一种螺旋环肋水冷型冷焰燃气燃烧器制造技术

本发明专利技术公开了一种螺旋环肋水冷型冷焰燃气燃烧器，包括表面燃烧装置和三级水冷循环装置：表面燃烧装置包含螺旋环肋，螺旋环肋设置多层，多层螺旋环肋与燃烧器轴线成一定角度布置，构成螺旋阶梯状等压进气室，多层螺旋环肋内侧设置有点火枪孔/中心二次风管；三级水冷循环装置包含进水集箱和出水集箱，进水集箱和出水集箱分别和环置冷却水管连接形成闭合水循环回路，螺旋环肋上贯穿设置有环置冷却水管构成第一级水冷表面，燃烧室内部设置有低U型管束和高U型管束，构成第二级水冷表面和第三级水冷表面，整体形成类球体冷焰燃烧表面。本发明专利技术保证气体燃料燃烧时稳定、高效、清洁和安全，还可以实现火焰表面水冷，冷却管道组成闭合的循环回路。合的循环回路。合的循环回路。

【技术实现步骤摘要】
一种螺旋环肋水冷型冷焰燃气燃烧器


[0001]本专利技术属于冷焰燃气燃烧器
，具体涉及一种螺旋环肋水冷型冷焰燃气燃烧器。

技术介绍

[0002]天然气作为一种清洁能源，具有燃烧效率高，污染物控制成本低且污染物排放少等优点，天然气在燃烧的过程中仍会产生一些大气污染物如氮氧化物等，根据其来源主要分为热力型、快速型和燃料型，其中燃料型和快速型的生成几乎可以忽略不计，热力型NO
x
占据全部氮氧化物排放的90％以上。
[0003]控制NOx的排放关键：一是控制氮氧化物的生成，二是控制将已经产生的氮氧化物还原成N2。控制氮氧化物的生成主要是控制燃烧温度，通过降低燃烧温度减少氮氧化物的排放。热力型NO
x
生成的主要影响因素有燃烧温度、氧气浓度和反应物停留时间等。当燃烧的温度高于1300℃时，反应速率就会增长5～6倍，此时氮氧化物的生成量成指数增加。由于天然气的热值很高，燃烧温度通常可以高达2000K以上，而在燃烧温度高于1300℃时，温度每增加100℃，反应速度将增大6～7倍，此时导致氮氧化物的原始排放呈指数增加。虽然国内现阶段燃气锅炉低氮燃烧技术已经得到一定发展，如分级燃烧、烟气再循环、贫燃预混、水冷预混等，然而部分技术仍然存在成本高、效果差、不适用于高压及超临界锅炉等缺点。

