一种生物质燃气三级旋流配风低氮燃烧器技术领域
本发明涉及燃气燃烧配风技术领域，具体为一种生物质燃气三级旋流配风低氮燃
烧器。
背景技术
生物质燃气三级旋流配风低氮燃烧器是一种可燃气体经过空气分级供给有效组
织燃烧又能实现降低氮氧化物的燃烧器。它通过控制燃烧区过量空气系数低于化学计量比
的燃烧方法，将燃烧的总空气量(a＞1。a为过剩空气系数)沿着整个燃烧区的主流方向分批
依次供入，形成“三级”燃烧区。初级配风时a＜1,燃烧空气量小于理论空气量，造成缺氧状
态而形成“富燃料”燃烧，从而降低了燃烧放热量和燃烧温度，也抑制了氮氧化物的生成，已
经生成的氮氧化物也会与“富燃料”中不完全燃烧的CH4、H2、C、OH等发生还原反应生成氮气
N2，实现低氮燃烧。a随着分级不断向1和大于1过渡，在最后一级将剩余的空气量供入，使火
焰中由于缺氧而剩余的未燃烧可燃气和不完全燃烧产物得以补充燃烧。这时，虽然a＞1，但
由于火焰温度已经降低，而不会生成更多的氮氧化物。每一级配风均采用旋转配风方式，强
烈的旋转，增加了可燃气体与空气的混合度，保证燃烧效率不降反而提高。解决现有的燃烧
配风器空气与可燃气体的混合率不高，燃烧不充分，局部高温产生氮氧化物排放量大，燃烧
效率低问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种生物质燃气三级旋流配风低氮燃烧器，
具备空气与可燃气体混合充分、燃烧效率高、降氮氧化物排放的优点，解决了空气与可燃气
体混合不充分，燃烧效率低，氮氧化物排放量大的问题，真正实现节能减排目标。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生物质燃气三级旋流配风低氮
燃烧器，包括双锥形燃烧器火嘴，所述双锥形燃烧器火嘴喉部圆环夹层间固定焊接有三次
风切向叶片，所述双锥形燃烧器火嘴的底部固定连接有三次风箱，所述双锥形燃烧器火嘴
与二次风外套管的顶部通过法兰和螺栓固定连接，所述二次风外套钢管的底部与一、二次
风箱的顶部焊接，且二次风外套钢管的内侧焊接有二次风耐热内套钢管，所述二次风耐热
内套钢管一侧面的底部焊接有一、二次风箱空气导流锥体，所述二次风耐热内套钢管与二
次风外套钢管夹层间焊接有环形导流切向风叶，所述二次风耐热内套钢管的表面开设有一
次风进风孔，所述一、二次风箱空气导流锥体的顶部焊接有内衬耐热管，所述二次风耐热内
套钢管的内壁镶嵌有一次风切向式导流耐热圆钢管，且二次风耐热内套钢管与内衬耐热管
之间的底部浇注有一次风耐火浇注堵塞填料。
优选的，所述二次风耐热内套钢管的表面开设有9～12个直径20厘米的一次风进
风孔，且9～12个一次风进风孔均开设在二次风耐热内套钢管的一个环面上。
优选的，所述一、二次风箱与三次风箱相互独立，且一、二次风箱与三次风箱的风
压风量均不相同。
优选的，所述一次风切向式导流耐热圆钢管的数量为三个，且三个一次风切向式
导流耐热圆钢管与内衬耐热管组成一次风旋向配风腔。
(三)有益效果
本发明提供了一种生物质燃气三级旋流配风低氮燃烧器。具备以下有益效果：
(1)、该生物质燃气三级旋流配风低氮燃烧器通过设置三次分级旋流配风与可燃
气体有效组织燃烧方式，使得可燃气体高效低氮充分燃烧，从气化炉出来的生物质可燃气
体流经内衬耐热管与二次风耐热内套钢管和内衬耐热管出来旋转的一次风“富富燃料”预
混合燃烧，再到双锥形燃烧器火嘴的锥体容积里与一、二次风箱经二次风切向叶片形成强
烈旋转的二次风以“富燃料”高效混合缺氧燃烧，到了双锥形燃烧器火嘴的锥体喉部末段又
与高速旋转的三次风快速混合，“贫燃料”富氧燃烧，将未完全燃烧的可燃气体有效燃烬，保
证燃烧效率不降低，实现高效燃烧。
(2)、该生物质燃气三级旋流配风低氮燃烧器通过设置三级旋流配风，并通过控制
