心燃料气通道(1)的外壁设有径向燃料分配管(6)，且径向燃料分配管(6)连通中心燃料气通道(1)和外层助燃空气通道(7)；所述外围助燃空气进气结构(2)分为外层助燃空气通道(7)和内层助燃空气通道(9)，且内层助燃空气通道(9)包含助燃空气限流孔(10)和内层旋流叶片(11)；外层助燃空气通道(7)出口处设有外层旋流叶片(8)。

【技术特征摘要】
1.一种低NOx燃气燃烧器结构，包括中心燃料气通道(1)以及设置在所述中心燃料气通道(1)外侧的外围助燃空气进气结构(2)，其特征在于：所述中心燃料气通道(1)内部设有限流燃料孔(3)和顶部燃料腔(4)，且顶部燃料腔(4)的顶端设有燃料喷射孔(5)；所述中心燃料气通道(1)的外壁设有径向燃料分配管(6)，且径向燃料分配管(6)连通中心燃料气通道(1)和外层助燃空气通道(7)；所述外围助燃空气进气结构(2)分为外层助燃空气通道(7)和内层助燃空气通道(9)，且内层助燃空气通道(9)包含助燃空气限流孔(10)和内层旋流叶片(11)；外层助燃空气通道(7)出口处设有外层旋流叶片(8)。2.根据权利要求1所述的一种低NOx燃气燃烧器结构，其特征在于：所述外层旋流叶片(8)和内层旋流叶...

【专利技术属性】
技术研发人员：周世武，
申请(专利权)人：中能服能源科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11