專利名稱：一種內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器的制作方法
技術領域：
本發明屬于燃燒器技術，尤其適用于煉油行業催化裝置余熱鍋爐的含CO成分煙 氣的高效燃燒方面，具體涉及一種內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器。
背景技術：
煉油廠普遍建設有催化裂化裝置，裝置運行過程中催化劑再生有氧燃燒產生含有3-10% (V)左右CO及少量可燃氣體的大量煙氣，這部分煙氣不僅本身具有一定的溫度大約 600°C，而且含有一定量的可進一步燃燒的CO氣體，可以釋放余熱，所以一般在催化裝置的 再生煙氣后端均設置煙氣余熱鍋爐來充分利用煙氣的余熱達到節能的目的。余熱鍋爐一般 用來發生中壓蒸汽，蒸汽可用于裝置開工、運行或發電。余熱鍋爐的負荷一般隨裝置的規模 而定，從而達到最佳能耗循環利用的效果。余熱鍋爐的焚燒爐一般為立式爐，都要選用專門 的燃氣或燃油燃燒器，燃燒器燃燒的最大負荷一般發生在裝置開工之前還沒有再生煙氣的 時候，因為余熱鍋爐要先期運行為裝置開工提供必要的蒸汽資源。而當裝置正常運行時，燃 燒器只提供不足的能量部分，甚至當煙氣余熱較大時燃燒器可以停運。以前的燃燒器一般 安裝在CO焚燒爐的側底部，火焰側燒，單獨配燃燒空氣，為了均勻燃燒，一般CO焚燒爐配置 四臺以上數量的燃燒器，這樣，配風、燃料管線非常復雜。另外，爐體上分別開設再生CO煙 氣和二次燃燒空氣的入口，如果分別各有一個進口，在有限的燃燒時間內很難達到煙氣、空 氣混合燃燒充分，從而造成浪費和排放不達標。如果為了保證混合均勻效果，在爐壁上多 開均布進口，會帶來較大的制造難度，同時打破了爐體的完整性，實際也很難實現最佳的混 合效果。所以現有的CO焚燒爐不僅制造難度大，燃燒效果也不很理想，很難達到燃燒后煙 氣中CO排放量在500PPm以下，一般均在1000-1500PPm以上，能源浪費較大，并造成環境污 染，尤其在大型的催化裝置上會更明顯。因此，開發一種新型的、集成型、結構簡單可靠、焚 燒充分、熱效率高、便于操作的催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器具有非常重要的現實意義。
發明內容
為了克服現有技術的不足，本發明公開了一種內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋 爐燃燒器，使該燃燒器具有集成型、結構簡單可靠、焚燒充分熱效率高、便于操作、成本低等 優點，能有效解決現有設備制造工藝復雜、結構分散、操作困難、燃燒效果差等技術難題。為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案一種內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器，位于余熱鍋爐焚燒爐爐體的下 部，設置有混合煙氣的燃燒分配腔、再生煙氣分配腔、二次空氣分配腔、一次空氣分配腔；a.具有多個燃燒單體的燃料氣槍，每個一次空氣支管與所對應的燃料氣槍同軸并 環圍燃料氣槍設置，并在一次空氣支管的出口設置有空氣旋流器；所述燃料氣槍的出口與 一次空氣的旋流器位于所對應的燃燒道內；由每個燃料氣槍噴出的燃料氣與通過空氣旋流 器的一次空氣旋轉混合后在燃燒道內燃燒；多個一次空氣支管通過一次空氣分配腔與一次 空氣進口連通，每個燃料氣槍分別與燃料氣進口連通并在每個燃料氣槍的一側設置有點火用點火槍；
