本發(fā)明涉及一種燃燒器結(jié)構(gòu)，具體為一種新型低氮氧化物燃燒器結(jié)構(gòu)，屬于天然氣潔凈燃燒應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

NOx是一種重要的大氣污染物，是引發(fā)酸雨、霧霾的重要因素。隨著環(huán)保要求的日益提高，對于NOx排放量的限制也日趨嚴格。近些年，以天然氣等氣體作為燃料的清潔型燃氣燃燒器得到了大力發(fā)展。燃氣燃燒器具有安全高效、操作簡便等優(yōu)點。但燃氣燃燒器的NOx污染物排放仍有很大的改善空間，人們?nèi)栽谂ふ抑档臀廴疚锱欧诺母鞣N技術(shù)手段。因此，一種新型低氮氧化物燃燒器結(jié)構(gòu)的設(shè)計對于組織燃燒、降低污染物排放尤為重要。

燃氣燃燒器通過將天然氣和空氣進行混合并組織燃燒來達到釋放熱量的目的。通過合理的設(shè)計燃燒器結(jié)構(gòu)，在保證燃燒可靠、高效的基礎(chǔ)上，盡可能減少局部高溫區(qū)的產(chǎn)生，使天然氣和空氣混合均勻，從而抑制燃燒過程中NOx的生成、減少NOx的排放量。

對比專利：中國專利：CN105135432A”和“CN103842724B”中涉及到的燃氣燃燒器已經(jīng)在設(shè)計理念和結(jié)構(gòu)形式上進行改善和提升，但是這些發(fā)明生成的污染物尤其是氮氧化物還不能滿足日益提高的環(huán)保要求。因此，仍然需要更加合理有效的一種低氮氧化物燃氣燃燒器結(jié)構(gòu)形式來組織燃燒和控制污染物排放。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就在于為了解決現(xiàn)有燃氣燃燒器中天然氣和空氣的摻混效果差，影響組織燃燒和降低污染物生成的問題而提供一種新型低氮氧化物燃燒器結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的，一種新型低氮氧化物燃燒器結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)部天然氣通道和助燃氣通道，所述內(nèi)部天然氣通道前端設(shè)有天然氣氣室，且天然氣氣室頂端布置有徑向天然氣噴射孔；所述內(nèi)部天然氣通道的外壁面布置有多個外圍天然氣支管，且外圍天然氣支管頂端開有徑向天然氣射流孔和軸向天然氣射流孔；所述外圍天然氣支管包含向中心傾斜的內(nèi)側(cè)旋流支管和向外圍傾斜的外側(cè)旋流支管，內(nèi)側(cè)旋流支管和外側(cè)旋流支管交錯布置；所述助燃氣通道分為內(nèi)層軸向助燃氣通道、中間層旋流助燃氣通道、外層軸向助燃氣通道，且中間層旋流助燃氣通道包含空氣旋流裝置。

