本实用新型涉及锅炉煤气燃烧设备技术领域，具体地说，是一种煤气燃烧器低氮燃烧装置。
背景技术：
高炉煤气、荒煤气等用于燃烧发电是钢厂、焦化厂等节能减排的重要措施。而随着环保政策缩紧，对于高炉煤气、荒煤气锅炉烟气排放尤其是NOx排放要求趋于严格，常规煤气燃烧技术需投入较大脱硝成本。
常规钢厂煤气旋流燃烧器带来的主要问题包括:煤气与热空气经燃烧器旋流出流混合燃烧，在富氧条件下形成局部高温，尤其对于焦炉煤气等富含碳氢成分及含氮杂质燃气，NOx生成率大幅升高，原始排放量可达200mg/Nm3，超过排放限值。常规双旋流燃烧器燃烧高炉煤气时，喷口处火焰温度可达1200℃以上，燃烧焦炉煤气时更可达1500℃，NOx生成率处于高值。
技术实现要素：
本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种煤气燃烧器低氮燃烧装置，通过在双旋流燃烧器喷口处布置多层水冷管圈，可有效降低火焰中心温度，此外，气流经水冷管圈扰流作用可有效促进高温烟气与炉膛内较低温气体混合，避免形成局部高温；通过减少旋流燃烧器混合燃烧室内与煤气混合燃烧的一次助燃空气比例，使旋流燃烧器出口形成局部缺氧工况从而降低燃烧温度，在还原性气氛下可大幅降低NOx的生成率。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：一种煤气燃烧器低氮燃烧装置，所述装置包括燃烧器本体、燃烧室和降温装置，所述燃烧器本体上设有喷口、煤气进口和空气进口，所述燃烧器本体上的喷口处设置所述燃烧室和所述降温装置，所述降温装置设于燃烧室内。
进一步地，所述降温装置包括多层水冷管圈和冷却水进出母管，所述冷却水进出母管上同时连通多个所述水冷管圈。
进一步地，所述冷却水进出母管包括冷却水进出母管管体、冷却水进出母管进口和冷却水进出母管出口，所述水冷管圈一端通过所述冷却水进出母管管体与所述冷却水进出母管进口连通，所述水冷管圈另一端通过所述冷却水进出母管管体与所述冷却水进出母管出口连通，所述水冷管圈中段为冷却水受热面。
进一步地，所述水冷管圈的冷却水受热面为螺旋管圈盘绕结构。
进一步地，所述燃烧器本体两端分设所述喷口和所述煤气进口，所述喷口和所述煤气进口之间设置所述空气进口。
进一步地，所述空气进口处设有气流控制装置，用于控制助燃空气进入燃烧器的比例。
本实用新型具有以下积极的技术效果：
1、本实用新型通过在双旋流燃烧器喷口处布置多层水冷管圈，可有效降低火焰中心温度，此外，气流经水冷管圈扰流作用可有效促进高温烟气与炉膛内较低温气体混合，避免形成局部高温。
2、本实用新型通过减少旋流燃烧器混合燃烧室内与煤气混合燃烧的助燃空气比例，使旋流燃烧器出口形成局部缺氧工况从而降低燃烧温度，在还原性气氛下可大幅降低NOx的生成率。
3、本实用新型的水冷管圈内的工质吸收热量后可作为电厂或锅炉热力系统供热设备的组成部分，避免热量损失。
附图说明
附图1是实施例中本实用新型的煤气燃烧器低氮燃烧装置结构示意图；
附图2是图1中A面结构示意图。
附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：
1.燃烧器本体，2.燃烧室，31.冷却水进出母管，311.冷却水进出母管进口，312.冷却水进出母管出口，32.冷却水受热面，4.喷口，5.煤气进口，6.空气进口，61.气流控制装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。
实施例一
参照附图1-2，本实施例中的燃烧器为常规双旋流燃烧器，在常规双旋流燃烧器的基础上的煤气燃烧器低氮燃烧装置包括：燃烧器本体1、燃烧室2和降温装置。从附图1可以看出，燃烧器本体1上设有喷口4、煤气进口5和空气进口6，其中喷口4和煤气进口5分别设于燃烧器本体1的两端，喷口4和煤气进口5之间设置空气进口6，使煤气通过煤气进口5进入燃烧器，在喷口4与助燃空气混合喷出。在燃烧器本体1上的喷口4处设置燃烧室2和降温装置，其中降温装置设于燃烧室2内，当煤气与空气充分混合并从喷口4喷出后进入燃烧室2进行燃烧。由于煤气与空气经燃烧器旋流出流混合燃烧，在富氧条件下形成局部高温，尤其对于焦炉煤气等富含碳氢成分及含氮杂质燃气，燃烧后NOx生成率大幅升高，为了降低燃烧火焰温度，在位于喷口4处的燃烧室2内部设置降温装置。
