一种脉冲式低氮燃烧器的制作方法

1.本发明涉及窑炉热工设备制造领域，具体涉及一种脉冲式低氮燃烧器。


背景技术：

2.燃气低氮燃烧技术自1980年代诞生以来，较多的应用于电厂锅炉和水泥回转窑中，并且主要应用于煤粉燃气。但随着国家节能环保政策越来越严格，该项技术逐步扩展至各种工业窑炉。
3.目前市场上尚没有专用于回转窑的低氮燃烧器，为了实现燃气的低氮燃烧，促进各类使用燃气的回转窑节能减排，有必要设计一种新型的低氮燃烧器。


技术实现要素：

4.基于上述表述，本发明提供了一种脉冲式低氮燃烧器，以实现燃气的低氮燃烧，促进各类使用燃气的回转窑节能减排。
5.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
6.一种脉冲式低氮燃烧器，其特征在于，包括燃气进料组件、燃烧管、助燃风进风组件和plc控制系统；
7.所述燃气进料组件包括用于进料的进料管、用于出料的混料管和连通安装于所述进料管和所述混料管之间的至少两个送料管路，每一所述送料管路上均安装有燃气调节阀；
8.所述燃烧管的一端具有与所述混料管的出料端连通的燃气进口，所述燃烧管的另一端为用于点火燃烧的燃烧端；
9.所述助燃风进风组件包括用于进风的进风管和至少两个用于出风的送风管路，所述送风管路的一端与所述进风管连通，另一端与所述燃烧管连通，每一所述送风管路上安装有风量调节阀，所述助燃风进风组件靠近所述燃烧端设置；
10.所有的所述燃气调节阀和所有的所述风量调节阀均与所述plc控制系统连接，所述燃气调节阀和所述风量调节阀按照不同的启闭状态对应不同的燃烧工况，所述plc控制系统可控制所述燃气调节阀和所述风量调节阀以实现不同燃烧工况的瞬时变换。
11.与现有技术相比，本技术的技术方案具有以下有益技术效果：
12.本发明提供的脉冲式低氮燃烧器在使用时，燃气从燃气进料管分别进入不同的送料管路，plc控制系统可通过每个送料管路上的燃气调节阀调节各个送料管路中的燃气量，同样的，助燃风从助燃风进风管分别进入不同的送风管路，plc控制系统可通过每个送风管路上的风量调节阀调节各个送风管路上的助燃风量，所述燃气调节阀和所述风量调节阀按照不同的启闭状态分别对应不同的燃烧工况，plc控制系统通过控制燃气调节阀和所述风量调节阀的启闭状态就能实现该脉冲式低氮燃烧器的燃烧工况的瞬时转换，进而实现脉冲式调节的效果，使得燃气和空气充分接触燃尽，进而使整个燃烧过程中产生很少量的no
x
，进而实现了脉冲式低氮燃烧效果。
13.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
14.进一步的，所述送料管路包括第一送料管路和第二送料管路，所述第一送料管路和第二送料管路的一端依次连通安装于所述进料管上，另一端依次连通安装于所述混料管上。
15.进一步的，所述送风管路包括第一送风管路和第二送风管路，所述第一送风管路和第二送风管路的一端依次连通安装于所述进风管上，另一端依次连通安装于所述燃烧管上。
16.进一步的，所述第一送料管路和所述第二送料管路靠近所述混料管的一端分别安装有不同规格的气体喷头；所述第一送风管路和所述第二送风管路靠近所述燃烧管的一端分别安装有不同规格的气体喷头。
17.进一步的，所述燃烧管从燃气进口至燃烧端依次包括进气段、第一补偿段、第一混合段、第二补偿段、第二混合段和燃烧段；所述第一送风管路与所述第一混合段连通，所述第二送风管路与所述第二混合段连通，所述第一补偿段和所述第二补偿段的长度可调。