b.再生煙氣分配腔的再生煙氣通過旋流器與二次空氣旋轉混合至燃燒器，即多個 二次空氣噴射管通過二次空氣分配腔與二次空氣進口連通，再生煙氣分配腔與再生煙氣進 口連通；再生煙氣分配腔的上端面設置多個再生煙氣旋流器并使每個二次空氣噴射管的出 口對應旋流器設置；c.再生煙氣與二次空氣旋轉的混合再生煙氣出口、燃料氣與一次空氣的混合燃料 氣的燃燒道相間布置，使多個沿圓周分布的混合燃料氣的燃燒道位于沿內、外兩層圓周布 置的混合再生煙氣出口之間；使混合的再生煙氣與混合的燃料氣均勻分布呈內外分層相間 的混合燃燒圈。所述的一種內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器，燃料氣燃燒單體具有的 燃料氣槍穿過一次空氣支管上端的空氣旋流器與位于耐火磚托架上的火道磚所構成的燃 燒道連通，燃燒道內燃料氣槍一側的點火槍固定于燃燒筒體外側，點火槍具有燃料氣進口、 高能點火器口、助燃空氣入口。所述的一種內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器，一次空氣分配腔位于二 次空氣分配腔的下部，呈盆形腔體，腔體下部設有一次空氣入口管；腔體上部同時與分布若 干個一次空氣支管連通，多個一次空氣支管穿過二次空氣分配腔、再生煙氣分配腔，其末口 端分別與空氣旋流器連通。所述的一種內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器，再生煙氣分配腔為由大 漸小的腔體，腔體大端設有再生煙氣入口管；腔體頂部均勻分布有再生煙氣旋流器，多個再 生煙氣旋流器均勻布置成內、外兩圈。所述的一種內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器，二次空氣分配腔為由大 漸小的腔體，腔體大端設有二次空氣入口管；腔體上部同時與若干個二次空氣噴射管連通， 多個二次空氣噴射管穿過再生煙氣分配腔，其端口分別位于再生煙氣旋流器的中心位置。所述的一種內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器，燃燒分配腔均勻分布有 由二次空氣噴射管與再生煙氣旋流器構成的再生煙氣混合器和由燃料氣槍與空氣旋流器 構成的燃料氣的燃燒道，多個沿圓周分布的燃料氣的燃燒道位于沿內、外兩層圓周分布的 再生煙氣混合器之間。所述的內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器，燃燒單體具有自身的燃料氣 入口管，可以單獨設立切斷閥或調節閥實現開、停或調節燃料氣量。所述的內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器，燃燒單體具有一套紫外線火 焰監測儀，每個監測儀監測兩個相對燃燒單體的火焰燃燒狀況，反饋信號，實現自動控制和 熄火保護功能。所述的內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器，燃燒單體均配置有一看火 孔，看火孔安裝在爐壁上，可以直接看到每個燃燒單體的點火及正常燃燒的火焰工況，并具 備熄火保護功能。所述的內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器，燃燒器筒體上設置有若干個 人孔，筒體的下部設置有敞開式人孔。由于采用了如上所述技術方案，本發明具有如下優越性1、整體性好，外形整齊美觀。煙氣部分、燃料氣部分、燃燒空氣部分既相互分離又結合緊密在燃燒器內部，外部配管簡單便捷。2、獨特的分層結構設計，可充分保證再生煙氣、燃料氣與燃燒空氣內置通道的獨 立性、合理性且便于加工制造。3、多燃燒區域的設計可保證燃燒的均勻性，避免燃燒不充分、效率低等缺點。4、燃料氣燃燒區域的多點布置，不僅可以保證爐膛溫度的均勻，還可極大提高其 操作彈性。在大處理量開工或小負荷補燃時，可實現全開或部分關停來提高其操作彈性同 時滿足充分燃燒。5、與以往焚燒爐及燃燒器相比，保證了爐體的完整性，極大地降低了爐內尤其是 燃燒關聯部分的襯里施工難度，可大大提高設備的使用周期。
