本發(fā)明涉及燃氣噴嘴領域,尤其是一種超低氮懸浮式燃燒火焰的燃氣噴嘴。

背景技術：

近年來，大氣污染嚴重，我國大面積的出現霧霾天氣,威脅著國民身心健康。而霧霾的主要元兇就是氮氧化物（NOx），在鍋爐燃燒過程中，生成的NO和NO2氣體合稱為氮氧化物（NOx）。根據氮氧化物（NOx）的生成機理，可將其分為熱力型氮氧化物（NOx）、燃料型氮氧化物（NOx）和快速型氮氧化物（NOx）。熱力型氮氧化物（NOx）是燃燒過程中空氣中的氮氣在爐膛溫度高于1400℃時被大量氧化生成的，因此對于低熱值的燃料，該類型的生成量很少，一般可以忽略不計；燃料型氮氧化物（NOx）是燃料中的含氮化合物在燃燒過程中氧化生成的，占整個燃燒過程生成量的90%以上；快速型氮氧化物（NOx）是在燃燒初期燃料中的碳氫化合物和空氣中的氮氣預混燃燒生成的，它的生成時間極短，生成量也不足5%，通常也可以忽略不計。因此，空氣中的氮氧化物（NOx）主要是燃料型氮氧化物（NOx），鑒于我國氮氧化物排放量居高不下，且已經對環(huán)境和人類健康造成了極大的損害作用，我國氮氧化物的治理已刻不容緩。

目前，控制氮氧化物（NOx）排放的技術按照作用位置大致可以劃分為兩大類：第一類是爐內脫氮，其主要是利用相應技術手段，通過控制爐內燃燒過程來降低其氮氧化物（NOx）的排放。這類技術手段主要包括：低氮氧化物（NOx）燃燒機、空氣分級、低氧燃燒、燃料再燃及煙氣再循環(huán)等。第二類是尾部脫氮，即煙氣凈化技術，此類技術手段主要為脫氮方法，是把尾部煙氣中已經生成的氮氧化物（NOx）還原，進而降低鍋爐內氮氧化物的排放量。這類技術手段包括：選擇性非催化還原法（SNCR）和選擇性催化還原法（SCR）這兩大類。在尾部脫氮的兩大技術手段中，選擇性非催化還原法（SNCR）和選擇性催化還原法（SCR）都能夠大幅地降低氮氧化物（NOx）排放量，但是實現這兩大技術手段的設備昂貴，運行費用高、布置要求高。為此，較之于尾部脫氮，爐內脫氮具有適用范圍廣、經濟效益好、脫氮效率高且設備簡單等諸多優(yōu)勢。但是，現有燃氣燃燒機存在不能把燃氣和空氣進行充分混合，燃氣和空氣混合不均勻，從而導致燃燒不充分，尾氣排放超標，產生氮氧化物（NOx）氣體排放超標，不能滿足相關的排放要求。

技術實現要素：

為了克服上述問題，本發(fā)明向社會提供一種燃氣與空氣能夠充分混合、燃氣和空氣混合得更加均勻的、使得燃氣燃燒更加充分的，產生氮氧化物（NOx）更少的超低氮懸浮式燃燒火焰的燃氣噴嘴。

本發(fā)明的技術方案是：提供一種超低氮懸浮式燃燒火焰的燃氣噴嘴，包括噴嘴本體，所述噴嘴本體包括進風系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)、混合系統(tǒng)和點火針，所述進風系統(tǒng)包括旋風葉輪，所述進氣系統(tǒng)包括第一導氣管和至少兩根第二導氣管，所述混合系統(tǒng)包括混合腔和中心穩(wěn)焰盤，所述第一導氣管由噴嘴本體的進口端伸進所述混合腔內，所述第二導氣管設置在所述混合腔的腔壁上，所述第一導氣管和第二導氣管向所述混合腔內輸送燃氣，所述旋風葉輪設置在噴嘴本體的進口端，且所述旋風葉輪固定在所述第一導氣管上，所述中心穩(wěn)焰盤設置在所述旋風葉輪的前面，且固定在所述第一導氣管上，所述點火針固定在噴嘴本體的外表面。

