一種燃氣分級燃燒器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種燃燒器，特別指適用于煉油廠的管式加熱爐，能夠實現高效低氮氧化物和低噪音。
【背景技術】
[0002]管式加熱爐是石油化工生產領域廣泛應用的重要加熱設備，目前加熱爐所使用的部分燃燒器在運行過程中出現煙氣氧含量過高、火焰發飄、焰型不好、爐管易結焦、氮氧化物排放超標等現象。隨著國家對節能減排的重視，研究一種高效低NOx燃燒器非常有必要。
[0003]目前高效低氮燃燒技術主要采用強化燃料空氣混合、空氣分級和燃氣分級的技術。文獻《管式加熱爐空氣分級燃燒器的CH)研究》(劉波等，石油學報(石油加工)，2013，29(6))主要介紹了一種空氣分級燃燒器，它將空氣分為一次空氣和二次空氣，利用空氣分流建立貧氧燃燒區以降低火焰溫度，減少氮氧化物NOx生成，在燃料燃盡區完成全部燃燒過程。但當燃燒器出口氣流混合不均時會產生局部高溫區，影響氮氧化物減排;文獻《新型低氮燃氣分級燃燒器燃燒特性和NOx排放的CFD研究》(吳曉磊等，化工進展，2014，33(9))介紹了一種燃氣分級燃燒器，它將燃料分成一次燃料和二次燃料，在一次貧燃料區進行部分燃料燃燒以降低火焰溫度，減少NOx生成，在二次燃料燃盡區完成剩余燃料的燃燒。但是由于空氣速度有限，造成回流區較小，混合能力不強。本實用新型將燃氣分級和高速空氣相結合，既能有效降低氮氧化物，又能因為高速空氣卷吸周圍煙氣，加強了燃料和空氣的混合，增強湍流效果，強化燃燒。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是針對現有分級燃燒器中存在的缺陷和問題加以改進，提供一種高效節能、低污染物排放的燃氣分級燃燒器。
[0005]本實用新型的技術方案是提供一種燃氣分級燃燒器，所述燃燒器包括筒體、火盆磚、燃氣主噴槍、燃氣輔噴槍、長明燈、進風管和燃氣分布管，其中:所述燃氣主噴槍位于筒體中心，所述長明燈設置于燃氣主噴槍一側，所述筒體外部一側設置有進風管，進風管另一端入口設有流量調節閥，所述進風管位于筒體內的上端開設有若干小孔，通過所述小孔與文丘里式氣體噴管連接，所述火盆磚外環設計有凹槽，凹槽內設置燃氣槍輔噴頭，燃氣輔噴頭與燃氣輔噴槍連接，燃氣主噴槍下端設置有一次燃氣入口，燃氣主噴槍上端設置有燃氣主噴頭，燃氣主噴頭上設置有穩焰罩，燃氣輔噴槍下端設置有二次燃氣入口，所述二次燃氣入口與燃氣分布管連接。
[0006]本發明所述燃氣分級燃燒器中，所述筒體的襯里設置有隔熱消聲材料。
[0007]本發明所述燃氣分級燃燒器中，所述長明燈設置在燃氣主噴槍一側，引燃燃氣主嗔頭。
[0008]本發明所述燃氣分級燃燒器中，所述燃氣主噴槍的燃氣主噴頭上設置有穩燃的側壁一級燃氣噴口，所述燃氣主噴頭頂部還設置有帶α夾角的一級燃氣斜噴口，所述側壁一級燃氣噴口和一級燃氣斜噴口形成中心火焰。
[0009]本發明所述燃氣分級燃燒器中，所述燃氣輔噴槍的燃氣輔噴頭上設置有穩燃的側壁二級燃氣噴口，所述燃氣輔噴頭頂部還設置有帶β夾角的二級燃氣主噴口和帶γ夾角的二級燃氣輔噴口，輔噴頭上的三個燃氣噴口形成外層火焰。
[0010]本發明所述燃氣分級燃燒器中，所述穩焰罩為圓盤，且圓盤上設置有均勻的孔。