18.进一步的，所述第一补偿段和所述第二补偿段分别对应安装有第一长度调节装置和第二长度调节装置，所述第一长度调节装置和第二长度调节装置均与所述plc控制系统连接，所述第一补偿段和所述第二补偿段按照不同长度对应不同的燃烧工况，所述plc控制系统可控制所述第一长度调节装置和第二长度调节装置以实现不同燃烧工况的瞬时变换。
19.进一步的，所述进风管包括进风段和波纹补偿段，所述波纹补偿段位于所述进风段远离进风端的一端，所述第一送风管路连通安装于所述进风段，所述第二送风管路与所述波纹补偿段远离所述进风段的一端连通安装。
20.进一步的，所述燃烧端位于所述燃烧段的一端，所述燃烧段的外侧通过紧固件固定有耐热材料和浇注料。
附图说明
21.图1为本发明实施例提供的脉冲式低氮燃烧器的结构示意图；
22.图2为图1中燃气进料组件的安装结构示意图；
23.图3为图1中助燃风进风组件的安装结构示意图。
24.图4为本发明控制系统的控制原理框图。
具体实施方式
25.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
26.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
27.可以理解，空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器
件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
28.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
29.在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
30.如图1至图3所示，本技术实施例提供了一种脉冲式低氮燃烧器，包括燃气进料组件1、燃烧管2、助燃风进风组件3和plc控制系统4。
31.所述燃气进料组件1包括用于进料的进料管11、用于出料的混料管12和连通安装于所述进料管11和所述混料管12之间的两个送料管路，在其他实施例中，送料管路的数目也可以根据需要设计为多个，本实施例中，送料管路包括第一送料管路13和第二送料管路14，所述第一送料管路13和第二送料管路14的一端依次连通安装于所述进料管11上，另一端依次连通安装于所述混料管12上，第一送料管路13上安装有第一燃气调节阀131，所述第二送料管路14上安装有第二燃气调节阀141。
32.为了保证燃气的顺利喷出，并便于不同送料管路上燃气量的调节，所述第一送料管路13和所述第二送料管路14靠近所述混料管12的一端分别安装有不同规格的气体喷头。
33.其中，所述燃烧管2的一端具有与所述混料管12的出料端连通的燃气进口，所述燃烧管2的另一端为用于点火燃烧的燃烧端2a；
34.所述助燃风进风组件3包括用于进风的进风管31和两个用于出风的送风管路，在其他实施例中，送风管路的数目也可以根据需要设计为多个，在本实施例中，所述送风管路包括第一送风管路32和第二送风管路33，所述第一送风管路32和第二送风管路33的一端依次连通安装于所述进风管31上，另一端依次连通安装于所述燃烧管2上，第一送风管路32上安装有第一风量调节阀321，所述第二送风管路33上安装有第二风量调节阀331所述助燃风进风组件3靠近所述燃烧端2a设置。
35.其中，所有的所述燃气调节阀和所有的所述风量调节阀均与所述plc控制系统连接，燃气调节阀和所述风量调节阀按照不同的启闭状态对应不同的燃烧工况，所述plc控制系统可控制所述燃气调节阀和所述风量调节阀以实现不同燃烧工况的瞬时变换。
36.具体的，第一燃气调节阀131、第二燃气调节阀141、第一风量调节阀321和第二风量调节阀331均与所述plc控制系统4连接，在本实施例中，设置四个工况，分别为：