作為對本發(fā)明的改進，所述進風系統(tǒng)還包括若干梳狀旋流片，若干所述梳狀旋流片設置在噴嘴本體的出口端，且圍繞著所述噴嘴本體的外壁設置。

作為對本發(fā)明的改進，所述混合系統(tǒng)還包括用于將集中的火焰分散的火焰導流器，所述火焰導流器設置在所述第一導氣管的末端。

作為對本發(fā)明的改進，所述中心穩(wěn)焰盤與火焰導流器之間的距離為大于等于7cm小于等于13cm。

作為對本發(fā)明的改進，所述第二導氣管有四支。

作為對本發(fā)明的改進，所述第一導氣管設有若干向所述混合腔輸送燃氣第一通孔。

作為對本發(fā)明的改進，所述第二導氣管設有若干向所述混合腔內輸送燃氣第二通孔，相鄰兩個第二導氣管上的第二通孔的連線互相平行。

作為對本發(fā)明的改進，所述中心穩(wěn)焰盤呈半球形，所述中心穩(wěn)焰盤的外圈設有一圈傾斜設置的條形通孔。

本發(fā)明由于所述噴嘴本體包括進風系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)、混合系統(tǒng)和點火針，所述進風系統(tǒng)包括旋風葉輪，所述進氣系統(tǒng)包括第一導氣管和至少兩根第二導氣管，所述混合系統(tǒng)包括混合腔和中心穩(wěn)焰盤，所述第一導氣管由噴嘴本體的進口端伸進所述混合腔內，所述第二導氣管設置在所述混合腔的腔壁上，所述第一導氣管和第二導氣管向所述混合腔內輸送燃氣，所述旋風葉輪設置在噴嘴本體的進口端，且所述旋風葉輪固定在所述第一導氣管上，所述中心穩(wěn)焰盤設置在所述旋風葉輪的前面，且固定在所述第一導氣管上，所述點火針固定在噴嘴本體的外表面；本發(fā)明在使用時，所述進風系統(tǒng)中的旋風葉輪過來的風經過中心穩(wěn)焰盤后，流速增大并推向四周與第一導氣管和第二導氣管噴入的燃氣充分混合，在中心穩(wěn)焰盤的前部形成一個低流速區(qū)，此處火焰開始燃燒并且不會熄滅，起到穩(wěn)焰的作用，形成了中心穩(wěn)燃區(qū)域，在此區(qū)域內燃氣濃度大，空氣濃度小，形成內部濃燃燒，而在四周由于風量大而形成淡燃燒，此處火焰在經過出口后，與梳狀旋流器出來的二次旋風，再次充分混合形成火焰第二次濃淡燃燒，多次補風混合讓燃氣從低氧氣燃燒，一直到最后燃盡，因此，整個過程中，燃氣能夠與空氣充分混合，且混合后能夠燃燒的更加完全，燃燒效率更高，產生的氮氧化物（NOx）就更少；因此，本發(fā)明具有燃氣與空氣能夠充分混合、燃氣和空氣混合得更加均勻的、使得燃氣燃燒更加充分的，產生氮氧化物（NOx）更少的的優(yōu)點。

附圖說明

圖1所示的是本發(fā)明的一種實施方式的立體結構示意圖。

圖2所示的是沿圖1中的A-A方向剖切的示意圖。

圖3所示的是圖1的仰視圖。

圖4所示的是圖1剖開后的內部結構示意圖。

具體實施方式

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“連接”、“相連”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以是通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明的具體含義。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”、“若干”的含義是兩個或兩個以上。

請先參見圖1至圖4，圖1至圖4揭示的是超低氮懸浮式燃燒火焰的燃氣噴嘴的一種實施方式，一種超低氮懸浮式燃燒火焰的燃氣噴嘴，包括噴嘴本體1，所述噴嘴本體1包括進風系統(tǒng)11、進氣系統(tǒng)12、混合系統(tǒng)13和點火針14，所述進風系統(tǒng)11包括旋風葉輪111，所述進氣系統(tǒng)12包括第一導氣管121和至少兩根第二導氣管122，所述混合系統(tǒng)13包括混合腔131和中心穩(wěn)焰盤132，所述第一導氣管121由噴嘴本體1的進口端10伸進所述混合腔131內，至少兩根所述第二導氣管122設置在所述混合腔131的腔壁上，本實施例中，所述第二導氣管122有四根；所述第一導氣管121和第二導氣管122向所述混合腔131內輸送燃氣，本發(fā)明中，優(yōu)選的，所述第一導氣管121設有若干向所述混合腔131輸送燃氣第一通孔1210，所述第二導氣管122設有若干向所述混合腔131內輸送燃氣第二通孔1220，相鄰兩個第二導氣管122上的第二通孔1220的連線互相平行，本實施例中，四支所述第二導氣管122是部分鑲嵌在所述混合腔131的腔壁上的，使得所述第二導氣管122一部分位于混合腔131內，一部分位于混合腔131外，所述第二通孔1220即位于第二導氣管122的位于混合腔131內的部分，四支所述第二導氣管122將混合腔131形成的圓分割成四等分。所述旋風葉輪111設置在噴嘴本體1的進口端10，且所述旋風葉輪111固定在所述第一導氣管121上，所述中心穩(wěn)焰盤132設置在所述旋風葉輪111的前面，且固定在所述第一導氣管121上，所述點火針14固定在噴嘴本體1的外表面，所述點火針14有兩根，兩根所述點火針14之間的距離為在0.8cm-1.2cm之間,本實施例中，優(yōu)選的，兩根所述點火針14之間的距離是1cm,所述點火針14的針尖從所述噴嘴本體1的出口端19伸進混合腔131內部；本發(fā)明中，所述進風系統(tǒng)11還包括若干梳狀旋流片112，若干所述梳狀旋流片112設置在噴嘴本體1的出口端19，且圍繞著所述噴嘴本體1的外壁設置，所述梳狀旋流片112用于將空氣進行處理使其旋轉前進，所述混合系統(tǒng)13還包括用于將集中的火焰分散的火焰導流器133，所述火焰導流器133設置在所述第一導氣管121的末端。