技术实现思路

[0004]为了克服以上技术问题，本专利技术的目的在于提供一种螺旋环肋水冷型冷焰燃气燃烧器，该燃气装置能够实现等压进气，燃气均匀、低温低NOx表面燃烧，同时可以有效防止回火，保证气体燃料燃烧时的稳定、高效、清洁和安全，冷却管道组成闭合的循环回路，还可以实现火焰表面水冷。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种螺旋环肋水冷型冷焰燃气燃烧器，包括表面燃烧装置和三级水冷循环装置：
[0007]所述表面燃烧装置包含螺旋环肋8，螺旋环肋8设置多层，围绕点火枪孔/中心二次风管3设置，所述多层螺旋环肋8与燃烧器轴线成角度θ布置，构成螺旋阶梯状等压进气室11；
[0008]所述三级水冷循环装置包含进水集箱2和出水集箱4，进水集箱2和出水集箱4分别和环置冷却水管5连接形成闭合水循环回路，环置冷却水管5沿燃烧器轴线贯穿螺旋环肋8上设置，构成第一级水冷表面，燃烧室7内部设置有低U型管束10和高U型管束9，低U型管束10和高U型管束9呈十字交叉高低布置，构成第二级水冷表面和第三级水冷表面，整体形成类球体冷焰燃烧表面，所述燃烧室7为圆筒状包覆在U型管束外。
[0009]所述低U型管束10和高U型管束9均为环置冷却水管5的延伸，出入口均与半球形出水集箱4进水集箱2连接，共同构成该装置的水冷循环结构。
[0010]所述环置冷却水管5沿圆周方向等间距斜置于螺旋环肋8，倾斜角度θ和螺旋环肋8
结构倾斜角度相同，贯穿整个螺旋环肋，构成防回火进气微通道6。
[0011]所述进水集箱2和出水集箱4均为半环形结构，平行布置于进气室11上方，所述环置冷却水管5包括环置冷却水管5a和环置冷却水管5b，冷却水由进水集箱2进入，流经环置冷却水管5a、高U型管束9和低U型管束10后经对角布置的环置冷却水管5b汇集于出水集箱4。
[0012]所述角度θ呈45
°‑
75
°
布置。
[0013]本专利技术的有益效果：
[0014]本专利技术借助沿螺旋环肋周向环置的冷却水管和高低交叉布置的U型管束，充分降低燃烧温度，同时保证换热效率和燃烧安全性，实现低温低NOx均匀表面燃烧，且适用于常压锅炉、高压锅炉和超临界锅炉。同时也可以作为一种冷却装置，应用于冷却
，起到充分降低热气流温度，保证发热元件安全运行的作用。
附图说明
[0015]图1为本专利技术正视刨面图。
[0016]图2为本专利技术燃烧器结构图。
[0017]图3为本专利技术下视图。
[0018]图4为本专利技术上视图。
[0019]图5为本专利技术进水集箱和出水集箱结构图。
[0020]图6为本专利技术螺旋环肋结构图。
[0021]其中：法兰盘1、进水集箱2、点火枪孔/中心二次风管3、出水集箱4、环置冷却水管5a、环置冷却水管5b、防回火进气微通道6、燃烧室7、螺旋环肋8、高U型管束9、低U型管束10、进气室11。
具体实施方式
[0022]下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0023]参考图1
‑
图6，一种螺旋环肋水冷型冷焰燃气燃烧器，其主要结构为，混合气流由图1的上方多组螺旋环肋8构成的“阶梯”状混合气体入口进入；一级环置水冷管5通过焊接的方式与多组螺旋环肋8相连接，构成带肋冷却水管，所述多组螺旋环肋8与燃烧器轴线成θ角布置；一级环置水冷管5沿圆周方向等间距斜置，安装角度与螺旋环肋8倾斜角相同；所述多组螺旋环肋8与一级环置冷却水管5构成防回火进气微通道6，出口构成“阶梯”状燃烧平面；一级环置水冷管5与高U型管束9和低U型管束10连接，高U型管束9和低U型管束10分别构成二级水冷和三级水冷结构；所述进水集箱2和出水集箱4和一级环置水冷管5另一端连接，和高U型管束9和低U型管束10构成该冷却装置的水循环系统。
[0024]本专利技术可以保证混合气体在燃烧器表面形成表面燃烧，设有螺旋环肋8，借助圆周方向等间距安装的冷却水管以及高低布置冷却管束降低火焰燃烧温度，有效增加换热量及换热效率。
[0025]所述环置水冷管2与燃烧器轴线成θ角度等间距圆周方向斜置，螺旋环肋8与环置冷却水管5构成了防回火进气微通道6；所述与燃烧器轴线成θ角布置的多组螺旋环肋8呈现出“阶梯”状结构的气流入口，当混合气流经“阶梯”状进气表面进入防回火进气微通道6时，
形成等压进气，保证混合气流在流动方向上均匀进气，进而在出口形成均匀的表面燃烧；所述螺旋环肋8使得气流呈旋转状态进入燃烧器，高湍动度的出口气流使低温燃烧效果进一步加强，同时有助于点火，强化燃烧；螺旋上升的结构使得流通截面积沿进气方向逐渐减小，有效防止预混燃烧出现回火，保证了预混燃烧的安全性。
[0026]与燃烧器轴线成θ角布置的多组螺旋环肋8、环置冷却水管5贯穿螺旋环肋8构成第一级水冷表面，进水集箱2和出水集箱4分别和环置冷却水管5连接形成闭合水循环回路，高U型管束9和低U型管束10十字交叉高低布置构成第二级和第三级水冷，同时网状球形错列结构可以增加烟气与冷却水管的换热面积，增加燃烧的湍动度，强化换热。网状火焰表面水冷管道结构为U型循环管束，三级水冷整体形成类球体冷焰，多重水冷表面布置充分吸收预混火焰和高温烟气热量，有效降低其温度，从而实现低温低NOx燃烧。
[0027]所述环置冷却水管5上端与进水集箱2和出水集箱4连接，下端与低U型管束10和高U型管束9连接，进水集箱中的冷却水分别从环置冷却水管5a进入，后流经U型管束从环置冷却水管5b流出至对角出水集箱，共同构成该装置的冷却水循环系统。
[0028]所述点火本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种螺旋环肋水冷型冷焰燃气燃烧器，其特征在于，包括表面燃烧装置和三级水冷循环装置：所述表面燃烧装置包含螺旋环肋(8)，螺旋环肋(8)设置多层，围绕点火枪孔/中心二次风管(3)设置，所述多层螺旋环肋(8)与燃烧器轴线成角度θ布置，构成螺旋阶梯状等压进气室(11)；所述三级水冷循环装置包含进水集箱(2)和出水集箱(4)，进水集箱2和出水集箱(4)分别和环置冷却水管(5)连接形成闭合水循环回路，环置冷却水管5沿燃烧器轴线贯穿螺旋环肋(8)设置，构成第一级水冷表面，燃烧室(7)内部设置有低U型管束(10)和高U型管束(9)，低U型管束(10)和高U型管束(9)呈十字交叉高低布置，构成第二级水冷表面和第三级水冷表面，整体形成类球体冷焰燃烧表面，所述燃烧室(7)为圆筒状包覆在U型管束外。2.根据权利要求1所述的一种螺旋环肋水冷型冷焰燃气燃烧器，其特征在于，所述低U型管束(10)和高U型管束(9)均为环置冷却水管(5)的延伸，出入...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛艳青，许良，商逸民，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：