每一级与可燃气体混合的空气量现实将燃烧生成的氮氧化物还原成氮气N2，从而有效降低
氮氧化物的排放，达到低氮排放的目的，同时，分级燃烧降低了燃烧放热量和燃烧温度，也
起到抑制“温度型”生成的氮氧化物，实现低氮燃烧。
(3)、该生物质燃气三级旋流配风低氮燃烧器通过三次分级旋流配风、可燃气体有
效组织燃烧方式、双锥形燃烧器火嘴和一、二次风箱的配合，达到了提高空气与可燃气体的
混合率，使燃烧更充分，同时可以实现低氮排放，真正实现低氮高效燃烧的效果。
附图说明
图1为本发明结构正视图。
图中：1双锥形燃烧器火嘴、2二次风耐热内套钢管、3一、二次风箱空气导流锥体、4
内衬耐热管、5一次风切向式导流耐热圆钢管、6二次风切向叶片、7二次风外套管、8法兰、9
一次风进风孔、10一、二次风箱、11一次风耐火浇注堵塞填料、12三次风箱、13三次风切向叶
片、14螺栓。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供一种技术方案：一种生物质燃气三级旋流配风低氮燃烧
器，包括双锥形燃烧器火嘴1，设置的双锥形燃烧器火嘴1能够使未完全燃烧可燃气体通过
双锥形燃烧器火嘴1继续燃烧，双锥形燃烧器火嘴1喉部焊接有三次风切向叶片13，三次风
切向叶片13的数量为锥体喉部圆周环形依据周长均等切向布置，双锥形燃烧器火嘴1的锥
体底部为三次风箱12，三次风由三次风箱12提供。
双锥形燃烧器火嘴1与二次风外套管7的顶部通过法兰8和螺栓14固定连接，可燃
气体经过内衬耐热管4与一次风预混合后在双锥形燃烧器火嘴1的锥体内高速旋转混合“贫
氧”燃烧，由于双锥形燃烧器火嘴1喉部的收缩作用，混合更为充分，还可以通过“贫氧”燃烧
还原已经生成的氮氧化物，二次风耐热内套钢管2外壁上焊接有二次风切向叶片6，二次风
切向叶片6的数量为周长均等切向布置，二次风外套钢管7的底部与一、二次风箱10的顶部
焊接，且二次风外套钢管7的内侧焊接有二次风耐热内套钢管2，二次风耐热内套钢管2一侧
面的底部焊接有一、二次风箱空气导流锥体3，二次风耐热内套钢管2与二次风外套钢管7夹
层间焊接有环形导流切向风叶6，设置一、二次风箱空气导流锥3能够有效增强风室风进行
导流，并且有效的避免了高温烟气对风室内焊口的热辐射。
二次风耐热内套钢管2的表面开设有9～12个直径20厘米的一次风进风孔9，且9～
12个一次风进风孔9均开设在二次风耐热内套钢管2的一个环面上，环形均等布置，从内衬
耐热管4出来的可燃气预先与一次风混合，“富富燃料”燃烧，由于空气流为旋转气流，预混
合效果很好，也可以还原已经生成的氮氧化物，一次风切向式导流耐热圆钢管5的数量为三
个，且三个一次风切向式导流耐热圆钢管5与内衬耐热管4组成一次风旋向配风腔，由于切
向导流作用，夹层出来的一次风成旋流状态，二次风耐热内套钢管2的内壁镶嵌有一次风切
向式导流耐热圆钢管5，且二次风耐热内套钢管2与内衬耐热管4之间的底部浇注有一次风
耐火浇注堵塞填料11。
使用时，该生物质燃气三级旋流配风低氮燃烧器，先通过一次风进风孔9与可燃气
体预混合“富富燃料”燃烧，然后在双锥形燃烧器火嘴1的锥体内与高速旋转二次风切向叶
片6充分混合“富燃料”燃烧，未燃烬的可燃气体再与三次风切向叶片13旋流混合“贫燃料”
燃烧，燃烧效率得到充分提高的同时，可以避免火焰局部高温生成的氮氧化物，还可以将生
成的氮氧化物，通过可燃气体自身所含的还原性气体(CH4、CO、H2、C)将已经生成的氮氧化
物还原成N2
综上可得，该生物质燃气三级旋流配风低氮燃烧器根据可燃气体与三级旋转空气
流按不同风量、风率、风速充分混合高效燃烧，解决了空气与可燃气体混合率不高，燃烧不
充分的问题，同时可以实现低氮排放，真正实现低氮高效燃烧。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。