本發(fā)明中，優(yōu)選的，所述中心穩(wěn)焰盤132與火焰導流器133之間的距離為大于等于7cm小于等于13cm，本實施例中，優(yōu)選的，，所述中心穩(wěn)焰盤132與火焰導流器133之間的距離10 cm。

本發(fā)明在使用時，所述進風系統(tǒng)11中的旋風葉輪111過來的空氣經過中心穩(wěn)焰盤132后流速突然增大并推向混合腔131的四周與第一導氣管121和第二導氣管122噴入的燃氣充分混合，使混合變得更加充分，在燃燒之前就形成了空氣和燃氣的預混合，在中心穩(wěn)焰盤132的前部形成一個低流速區(qū)，點火針14點火，低流速區(qū)處火焰開始燃燒并且不會熄滅，起到穩(wěn)焰的作用，形成了中心穩(wěn)燃區(qū)域，在此區(qū)域內燃氣濃度大，空氣濃度小，形成內部濃燃氣燃燒，而在混合腔131的四周由于風量大形成淡燃燒，此過程即為混合腔131內火焰的第一次濃淡燃燒；接著，火焰經過出口端19，與從梳狀旋流片112出來的二次旋流的空氣，再次充分混合并形成火焰的第二次濃淡燃燒。本發(fā)明中的整個燃燒過程中，兩次補風，使得燃氣與空氣混合更加均勻，讓燃氣從低氧氣燃燒，一直到最后燃盡，這種燃燒進程，產生很少的氮氧化物（NOx），甚至幾乎不產生氮氧化物（NOx），燃氣燃燒更加充分，燃氣燃燒的效率更高。

本發(fā)明中，空氣在經過旋風葉輪111后，由單一方向改變成沿混合腔131螺旋前進的方向，形成一種旋流風，在混合腔131內壁內跟第一導氣管121和第二導氣管122噴出來的燃氣攪動，充分混合，再經過點火針14的點火燃燒，接著在出口端19的梳狀旋流片112的作用下，尚未燃盡的燃氣與梳狀旋流片112進來的空氣進行二次充分混合，使燃燒有序混合，燃燒由濃燃氣逐漸補充空氣，不給氮氧化物（NOx）的產生留下機會，為降低氮氧化物（NOx）的起到關鍵作用。

本發(fā)明中，由于所述第二導氣管122一部分位于混合腔131內，一部分位于混合腔131外，在所述第一導氣管121和第二導氣管122噴出來的燃氣與空氣混合的過程中，混合腔131內最外層的旋轉風由于第二導氣管122的阻擋而向混合腔131的中心流動，使得外圍的低濃度燃氣燃燒的火焰也向混合腔131的中心運動，火焰的形態(tài)為螺旋狀，因此使得燃燒出來的火焰懸浮而不接觸混合腔131，也就使得噴嘴本體1不會產生高溫，不但延長了噴嘴本體1的使用壽命，同時使用起來也更加安全。

本發(fā)明中，所述混合系統(tǒng)13里燃氣與空氣的接觸面一改現有技術中的平面式接觸，本發(fā)明使燃氣和空氣是多點正交并旋轉混合，達到充分混合的目的，充分利用了燃料的預混技術。

本發(fā)明中，優(yōu)選的，所述混合系統(tǒng)13里火焰導流器133的加入，能夠把集中的火焰分散開來，火焰經過火焰導流器133后內部向外擴張，將內部燃氣過濃的火焰向外部擴張混合，火焰導流器133是存在于火焰之中，本發(fā)明中，所述火焰導流器133是采用耐高溫耐腐蝕材料制成。

本發(fā)明中，所述所述中心穩(wěn)焰盤132呈半球形，所述中心穩(wěn)焰盤132的外圈設有一圈傾斜設置的條形通孔1320，空氣從噴嘴本體1的進口端10進來后，其中部分空氣是從條形通孔1320通過，由于條形通孔1320時傾斜設置的，因此，通過條形通孔1320的空氣產生旋轉，與燃氣充分混合。

本發(fā)明中，其優(yōu)點還在于可以根據需要控制進入混合腔內的燃氣和空氣的比例，具體的做法為，在第一導氣管121和第二導氣管122上開的第一通孔1210和第二通孔1220的數量和大小是可以依據鍋爐熱功率的大小進行修正調整的。

本發(fā)明實現了燃氣與空氣的多級混合、可以控制了燃氣與空氣的配比、燃氣與空氣的全方面接觸，使燃氣的燃燒的更充分，尾氣氮氧化物（NOx）排放量更低，更加環(huán)保。