一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器，燃氣槍上設置的節流小孔實現一套燃氣槍氣噴頭既能在開工階段單燒高瓦，又能在運行中燒尾氣，還能在運行中尾氣不足時燒混合燃料的所有工況，且始終保持各工況下的火焰形狀不變，通過預混管面積和環形風道面積的比例，及預混管側壁上軸向和徑向傾斜旋轉的一級燃料噴孔與內接板上的二級燃料噴孔面積的比例實現燃料與空氣分級、預混、分段燃燒，保證了制氫裝置低熱值燃料的利用和補充加熱爐負荷高熱值燃料的穩定燃燒，有效地抑制了NOx的生成，降低NOx排放。
【專利說明】
一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器
技術領域
[0001]本實用新型屬于化工節能燃燒與環境保護技術領域，涉及一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器。
【背景技術】
[0002]進入到上世紀九十年代，隨著節能和環保的需要，煉油、化工、化肥的制氫裝置、一段轉化爐，開始了對各裝置自產的尾氣、解析氣、脫附氣等自產氣體的再利用，不再將其送入火炬燃燒。
[0003]制氫頂燒燃燒器用于制氫裝置一段轉化爐，裝置運行中燃燒器將尾氣和助燃空氣混合后燃燒，為加熱爐提供熱量。由于開工階段沒有尾氣，且裝置運行中自產尾氣又不夠負荷，需要補充燃料，兩種燃料熱值差別大，為此，裝置大多設置高壓燃料與低壓尾氣兩條供氣系統，相應的燃燒器結構設計和操作也較為麻煩復雜，如果采用單獨設計的高瓦氣槍，開工階段高瓦火焰與運行中低壓尾氣火焰的形狀會不同，又由于高壓燃料或低壓尾氣燃料一部分燃燒在燃燒器火盆磚內完成，燃燒后煙氣溫度較高，故有一定量的NOx生成，對環境污染有一定的影響。
【實用新型內容】
[0004]基于此，本實用新型的目的是針對技術背景所述，提供一種在開工階段燒高瓦，運行中燒裝置自產全部低壓低熱值尾氣，自產尾氣負荷不足時還能燒補充高瓦的燃燒器。
[0005]—種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器，包括火盆磚、燃燒器主體、燃氣槍、長明燈、穩定器和調風蝶閥，燃燒器主體與火盆磚同為中空結構，燃燒器主體下端與火盆磚相連，火盆磚與燃燒器主體中間形成空氣流道，燃燒器主體上端設有助燃空氣通道、長明燈孔和燃氣槍孔，助燃空氣通道內設有調風蝶閥，長明燈孔設有長明燈，燃氣槍孔設有燃氣槍，燃氣槍孔上端設有穩定器與燃氣槍連接，
[0006]燃氣槍上端設有高瓦接頭，高瓦接頭下方連接高瓦接管，高瓦接管下方設有槍管端頭，槍管端頭上設有節流小孔，槍管端頭下方設有槍管，槍管側面設有尾氣接管，槍管上設有安裝板與穩定器連接，槍管下端設有氣噴頭。
[0007]在其中一個實施例中，氣噴頭包括上板、外接管、下板、圍框和燃料空氣預混管，夕卜接管與下板焊接，下板下方設有上板，下板與上板外沿通過圍板連接，上板和下板之間開有多個鉚焊孔，燃料空氣預混管設置在鉚焊孔上。
[0008]在其中一個實施例中，燃料空氣預混管側壁設有至少兩個一級燃料噴孔，一級燃料噴孔傾斜旋轉設置在燃料空氣預混管上。
[0009]在其中一個實施例中，上板環燃料空氣預混管內、外圍各設有二級燃料噴孔。
[0010]在其中一個實施例中，長明燈為便攜式電子點火棒。
[0011 ]在其中一個實施例中，穩定器設有高度調節裝置，分別連接燃氣槍與燃燒器主體。
[0012]在其中一個實施例中，燃燒器主體為多層結構，最外層設有主體外筒體，最內層設有主體隔熱內襯，主體外筒體與主體隔熱內襯之間設有主體內筒體。
[0013]上述一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器，實現一套燃氣槍氣噴頭既能在開工階段單燒高瓦，又能在運行中燒尾氣，還能在運行中尾氣不足時燒混合燃料的所有工況，且始終保持各工況下的火焰形狀不變。
[0014]適用于高、低壓燃氣的燃燒，特別適用于對制氫裝置、一段轉化爐尾氣、解析氣、脫附氣等自產低壓低熱值氣體燃料燃燒的使用。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型結構不意圖。
[0016]圖2為燃氣槍結構示意圖。
[0017]圖3為氣噴頭結構示意圖。
[0018]圖4為氣噴頭俯視圖。
