涡旋再循环燃烧燃烧器头制造技术

一种用于燃烧器的涡旋再循环燃烧头，包括：壳体，其具有通孔、上游端和下游端，该上游端和下游端布置在通孔的相对侧，所述壳体构造成接收燃烧空气；主燃料入口，其布置成邻近壳体的上游端，构造成将主燃料流引入到壳体中；副燃料入口，其布置在主燃料入口的下游，构造成将副燃料流引入到壳体中；火焰保持头，其包括固定到壳体的下游端的扩散板，该扩散板包括多个开口、多个散热片和环；以及延伸构件，其固定到火焰保持头的外表面。

Swirl recirculation burner head

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涡旋再循环燃烧燃烧器头
本公开总体上涉及一种燃烧燃烧器头(combustionburnerhead)，更具体地，涉及一种产生低浓度的一氧化碳和氮氧化物排放的涡旋再循环燃烧燃烧器头。
技术介绍
与燃烧化石燃料相关的常见问题是一氧化碳和氮氧化物(NOx)的产生和排放。在燃气和燃油锅炉中，燃料和空气在燃烧器中混合，并且设置有点火装置以点燃燃烧室内的混合物。热量在燃烧室内产生并通过热交换器传递。烟气从热交换器的烟道中释放出来，并且可以再循环到燃烧过程中，以减少氮氧化物的排放。这种过程称为烟气再循环(FGR)。烟气再循环(FGR)降低了火焰的温度，因此减少了热NOx排放量。烟气再循环(FGR)在最小化一氧化碳(CO)水平方面也发挥着作用。其他过程比如氧化剂和燃料的贫燃料预混合、空气分级和燃料分级也用于减少氮氧化物的排放。燃料分级涉及燃烧少量的主燃料流作为副燃料流的点火源。燃料分级降低了主室中的温度，从而减少热氮氧化物的排放量。当前的法规要求单位NOx含量例如低于百万分之九(ppm)和低于百万分之五(ppm)。不幸的是，随着NOx含量降低，火焰稳定性也降低。在解决火焰稳定性时，火焰的位置和附接很重要。例如，希望将火焰放置得尽可能靠近燃烧器，以使有效锅炉面积最大化。另外，希望火焰在调制时尽可能少地移动以实现最佳性能。尽管其他人试图减少燃烧燃烧器中有害的CO和NOx排放量，但仍需要改进以进一步减少产生和排放的一氧化碳和氮氧化物的量，同时保持火焰稳定性。
技术实现思路
本公开涉及一种用于操作燃烧燃烧器的创造性燃烧头，使得排放出降低浓度的一氧化碳和氮氧化物并维持火焰稳定性。燃烧头包括带有多个散热片的扩散板，以提供涡旋和均匀的自旋。燃烧头还包括固定在扩散器的外表面上的环，以帮助稳定涡旋。该系统还可以包括烟气再循环。用于燃烧器的燃烧头的实施例的优点在于，火焰稳定在燃烧器的鼻部和锅炉的壁之间。在燃烧头的实施例中，火焰锚固到燃烧器的前部。燃烧头的实施例的另一个优点在于，火焰底部位于燃烧室上。本文所述的涡旋再循环燃烧燃烧器可以由任何合适的材料制成，包括陶瓷、聚合物、黑色金属和有色金属及其合金和复合材料。通常，在一方面，提供了一种用于燃烧器的涡旋再循环燃烧头，包括：壳体，其具有通孔、上游端和下游端，该上游端和下游端布置在通孔的相对侧，所述壳体构造成接收燃烧空气；主燃料入口，其布置成邻近壳体的上游端，构造成将主燃料流引入到壳体中；副燃料入口，其布置在主燃料入口的下游，构造成将副燃料流引入到壳体中；火焰保持头，其包括固定到壳体的下游端的扩散板，该扩散板包括多个开口、多个散热片和环；以及延伸构件，其固定到火焰保持头的外表面。根据一实施例，多个散热片沿周向等距间隔开。根据一实施例，延伸构件布置在火焰保持头的下游端。根据一实施例，包括固定在多个开口之一内的至少一个切向孔，至少一个切向孔构造成重新引导主燃料流的一部分远离环。根据一实施例，多个散热片中的每个包括第一端和第二端，其中第一端是自由的，而第二端与环相邻。根据一实施例，第二端邻接环。根据一实施例，多个散热片中的每个以相对于燃烧头的竖直轴线成一定角度布置，其中该角度在5-50度之间。根据一实施例，多个散热片中的每个以相对于燃烧头的竖直轴线成一定角度布置，其中该角度在20-40度之间。根据一实施例，多个散热片中的每个以相对于燃烧头的竖直轴线成一定角度布置，其中该角度约为30度。根据一实施例，包括多个切向孔并且其固定在多个开口内，每个切向孔包括中空体和具有开口的头部，其中该中空体和开口连接以使得燃料可以穿过其中，并且其中该开口布置成相对于中空体约为90度。通常，在另一方面，提供了一种用于燃烧器的涡旋再循环燃烧头，包括：壳体，其具有通孔、上游端和下游端，该上游端和下游端布置在通孔的相对侧，所述壳体构造成接收燃烧空气；主燃料入口，其布置成邻近壳体的上游端，构造成将主燃料流引入到壳体中；副燃料入口，其布置在主燃料入口的下游，构造成将副燃料流引入到壳体中；火焰保持头，其包括固定到壳体的下游端的扩散板，该扩散板包括多个开口、多个散热片和环；以及延伸构件，其固定到火焰保持头的外表面。多个开口布置在环的径向外侧，而多个散热片布置在环的径向内侧。根据一实施例，延伸构件布置在火焰保持头的下游端。根据一实施例，包括至少一个切向孔并且其固定在多个开口之一内，至少一个切向孔构造成重新引导主燃料流的一部分远离环。根据一实施例，多个散热片中的每个以相对于燃烧头的竖直轴线成一定角度布置，其中该角度在5-50度之间。根据一实施例，包括多个切向孔并且固定在多个开口内，每个切向孔包括中空体和具有开口的头部，其中该中空体和开口连接以使得燃料可以穿过其中，并且其中该开口布置成相对于中空体约为90度。通常，在另一方面，提供了一种用于燃烧器的涡旋再循环燃烧头，包括：壳体，其具有通孔、上游端和下游端，该上游端和下游端布置在通孔的相对侧，所述壳体构造成接收燃烧空气；主燃料入口，其布置成邻近壳体的上游端，构造成将主燃料流引入到壳体中；副燃料入口，其布置在主燃料入口的下游，构造成将副燃料流引入到壳体中；火焰保持头，其包括固定到壳体的下游端的扩散板，该扩散板包括多个开口、多个散热片和环；以及延伸构件，其固定到火焰保持头的外表面。在运行中，火焰在火焰保持头的径向外侧稳定。应当理解，前述概念和下面更详细讨论的附加概念(假设这样的概念不相互矛盾)的所有组合被认为是本文公开的专利技术主题的一部分。特别地，出现在本公开结尾处的要求保护的主题的所有组合被认为是本文公开的专利技术主题的一部分。根据以下描述的实施例，本专利技术的这些及其他方面将显而易见。附图说明如在附图中所示，通过下面对本公开的示例性实施例的更具体描述，前述内容将显而易见，在整个不同的视图中，相似的附图标记指代相同的部件。附图不一定按比例绘制，而是将重点放在图示本公开的实施例上。图1是根据本公开示例性实施例的用于燃烧器的涡旋再循环燃烧头的透视图。图2是根据本公开示例性实施例的图1的涡旋再循环燃烧头的右端正视图。图3是根据本公开示例性实施例的图1的涡旋再循环燃烧头的左端正视图。图4是根据本公开示例性实施例的总体上沿图2中的线A-A截取的图1的涡旋再循环燃烧头的横截面图。具体实施方式下面描述本专利技术的示例性实施例。现在参考附图，其中在整个附图中，相似的附图标记指代相似的部件，示出了用于燃烧器的涡旋再循环燃烧头100，其产生低浓度的一氧化碳和氮氧化物排放，同时提供改善的火焰稳定性。尽管附图示出了涡旋再循环燃烧头，其包括以朝上的方向布置的主燃料入口和副燃料入口，但应当理解的是，在操作中，涡旋再循环燃烧头布置成使得主燃料入口和副燃料入口以朝下的方向或任何方向布置。图1示出了根据实施例的用于燃烧器的涡旋再循环燃烧头100的透视图。图2是图1的涡旋再循环燃烧头的右端正视图。图3是图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于燃烧器的涡旋再循环燃烧头，包括：/n壳体，其具有通孔、上游端和下游端，该上游端和下游端布置在通孔的相对两侧，所述壳体构造成接收燃烧空气；/n主燃料入口，其布置成邻近壳体的上游端，构造成将主燃料流引入到壳体中；/n副燃料入口，其布置在主燃料入口的下游，构造成将副燃料流引入到壳体中；/n火焰保持头，其包括固定到壳体的下游端的扩散板，该扩散板包括多个开口、多个散热片和环；以及/n延伸构件，其固定到火焰保持头的外表面。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170614 US 15/622,2701.一种用于燃烧器的涡旋再循环燃烧头，包括：
壳体，其具有通孔、上游端和下游端，该上游端和下游端布置在通孔的相对两侧，所述壳体构造成接收燃烧空气；
主燃料入口，其布置成邻近壳体的上游端，构造成将主燃料流引入到壳体中；
副燃料入口，其布置在主燃料入口的下游，构造成将副燃料流引入到壳体中；
火焰保持头，其包括固定到壳体的下游端的扩散板，该扩散板包括多个开口、多个散热片和环；以及
延伸构件，其固定到火焰保持头的外表面。