圖1為本發明的結構示意圖。圖2為圖1的俯視圖。圖中1、筒體，2、上支撐擋圈，3、上襯里托板，4、二次空氣噴射管，5、再生煙氣入 口管，6、下支撐擋圈，7、下襯里托板，8、橢圓封頭，9、下隔板，10、裙座，11、一次空氣入口管， 12、燃料氣槍，13、一次空氣支管，14、點火槍，15、火焰監測儀，16、火道磚，17、耐火磚托架， 18、再生煙氣旋流器，19、看火焰孔，20、空氣旋流器，21、燃燒分配腔，22、二次空氣入口管， 23、燃料氣入口管，24、排泄口，25、長明燈助燃空氣入口，26、高能點火器口，27、長明燈燃料 氣入口，28、人孔，29、敞開式人孔。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步描述如圖1、2中所示1、一種內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器，位于余熱 鍋爐焚燒爐爐體的下部設置有混合煙氣的燃燒分配腔、再生煙氣分配腔、二次空氣分配腔、 一次空氣分配腔a.具有多個燃燒單體的燃料氣槍，每個一次空氣支管13與所對應的燃料氣槍12 同軸并環圍燃料氣槍設置，并在一次空氣支管的出口設置有空氣旋流器20;所述燃料氣槍 的出口與一次空氣的旋流器位于所對應的燃燒道內；由每個燃料氣槍噴出的燃料氣與通過 空氣旋流器的一次空氣旋轉混合后在燃燒道內燃燒；多個一次空氣支管通過一次空氣分配 腔與一次空氣進口連通，每個燃料氣槍12分別與燃料氣進口連通并在每個燃料氣槍的一 側設置有點火用點火槍14 ；b.再生煙氣分配腔的再生煙氣通過旋流器與二次空氣旋轉混合至燃燒器，即多個 二次空氣噴射管4通過二次空氣分配腔與二次空氣進口連通，再生煙氣分配腔與再生煙氣 進口連通；再生煙氣分配腔的上端面設置多個再生煙氣旋流器18并使每個二次空氣噴射 管的出口對應旋流器設置；c.再生煙氣與二次空氣旋轉的混合再生煙氣出口、燃料氣與一次空氣的混合燃料 氣的燃燒道相間布置，使多個沿圓周分布的混合燃料氣的燃燒道位于沿內、外兩層圓周布 置的混合再生煙氣出口之間；使混合的再生煙氣與混合的燃料氣均勻分布呈內外分層相間 的混合燃燒圈。
使用時，催化裝置再生器產生的含有一定可燃物一氧化碳的煙氣由再生煙氣入口 管5進入再生煙氣分配腔，所述再生煙氣分配腔為由大漸小的腔體，腔體大端設有再生煙 氣入口管5 ；腔體頂部均勻分布有再生煙氣旋流器18，多個再生煙氣旋流器18均勻布置成 內、外兩圈。再生煙氣分配腔由上襯里擋板3、筒體1、下襯里托板7組成，然后再平均分配 給若干個(8-24個)再生煙氣旋流器18，經旋流后噴入爐膛與氧氣混合燃燒。再生煙氣燃燒用的空氣稱為二次空氣，經二次空氣入口管22進入位于再生煙氣 分配腔下面的二次空氣分配腔，所述二次空氣分配腔為由大漸小的腔體，腔體大端設有二 次空氣入口管22 ；腔體上部同時與若干個二次空氣噴射管4連通，多個二次空氣噴射管4 穿過再生煙氣分配腔，其端口分別位于再生煙氣旋流器18的中心位置。二次空氣分配腔由下襯里托板7、筒體1、橢圓封頭8、下隔板9組成，然后再平均分 配給若干個(8-24個)二次空氣噴射管4，噴入燃燒爐膛幫助再生煙氣氧化燃燒。燃料氣燃燒系統由燃料氣槍12、一次空氣支管13、耐火磚托架17、火道磚16組成。 燃料氣燃燒系統平均分為若干個(2-8個)燃燒單體，所述燃料氣燃燒單體具有的燃料氣 槍12穿過一次空氣支管13上端的空氣旋流器20與位于耐火磚托架17上的火道磚16所 構成的燃燒道連通，燃燒道內燃料氣槍12 —側的點火槍14固定于燃燒筒體1外側，點火槍 14具有燃料氣進口 27、高能點火器口 26、長明燈助燃空氣入口 25。每個單體設有自己的點 火槍即自動點火槍14，可以單獨燃燒。一次空氣經一次空氣入口管11進入一次空氣分配 腔，所述一次空氣分配腔位于二次空氣分配腔的下部，呈盆形腔體，腔體下部設有一次空氣 入口管11 ；腔體上部同時與若干個一次空氣支管13連通，多個一次空氣支管13穿過二次 空氣分配腔、再生煙氣分配腔，其末口端分別與空氣旋流器20連通。一次空氣分配腔由下隔板9、橢圓封頭8組成，然后再平均分配給若干個燃燒單 體，所述燃燒單體具有自身的燃料氣入口管23，每個單獨燃燒單體可以單獨設立切斷閥或 調節閥實現開、停或調節燃料氣量。