37.工况1：第一燃气调节阀131全开、第二燃气调节阀141关闭、第一风量调节阀321全开和第二风量调节阀331关闭；
38.工况2：第一燃气调节阀131关闭、第二燃气调节阀141全开、第一风量调节阀321关闭和第二风量调节阀331全开；
39.工况3：第一燃气调节阀131半开、第二燃气调节阀141半开、第一风量调节阀321全
开和第二风量调节阀331关闭；
40.工况4：第一燃气调节阀131半开、第二燃气调节阀141半开、第一风量调节阀321关闭和第二风量调节阀331全开。
41.根据燃烧理论可知，当不同工况在瞬时变换时，会导致燃烧管2内部的燃气浓度和空气浓度发生变化，即使得在某一种或者多种工况下使燃烧器出口处及短时扩散范围内某一区间内的燃气相对浓度偏高，存在较多的燃气富裕；在变换后的另外一种或者多种工况下使燃烧器出口处及短时扩散范围内某一区间内的空气相对浓度偏高，存在大量富裕的空气，燃烧变慢，温度较低，进而使得燃烧反应生成的高温烟气中很难形成no
x
；几种工况交替运行，使富裕的燃气与大量富裕的空气在高温下接触，使得燃气燃尽，而整个燃烧过程中产生很少量的nox，进而实现了脉冲式低氮燃烧效果。
42.更优选的，所述燃烧管2从燃气进口至燃烧端依次包括进气段21、第一补偿段22、第一混合段23、第二补偿段24、第二混合段25和燃烧段26；所述第一送风管路32与所述第一混合段23连通，所述第二送风管路33与所述第二混合段25连通，所述第一补偿段22和所述第二补偿段24的长度可调。
43.其中，所述第一补偿段22和所述第二补偿段24分别对应安装有第一长度调节装置221和第二长度调节装置241，在本实施例中，第一长度调节装置和第二长度调节装置均为配备有减速电机的波纹补偿器，其减速电机均与所述plc控制系统连接，在实际实施时，所述第一补偿段22和所述第二补偿段24按照不同长度对应不同的燃烧工况，所述plc控制系统4可控制波纹补偿器两个波纹补偿器的长度变换以实现不同燃烧工况的瞬时变换。
44.在本实施例中，对应上述四个工况，第一补偿段22和所述第二补偿段24的长度分别设置为：
45.工况1：第一补偿段22和第二补偿段24均为原始长度，即位于0位；
46.工况2：第一补偿段22和第二补偿段24均为原始长度，即位于0位；
47.工况3：第一补偿段22加长20cm，即位于 20位，第二补偿段24位于0位；
48.工况4：第一补偿段22位于0位，第一补偿段22加长20cm，即位于 20位。
49.通过第一调节装置221和第二调节装置241调节两个波纹补偿器的长度，进而实现各个助燃风管路的喷头参数的瞬时调节变换
50.为了保证燃烧器的使用寿命，增强其耐高温能力，所述燃烧段26的外侧通过紧固件固定有耐热材料和浇注料261。
51.更优选的，所述进风管31包括进风段311和波纹补偿段312，所述波纹补偿段312位于所述进风段311远离进风端的一端，所述第一送风管路32连通安装于所述进风段311，所述第二送风管路33与所述波纹补偿段312远离所述进风段311的一端连通安装。
52.在实际操作时，plc控制系统4位于施工现场的总控室内，其与各个调节阀和减速电机连接，设定多种工况下的调节参数和电机旋转参数，通过多种工况的瞬时变换，在某一种或者多种工况下使燃烧器出口处及短时扩散范围内某一区间内的燃气相对浓度偏高，存在较多的燃气富裕；在另外一种或者多种工况下使燃烧器出口处及短时扩散范围内某一区间内的空气相对浓度偏高，存在大量富裕的空气，燃烧变慢，温度较低，进而使得燃烧反应生成的高温烟气中很难形成no
x
；几种工况交替运行，使富裕的燃气与大量富裕的空气在高温下接触，使得燃气燃尽，而整个燃烧过程中产生很少量的nox，进而实现了脉冲式低氮燃