2.根据权利要求1所述的涡旋再循环燃烧头，其中，所述多个散热片沿周向等距间隔开。


3.根据权利要求1所述的涡旋再循环燃烧头，其中，所述延伸构件布置在火焰保持头的下游端。


4.根据权利要求1所述的涡旋再循环燃烧头，还包括至少一个切向孔，其固定在多个开口之一内，所述至少一个切向孔构造成重新引导主燃料流的一部分远离所述环。


5.根据权利要求1所述的涡旋再循环燃烧头，其中，所述多个散热片中的每个包括第一端和第二端，其中第一端是自由的，而第二端与所述环相邻。


6.根据权利要求5所述的涡旋再循环燃烧头，其中，所述第二端邻接所述环。


7.根据权利要求1所述的涡旋再循环燃烧头，其中，所述多个散热片中的每个以相对于燃烧头的竖直轴线成一定角度布置，其中该角度在5-50度之间。


8.根据权利要求1所述的涡旋再循环燃烧头，其中，所述多个散热片中的每个以相对于燃烧头的竖直轴线成一定角度布置，其中该角度在20-40度之间。


9.根据权利要求1所述的涡旋再循环燃烧头，其中，所述多个散热片中的每个以相对于燃烧头的竖直轴线成一定角度布置，其中该角度约为30度。


10.根据权利要求1所述的涡旋再循环燃烧头，还包括多个切向孔，其固定在多个开口内，每个切向孔包括中空体和具有开口的头部，其中该中空体和开口连接以使得燃料可...

【专利技术属性】
技术研发人员：JJ比尔德，E科比特，JP桑德范，JB范德普尔，
申请(专利权)人：韦伯斯特燃烧技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US