如附图1和2所示，本实施例中的降温装置由多层水冷管圈和冷却水进出母管31构成，通过冷却水进出母管管体进行冷却水传输实现水冷管圈的降温效果。具体地，冷却水进出母管31包括冷却水进出母管管体、冷却水进出母管进口311和冷却水进出母管出口312。水冷管圈的一端通过冷却水进出母管管体与冷却水进出母管进口311连通，水冷管圈的另一端通过冷却水进出母管管体与冷却水进出母管出口312连通，水冷管圈的中段为冷却水受热面32。在实际应用中，如果降温装置中采用凝结水作为冷却水，则凝结水通过冷却水进出母管进口311进入水冷管圈中，冷却水受热面32构成了锅炉中低压加热器的组成部分，将燃烧室产生的多余燃烧热量充分利用。如果降温装置中采用除氧水作为冷却水，则凝结水通过冷却水进出母管进口311进入水冷管圈中，冷却水受热面32构成了锅炉中高压加热器或省煤器的组成部分，将燃烧室产生的多余燃烧热量充分利用，避免了锅炉热力系统中的热量损失。
实施例二
参照附图1-2，本实施例中的燃烧器为常规双旋流燃烧器，在常规双旋流燃烧器的基础上的煤气燃烧器低氮燃烧装置包括：燃烧器本体1、燃烧室2和降温装置。从附图1可以看出，燃烧器本体1上设有喷口4、煤气进口5和空气进口6，其中喷口4和煤气进口5分别设于燃烧器本体1的两端，喷口4和煤气进口5之间设置空气进口6，使煤气通过煤气进口5进入燃烧器，在喷口4与助燃空气混合通过喷口4喷出。
特别地，为了控制与煤气经旋流燃烧器混合燃烧的一次助燃空气比例，在空气进口处设有气流控制装置61，用于控制助燃空气进入燃烧器的比例。合理调节助燃空气进入燃烧器的比例，可以控制旋流燃烧器喷口4形成局部缺氧工况从而进一步降低燃烧温度，在还原性气氛下，NOx生成率大幅降低。
下面将结合具体应用实施例对本实用新型的结构及原理进行说明。
煤气通过煤气进口5进入燃烧器本体1内，在空气进口6处于助燃空气混合，并在喷口4处，煤气与空气完全混合同时喷入燃烧室2内，进行燃烧，根据燃烧室2内的煤气燃烧情况，调节气流控制装置61使助燃空气达到合理比例。与此同时，冷却水从冷却水进出母管进口311通过冷却水进出母管管体进入水冷管圈构成冷却水受热面32，降低燃烧的火焰温度，同时水冷管圈内的冷却水吸收燃烧热量后，通过冷却水进出母管管体流向冷却水进出母管出口312排出。冷却水可以通向电厂或者锅炉热力系统，用于提供热量。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。
技术特征：
1.一种煤气燃烧器低氮燃烧装置，其特征在于，所述装置包括燃烧器本体、燃烧室和降温装置，所述燃烧器本体上设有喷口、煤气进口和空气进口，所述燃烧器本体上的喷口处设置所述燃烧室和所述降温装置，所述降温装置设于燃烧室内。
2.根据权利要求1所述的煤气燃烧器低氮燃烧装置，其特征在于，所述降温装置包括多层水冷管圈和冷却水进出母管，所述冷却水进出母管上同时连通多个所述水冷管圈。
3.根据权利要求2所述的煤气燃烧器低氮燃烧装置，其特征在于，所述冷却水进出母管包括冷却水进出母管管体、冷却水进出母管进口和冷却水进出母管出口，所述水冷管圈一端通过所述冷却水进出母管管体与所述冷却水进出母管进口连通，所述水冷管圈另一端通过所述冷却水进出母管管体与所述冷却水进出母管出口连通，所述水冷管圈中段为冷却水受热面。
4.根据权利要求3所述的煤气燃烧器低氮燃烧装置，其特征在于，所述水冷管圈的冷却水受热面为螺旋管圈盘绕结构。
5.根据权利要求1所述的煤气燃烧器低氮燃烧装置，其特征在于，所述燃烧器本体两端分设所述喷口和所述煤气进口，所述喷口和所述煤气进口之间设置所述空气进口。
6.根据权利要求5所述的煤气燃烧器低氮燃烧装置，其特征在于，所述空气进口处设有气流控制装置，用于控制助燃空气进入燃烧器的比例。
技术总结
本实用新型涉及一种煤气燃烧器低氮燃烧装置，包括燃烧器本体、燃烧室和降温装置，所述燃烧器本体上设有喷口、煤气进口和空气进口，所述燃烧器本体上的喷口处设置所述燃烧室和所述降温装置，所述降温装置设于燃烧室内。本实用新型通过在双旋流燃烧器喷口处布置多层水冷管圈，可有效降低火焰中心温度，此外，气流经水冷管圈扰流作用可有效促进高温烟气与炉膛内较低温气体混合，避免形成局部高温；通过减少旋流燃烧器混合燃烧室内与煤气混合燃烧的一次助燃空气比例，使旋流燃烧器出口形成局部缺氧工况从而降低燃烧温度，大幅降低还原性气氛下NOx的生成率。
技术研发人员：李国凯;吕勋;叶国富;许燕芳;武海云;陶全胜;李升华;厉青;陈龙;林贤艺;屠柏锐
受保护的技术使用者：铂瑞能源环境工程有限公司
技术研发日：.01.16
技术公布日：.11.12