烧效果。
53.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种脉冲式低氮燃烧器，其特征在于，包括燃气进料组件、燃烧管、助燃风进风组件和plc控制系统；所述燃气进料组件包括用于进料的进料管、用于出料的混料管和连通安装于所述进料管和所述混料管之间的至少两个送料管路，每一所述送料管路上均安装有燃气调节阀；所述燃烧管的一端具有与所述混料管的出料端连通的燃气进口，所述燃烧管的另一端为用于点火燃烧的燃烧端；所述助燃风进风组件包括用于进风的进风管和至少两个用于出风的送风管路，所述送风管路的一端与所述进风管连通，另一端与所述燃烧管连通，每一所述送风管路上安装有风量调节阀，所述助燃风进风组件靠近所述燃烧端设置；所有的所述燃气调节阀和所有的所述风量调节阀均与所述plc控制系统连接，所述燃气调节阀和所述风量调节阀按照不同的启闭状态对应不同的燃烧工况，所述plc控制系统可控制所述燃气调节阀和所述风量调节阀以实现不同燃烧工况的瞬时变换。2.根据权利要求1所述的脉冲式低氮燃烧器，其特征在于，所述送料管路包括第一送料管路和第二送料管路，所述第一送料管路和第二送料管路的一端依次连通安装于所述进料管上，另一端依次连通安装于所述混料管上。3.根据权利要求2所述的脉冲式低氮燃烧器，其特征在于，所述送风管路包括第一送风管路和第二送风管路，所述第一送风管路和第二送风管路的一端依次连通安装于所述进风管上，另一端依次连通安装于所述燃烧管上。4.根据权利要求3所述的脉冲式低氮燃烧器，其特征在于，所述第一送料管路和所述第二送料管路靠近所述混料管的一端分别安装有不同规格的气体喷头；所述第一送风管路和所述第二送风管路靠近所述燃烧管的一端分别安装有不同规格的气体喷头。5.根据权利要求3所述的脉冲式低氮燃烧器，其特征在于，所述燃烧管从燃气进口至燃烧端依次包括进气段、第一补偿段、第一混合段、第二补偿段、第二混合段和燃烧段；所述第一送风管路与所述第一混合段连通，所述第二送风管路与所述第二混合段连通，所述第一补偿段和所述第二补偿段的长度可调。6.根据权利要求5所述的脉冲式低氮燃烧器，其特征在于，所述第一补偿段和所述第二补偿段分别对应安装有第一长度调节装置和第二长度调节装置，所述第一长度调节装置和第二长度调节装置均与所述plc控制系统连接，所述第一补偿段和所述第二补偿段按照不同长度对应不同的燃烧工况，所述plc控制系统可控制所述第一长度调节装置和第二长度调节装置以实现不同燃烧工况的瞬时变换。7.根据权利要求5所述的脉冲式低氮燃烧器，其特征在于，所述进风管包括进风段和波纹补偿段，所述波纹补偿段位于所述进风段远离进风端的一端，所述第一送风管路连通安装于所述进风段，所述第二送风管路与所述波纹补偿段远离所述进风段的一端连通安装。8.根据权利要求5所述的脉冲式低氮燃烧器，其特征在于，所述燃烧端位于所述燃烧段的一端，所述燃烧段的外侧通过紧固件固定有耐热材料和浇注料。

技术总结
本发明涉及一种脉冲式低氮燃烧器，包括燃气进料组件、燃烧管、助燃风进风组件和PLC控制系统；燃气进料组件包括进料管、混料管和至少两个送料管路，每一送料管路上均安装有燃气调节阀；燃烧管的一端具有燃气进口，燃烧管的另一端为燃烧端；助燃风进风组件包括进风管和送风管路，送风管路的一端与进风管连通，另一端与燃烧管连通，每一送风管路上安装有风量调节阀，助燃风进风组件靠近燃烧端设置；所有的燃气调节阀和所有的风量调节阀均与PLC控制系统连接，该燃烧器可以通过脉冲式低氮燃烧控制，使整个燃烧过程中产生很少量的NO


技术研发人员：吴敬
受保护的技术使用者：襄阳中和机电技术有限公司
技术研发日：2022.03.24
技术公布日：2022/5/25