[0011]本發明所述燃氣分級燃燒器中，所述文丘里式氣體噴管均勾分布在穩焰罩下方和燃氣主噴槍四周。
[0012]本實用新型所述燃燒器通過采用燃氣分級，通過非化學當量燃燒和燃料再燃，有效降低了 NOx生成。通過在燃燒器頭部加入帶孔圓盤穩焰罩，增強了火焰穩定性。將普通進風方式改成文丘里式噴管進風，極大的加速周圍氣體的擾動，能夠引起火焰周圍煙氣的內部循環，強化了空氣與燃氣混合及兩者間的換熱，減少了局部高溫區的存在，增強了火焰剛直性。本實用新型適用于大部分管式加熱爐，能夠滿足加熱爐裝置對產品加熱所需的能量。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型所述燃氣分級燃燒器的結構示意圖。
[0014]圖2是圖1的俯視圖。
[0015]圖3是本實用新型燃氣主噴頭結構示意圖。
[0016]圖4是本實用新型燃氣輔噴頭結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以根據權利要求限定和覆蓋多種不同方式實施。
[0018]如圖1-4所示，本實用新型所述燃燒器包括筒體2、火盆磚1、燃氣主噴槍4、燃氣輔噴槍6、長明燈3、進風管和燃氣分布管，其中:所述燃氣主噴槍4位于筒體中心，所述長明燈3設置于燃氣主噴槍4 一側，所述筒體外部一側設置有進風管5，進風管5另一端入口設有流量調節閥11，所述進風管位于筒體內的上端開設有若干小孔，通過所述小孔與文丘里式氣體噴管10連接，所述火盆磚1外環設計有凹槽，凹槽內設置燃氣輔噴頭7，燃氣輔噴頭7與燃氣輔噴槍17連接，燃氣主噴槍4下端設置有一次燃氣入口 18，燃氣主噴槍4上端設置有燃氣主噴頭8，燃氣主噴頭8上設置有穩焰罩9，穩焰罩9下方和燃氣主噴槍8周圍設置4個文丘里式氣體噴管10，燃氣輔噴槍17下端設置有二次燃氣入口 19，所述二次燃氣入口 19與燃氣分布管6連接。所述筒體2內襯采用消聲材料和隔熱材料。所述長明燈3設置在燃氣主噴頭8—側用于引燃燃氣主噴頭8。所述燃氣主噴頭8上設置有穩燃的側壁一級燃氣噴口 12，燃氣主噴頭頂部設置有帶α夾角的一級燃氣斜噴口 13，所述側壁一級燃氣噴口 12和一級燃氣斜噴口13形成中心火焰。所述燃氣輔噴槍2的燃氣輔噴頭7上設置有穩燃的側壁二級燃氣噴口 14，所述燃氣輔噴頭頂部還設置有帶β夾角的二級燃氣主噴口 15和帶γ夾角的二級燃氣輔噴口16，輔噴頭上的三個燃氣噴口形成外層火焰。
[0019]本發明所述燃氣分級燃燒器的具體工作過程如下:一定壓力(80_300Pa)的高溫預熱空氣由進風管5經調節閥11調節風量后進入4個文丘里式氣體噴管10，從文丘里式氣體噴管管口處以高速射出，一次燃氣經一次燃氣入口 18進入燃氣主噴槍4，經燃氣主噴頭8上的各個噴口以高速射出，淹沒在從文丘里式氣體噴管10射出的高速空氣中，兩者混合強烈，高速空氣同時卷吸周圍煙氣，稀釋了燃料氣，燃氣在長明燈3火焰的引燃下燃燒，形成過氧的中心火焰。由于主噴頭8噴出的燃氣量少，與之混合的是額定空氣量，屬于稀燃料燃燒，同時燃氣經高速空氣稀釋，燃燒火焰溫度低，熱力型NOx生成少。所述燃氣輔噴槍2的燃氣輔噴頭7上設置有穩燃的側壁二級燃氣噴口 14，所述燃氣輔噴頭頂部還設置有帶β夾角的二級燃氣主噴口 15和帶γ夾角的二級燃氣輔噴口 16，二次燃氣經由二次燃氣入口 19進入燃氣分布管6再進入各個輔噴槍17，經燃氣輔噴頭7的各個噴口以高速射出，在主噴頭8—級燃氣噴口火焰的弓丨燃下燃燒。