如圖1所示，所述燃燒單體安裝了若干套紫外線火焰監測儀15，每個火焰監測儀 15，監測兩個相對燃燒單體的火焰燃燒狀況，反饋信號，實現自動控制和熄火保護功能。所 述燃燒單體均配置有一看火孔19，看火孔安裝在爐壁上，可以直接看到每個燃燒單體的點 火及正常燃燒的火焰工況，并具備熄火保護功能，所述的紫外線火焰監測儀15為現有的結 構。本發明在保證獨特的多分配結構的同時，還充分考慮了煙氣分配腔內各部件的受 熱膨脹、震動等問題，通過在支撐板上或各單體之間焊接補強筋板、連接筋板等措施來加以 保證。所述燃燒器筒體1的煙氣分配腔和二次空氣分配腔均上設置有若干個人孔28，筒體 1的下部設置有敞開式人孔29，方便工作人員施工及停工檢修。所述本發明燃燒器從外觀看，在余熱鍋爐焚燒爐爐體的下部，與爐體融為一體，緊 密相連。具有再生煙氣進口管、燃料氣進口管、一、二燃燒空氣進口管與對應管線相連，除此 之外，整個焚燒渾然一體，所有分配體系、燃燒系統均內置于燃燒器筒體1內。燃燒器筒體1 內自上而下共分4個分配腔，依次為燃燒分配腔-再生煙氣分配腔-二次空氣分配腔-一 次空氣分配腔。功能分別為燃燒分配腔主要將再生煙氣分成均布的、也可以內外分層的 若干個燃燒區域，同時將燃料氣也分成若干個燃燒區域均布在再生煙氣燃燒區域之內來輔 助燃燒或開工燃燒，目的是達到充分混合、均勻燃燒，無燃燒盲區。再生煙氣分配腔主要將來自再生器的煙氣均勻分配給若干個再生煙氣燃燒區。 二次空氣分配腔主要將二次燃燒空 氣均勻分配給若干個再生煙氣燃燒區幫助再生煙氣有氧燃燒。一次空氣分配腔主要將一次 燃燒空氣均勻分配給若干個輔助燃料氣燃燒區域使輔助燃料氣有氧燃燒。各個燃燒區域煙 氣或燃料氣與燃燒用空氣均同軸布置，為了加強混合效果，在燃燒區前均設置了旋流機構。 為了保證再生煙氣流速均勻進入燃燒區，將再生煙氣分配腔下隔板傾斜放置。由于開工初 期，先點燃料氣，保證烘爐或者開工蒸汽的需要，每個燃料氣燃燒區均設置自動點火器和長 明燈以及火焰監測器熄火保護，在降低勞動強度的同時，極大地保證了可靠性和安全性。在 燃燒區域的側壁上加裝有若干個看火孔，方便查看火焰。
權利要求
一種內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器，其特征是所述的燃燒器位于余熱鍋爐焚燒爐爐體的下部，設置有混合煙氣的燃燒分配腔、再生煙氣分配腔、二次空氣分配腔、一次空氣分配腔a.具有多個燃燒單體的燃料氣槍，每個一次空氣支管(13)與所對應的燃料氣槍同軸并環圍燃料氣槍設置，并在一次空氣支管的出口設置有空氣旋流器(20)；所述燃料氣槍的出口與一次空氣的旋流器位于所對應的燃燒道內；由每個燃料氣槍(12)噴出的燃料氣與通過空氣旋流器的一次空氣旋轉混合后在燃燒道內燃燒；多個一次空氣支管(13)通過一次空氣分配腔與一次空氣進口連通，每個燃料氣槍與燃料氣進口連通并在每個燃料氣槍(12)的一側設置有點火用點火槍(14)；b.再生煙氣分配腔的再生煙氣通過旋流器與二次空氣旋轉混合至燃燒器，即多個二次空氣噴射管(4)通過二次空氣分配腔與二次空氣進口連通，再生煙氣分配腔與再生煙氣進口連通；再生煙氣分配腔的上端面設置多個再生煙氣旋流器(18)并使每個二次空氣噴射管(4)的出口對應旋流器設置；c.再生煙氣與二次空氣旋轉的混合再生煙氣出口、燃料氣與一次空氣的混合燃料氣的燃燒道相間布置，使多個沿圓周分布的混合燃料氣的燃燒道位于沿內、外兩層圓周布置的混合再生煙氣出口之間；使混合的再生煙氣與燃料氣的燃燒道均勻分布呈內外分層相間的混合燃燒圈。
2.根據權利要求1所述的一種內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器，其特征 是燃料氣燃燒單體具有的燃料氣槍(12)穿過一次空氣支管上端的空氣旋流器(20)與位 于耐火磚托架(17)上的火道磚(16)所構成的燃燒道連通，燃燒道內燃料氣槍一側的點火 槍(14)固定于燃燒筒體外側，點火槍具有燃料氣進口、高能點火器口、助燃空氣入口。