優(yōu)選的，所述空氣旋流裝置的葉片個數(shù)為6～12個。

優(yōu)選的，所述空氣旋流裝置的旋流角度為25°～60°。

優(yōu)選的，所述外圍天然氣支管的個數(shù)為6～12個。

優(yōu)選的，所述徑向天然氣噴射孔的直徑為4～10mm。

優(yōu)選的，所述徑向天然氣噴射孔的個數(shù)為6～10個。

優(yōu)選的，所述徑向天然氣射流孔和軸向天然氣射流孔的直徑為1～4.5mm。

優(yōu)選的，所述每個外圍天然氣支管上的徑向天然氣射流孔和軸向天然氣射流孔的個數(shù)為16～32個。

本發(fā)明的有益效果是：該種新型低氮氧化物燃燒器結(jié)構(gòu)通過內(nèi)部天然氣通道以及助燃氣通道，將燃料分為內(nèi)、外兩級，空氣分成三級，形成分級燃燒。通過內(nèi)側(cè)旋流支管、外側(cè)旋流支管、空氣旋流裝置的共同作用，使天然氣在燃燒器的徑向方向上達到最優(yōu)的均勻分布效果，保證燃燒器出口處速度分布合理，燃料氣和助燃空氣配比合理、摻混均勻，合理控制燃燒區(qū)域，從而保證燃燒的穩(wěn)定性和良好的NOx減排效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種新型低氮氧化物燃燒器結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的一種新型低氮氧化物燃燒器結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的一種新型低氮氧化物燃燒器結(jié)構(gòu)的A處結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖中：1、內(nèi)部天然氣通道；2、助燃氣通道；3、天然氣氣室；4、徑向天然氣噴射孔；5、外圍天然氣支管；6、徑向天然氣射流孔；7、軸向天然氣射流孔；8、內(nèi)側(cè)旋流支管；9、外側(cè)旋流支管；10、內(nèi)層軸向助燃氣通道；11、中間層旋流助燃氣通道；12、外層軸向助燃氣通道；13、空氣旋流裝置。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1-3所示，一種新型低氮氧化物燃燒器結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)部天然氣通道1以及助燃氣通道2，進入內(nèi)部天然氣通道1的天然氣分為兩部分，一部分進入前端的天然氣氣室3，從氣室頂端的徑向天然氣噴射孔4噴出；另一部分天然氣進入周向均勻分布的外圍天然氣支管5，通過外圍天然氣支管5頂端的徑向天然氣射流孔6和軸向天然氣射流孔7噴出；其中，根據(jù)外圍天然氣支管5頂端端面的傾斜方向分為向中心傾斜的內(nèi)側(cè)旋流支管8和向外圍傾斜的外側(cè)旋流支管9兩種，兩種支管交錯間隔布置；助燃空氣進入助燃氣通道2后分成三部分，分別進入內(nèi)層軸向助燃氣通道10、中間層旋流助燃氣通道11、外層軸向助燃氣通道12；其中，進入內(nèi)層軸向助燃氣通道10的助燃空氣同來自天然氣噴射孔4的天然氣相互摻混，形成穩(wěn)定的中心燃燒區(qū)域；進入中間層旋流助燃氣通道11的空氣，經(jīng)過空氣旋流裝置13的作用形成強旋流氣體，同來自徑向天然氣射流孔6和軸向天然氣射流孔7的天然氣均勻混合，形成中間的過渡燃燒區(qū)域；進入外層軸向助燃氣通道12的空氣，形成高速度軸向空氣環(huán)，同來自徑向天然氣射流孔6和軸向天然氣射流孔7的天然氣均勻混合，使天然氣在徑向方向上均勻分布，并通過較高的氣流速度控制燃燒器下游火焰的形狀和范圍；通過內(nèi)、外層天然氣分配方式以及相應(yīng)的三層空氣分配方式的共同作用，在燃燒器下游形成高效、可靠的燃燒場；通過將天然氣合理均勻的進行分布，有效降低局部高溫區(qū)的范圍，抑制NOx的生成。

作為本發(fā)明的一種技術(shù)優(yōu)化方案，空氣旋流裝置13的葉片個數(shù)為6～12個，使其工作效率高。

作為本發(fā)明的一種技術(shù)優(yōu)化方案，空氣旋流裝置13的旋流角度為25°～60°，整體更加合理。

作為本發(fā)明的一種技術(shù)優(yōu)化方案，外圍天然氣支管5的個數(shù)為6～12個。

作為本發(fā)明的一種技術(shù)優(yōu)化方案，徑向天然氣噴射孔4的直徑為4～10mm。

作為本發(fā)明的一種技術(shù)優(yōu)化方案，徑向天然氣噴射孔4的個數(shù)為6-10個。

作為本發(fā)明的一種技術(shù)優(yōu)化方案，徑向天然氣射流孔6和軸向天然氣射流孔7的直徑為1～4.5mm，制造成本低。

作為本發(fā)明的一種技術(shù)優(yōu)化方案，每個外圍天然氣支管5上的徑向天然氣射流孔6和軸向天然氣射流孔7的個數(shù)為16-32個，保證燃燒器出口處速度分布合理。

本發(fā)明在使用時：天然氣通過內(nèi)部天然氣通道1進入后分為兩部分，一部分進入前端的天然氣氣室3，從氣室頂端的徑向天然氣噴射孔4噴出；另一部分天然氣進入外圍天然氣支管5，通過天然氣支管5頂端的徑向天然氣射流孔6和軸向天然氣射流孔7噴出。助燃空氣進入助燃氣通道2后分成三部分，分別進入內(nèi)層軸向助燃氣通道10、中間層旋流助燃氣通道11、外層軸向助燃氣通道12。進入內(nèi)層軸向助燃氣通道10的助燃空氣同來自天然氣噴射孔4的天然氣相互摻混；進入中間層旋流助燃氣通道11的空氣，經(jīng)過空氣旋流裝置13的作用形成強旋流氣體，同來自徑向天然氣射流孔6和軸向天然氣射流孔7的天然氣均勻混合；進入外層軸向助燃氣通道12的空氣，形成高速度軸向空氣環(huán)，同來自徑向天然氣射流孔6和軸向天然氣射流孔7的天然氣進行均勻摻混。受各級旋流裝置產(chǎn)生的混合效果和剪切作用，燃燒區(qū)域內(nèi)天然氣和助燃空氣進行劇烈的物質(zhì)和熱量傳遞，共同形成穩(wěn)定、高效的燃燒區(qū)域。通過內(nèi)、外層天然氣分配方式以及相應(yīng)的三層空氣分配方式的共同作用，在燃燒器下游形成高效、可靠的燃燒場。通過將天然氣合理均勻的進行分布，有效降低局部高溫區(qū)的范圍，抑制NOx的生成。

其中，整個燃燒區(qū)分為富燃料中心燃燒區(qū)域、貧燃料過渡燃燒區(qū)域和貧燃料外圍燃燒區(qū)域三部分。中心燃燒區(qū)通過局部的富燃料抑制NOx的生成；過渡燃燒區(qū)和外圍燃燒區(qū)為貧燃料預(yù)混合氣體，燃燒溫度低，同樣起到減少NOx排放的效果。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。