側壁燃氣噴口的火焰在穩焰罩9的作用下起到穩燃作用，二級燃氣噴口的火焰在穩焰罩9的作用下形成外層火焰，進一步強化了火焰穩定燃燒。由于輔噴頭7的燃氣量大，而與之混合的空氣是來自中心火焰的煙氣，氧濃度降低，進行的是燃料過濃下的混合燃燒，同時二次燃料氣還能將部分已生成的NO還原，NOx的生成量減少。由于一、二級燃氣都是在非化學當量比下的混合燃燒，燃燒火焰溫度低，所以NOx生成收到抑制，當兩組濃淡燃燒分別完成后，剩余燃氣和剩余空氣在火焰上部組合實現完全燃燒，因此燃燒溫度和氧濃度都低，NOx再次收到抑制；同時由于從文丘里噴口 10噴出的空氣高速射入爐膛，卷吸周圍的煙氣形成低氧氣氛，有效減少了NOx的生成，煙氣中NOx濃度在50ppm以下。
【主權項】
1.一種燃氣分級燃燒器，所述燃燒器包括筒體、火盆磚、燃氣主噴槍、燃氣輔噴槍、長明燈、進風管和燃氣分布管，其中:所述燃氣主噴槍位于筒體中心，所述長明燈設置于燃氣主噴槍一側，所述筒體外部一側設置有進風管，進風管另一端入口設有流量調節閥，所述進風管位于筒體內的上端開設有若干小孔，通過所述小孔與文丘里式氣體噴管連接，所述火盆磚外環設計有凹槽，凹槽內設置燃氣槍輔噴頭，燃氣輔噴頭與燃氣輔噴槍連接，燃氣主噴槍下端設置有一次燃氣入口，燃氣主噴槍上端設置有燃氣主噴頭，燃氣主噴頭上設置有穩焰罩，燃氣輔噴槍下端設置有二次燃氣入口，所述二次燃氣入口與燃氣分布管連接。2.按照權利要求1所述的燃氣分級燃燒器，其特征在于:所述筒體的襯里設置有隔熱消聲材料。3.按照權利要求1所述的燃氣分級燃燒器，其特征在于:所述長明燈設置在燃氣主噴槍一側。4.按照權利要求1所述的燃氣分級燃燒器，其特征在于:所述燃氣主噴槍的燃氣主噴頭上設置有穩燃的側壁一級燃氣噴口，所述燃氣主噴頭頂部還設置有帶α夾角的一級燃氣斜噴口。5.按照權利要求1所述的燃氣分級燃燒器，其特征在于:所述燃氣輔噴槍的燃氣輔噴頭上設置有穩燃的側壁二級燃氣噴口，所述燃氣輔噴頭頂部還設置有帶β夾角的二級燃氣主噴口和帶γ夾角的二級燃氣輔噴口。6.按照權利要求1所述的燃氣分級燃燒器，其特征在于:所述穩焰罩為圓盤，且圓盤上設置有均勻的孔。7.按照權利要求1所述的燃氣分級燃燒器，其特征在于:所述文丘里式氣體噴管均勻分布在穩焰罩下方和燃氣主噴槍四周。
【專利摘要】本實用新型提供一種燃氣分級燃燒器，所述燃燒器包括筒體、火盆磚、燃氣主噴槍、燃氣輔噴槍、長明燈、進風管和燃氣分布管。本實用新型所述燃燒器通過采用燃氣分級，通過非化學當量燃燒和燃料再燃，有效降低了NOx生成，通過在燃燒器頭部加入帶孔圓盤穩焰罩，增強了火焰穩定性，將普通進風方式改成文丘里式噴管進風，極大的加速周圍氣體的擾動，能夠引起火焰周圍煙氣的內部循環，強化了空氣與燃氣混合及兩者間的換熱，減少了局部高溫區的存在，增強了火焰剛直性。
【IPC分類】F23D14/26, F23N1/02, F23D14/60
【公開號】CN205119061
【申請號】CN201520898545
【發明人】張偉, 張英
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年11月12日