3.根據權利要求1所述的一種內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器，其特征 是一次空氣分配腔位于二次空氣分配腔的下部，呈盆形腔體，腔體下部設有一次空氣入口 管(11)；腔體上部同時與若干個一次空氣支管連通，多個一次空氣支管穿過二次空氣分配 腔、再生煙氣分配腔，其末口端分別與空氣旋流器(20)連通。
4.根據權利要求1所述的一種內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器，其特征 是再生煙氣分配腔為由大漸小的腔體，腔體大端設有再生煙氣入口管(5)；腔體頂部均勻 分布有再生煙氣旋流器(18)，多個再生煙氣旋流器均勻布置成內、外兩圈。
5.根據權利要求1所述的一種內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器，其特征 是二次空氣分配腔為由大漸小的腔體，腔體大端設有二次空氣入口管(22)；腔體上部同 時與若干個二次空氣噴射管(4)連通，多個二次空氣噴射管(4)穿過再生煙氣分配腔，其端 口分別位于再生煙氣旋流器(18)的中心位置。
6.根據權利要求1所述的一種內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器，其特征 是燃燒分配腔均勻分布有由二次空氣噴射管(4)與再生煙氣旋流器(18)構成的再生煙氣 混合器和由燃料氣槍(12)與空氣旋流器(20)構成的燃料氣的燃燒道，多個沿圓周分布的 燃料氣的燃燒道位于沿內、外兩層圓周分布的再生煙氣混合器之間。
7.根據權利要求1所述的內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器，其特征是所 述燃燒單體具有自身的燃料氣入口管(23)，可以單獨設立切斷閥或調節閥實現開、停或調 節燃料氣量。
8.根據權利要求1所述的內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器，其特征是所 述燃燒單體具有一套紫外線火焰監測儀(15)，每個監測儀監測兩個相對燃燒單體的火焰燃 燒狀況，反饋信號，實現自動控制和熄火保護功能。
9.根據權利要求1所述的內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器，其特征是所 述燃燒單體均配置有一看火孔(19)，看火孔安裝在爐壁上，可以直接看到每個燃燒單體的 點火及正常燃燒的火焰工況，并具備熄火保護功能。
10.根據權利要求1所述的內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器，其特征是燃 燒器筒體(1)上設置有若干個人孔(28)，筒體(1)的下部設置有敞開式人孔(29)。
全文摘要
本發明屬于燃燒器技術，公開一種內置式一體化催化裝置煙氣余熱鍋爐燃燒器，其位于余熱鍋爐焚燒爐爐體的下部，多個一次空氣支管13分別與所對應的燃料氣槍同軸并環圍燃料氣槍設置，并在一次空氣支管的出口設置有空氣旋流器20；燃料氣槍的出口與一次空氣的旋流器位于所對應的燃燒道內；再生煙氣分配腔的上端面設置多個再生煙氣旋流器18并使每個二次空氣噴射管4的出口對應旋流器設置；多個沿圓周分布的混合燃料氣的燃燒道位于沿內、外兩層圓周布置的混合再生煙氣出口之間；使混合的再生煙氣與混合的燃料氣均勻分布呈內外分層相間的混合燃燒圈。本發明具有集成型、結構簡單可靠、便于操作、成本低、焚燒充分熱效率高。
文檔編號F23D14/72GK101813320SQ20091006623
公開日2010年8月25日 申請日期2009年10月23日 優先權日2009年10月23日
發明者王偉, 蔣松, 許永偉, 邵松 申請人:洛陽瑞昌石油化工設備有限公司