[0019]圖5為預混管結構示意圖。
[°02°]圖6為預混管俯視圖。
[0021 ]圖7為節流小孔結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為了便于理解本實用新型，下面將參照相關附圖對本實用新型進行更全面的描述。附圖中給出了本實用新型的首選實施例。但是，本實用新型可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本實用新型的公開內容更加透徹全面。
[0023]需要說明的是，當元件被稱為“設置”在另一個元件，它可以是直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連通”另一個元件，它可以是直接連通到另一個元件，或者可能同時存在居中元件。
[0024]除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本實用新型的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術語只是為了描述具體實施例的目的，不是旨在于限制本實用新型。
[0025]請參照圖1，一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器主要由火盆磚1、燃燒器主體2、燃氣槍3、長明燈4、穩定器5、調風蝶閥6組成。
[0026]主體內筒體22上設有消聲孔、隔熱內襯23起隔熱和消聲的作用，主體內筒體22構成空氣流道，火盆磚I安裝在加熱爐頂板上，燃燒器主體2卡套在火盆磚I上，帶外保溫的對開調風蝶閥6安裝在燃燒器主體2助燃空氣通道上，穩定器5安裝在燃燒器主體2面板上，穩定器5上裝有燃氣槍6，燃氣槍6的位置通過調節穩定器8上的支撐螺栓高度來實現。
[0027]請參照圖2，設置在燃氣槍3上的高瓦接頭36和尾氣接管37通過金屬軟管分別與裝置高瓦管線和尾氣管線相連接。
[0028]請參閱圖3，燃氣槍3的組成部件氣噴頭31由上板311、外接管312、下板313、圍框314、燃料空氣預混噴管71組成。
[0029]外接管312與下板313管孔焊接，圍框314分別與上板311和下板313外沿焊接，燃料空氣預混噴管71上下端與上板311和下板313開有的多個鉚焊孔鉚接，組裝成中空的氣噴頭31部件。
[0030]請參閱圖4?5，燃料空氣預混噴管71側壁上都設計了多個具有軸向角和徑向角傾斜旋轉的一級燃料噴孔74，上板311環燃料空氣預混噴管71內外圍另開有二級燃料噴孔73。
[0031]運行中，助燃空氣經過裝置高溫煙氣余熱回收預熱，一定壓力的熱空氣(500Pa左右)進入對開調風蝶閥6，根據負荷大小，通過對開調風蝶閥6控制總風量，熱空氣進入燃燒器主體2內腔，經過氣噴頭31和火盆磚I內腔的環隙流道。
[0032]氣噴頭31與火盆磚I內腔的環隙流道將送入的助燃空氣進行分級，通過氣噴頭31的燃料空氣混合管71內腔孔的空氣是為一級(一次)，通過設置在氣噴頭上的圍框314與火盆磚I內腔環隙的空氣是為二級(二次)，空氣分級為燃燒器進行低NOx燃燒創造條件。
[0033]請參照圖3、圖6，運行中，低壓低熱值尾氣由尾氣接管37進入燃氣槍3，經過槍管32流向中空的氣噴頭31，從設置在燃料空氣預混噴管71側壁的一級燃料噴孔74噴出，是為一級燃料，從上板311環燃料空氣預混噴管71內外圍另開的二級燃料噴孔73噴出，是為二級燃料。
[0034]至此低壓低熱值尾氣流過中空的氣噴頭31，實現了燃燒器的燃料分級，一級燃料和一次空氣預混實現一段燃燒，燃燒后煙氣與二次空氣、二次燃料混合實現二段燃燒，燃料與空氣分級分段燃燒有效地抑制NOx生成量。
[0035]請參照圖2與圖7，燃氣槍采用高瓦接口設計適用于制氫裝置的開工工況和運行中尾氣不足時補充高瓦負荷的工況。
[0036]在使用狀態時，通過高瓦接頭36，高瓦進入高瓦接管35，再通過燃氣槍槍管端頭34上開有的節流小孔341，高瓦降壓，在槍管32內與低瓦尾氣混合，實現燃氣槍一套氣噴頭既能在開工階段單燒高瓦，又能在運行中燒尾氣，還能在運行中尾氣不足時燒混合燃料的所有工況，且始終保持各工況下的火焰形狀不變。
[0037]燃燒器采用便攜式電子點火棒點燃主氣槍的一級點火方式。點火時，遵循火等氣的安全原則，確定燃燒器具備點火條件后，將便攜式電子點火棒點從穩定器5上的點火孔插入到位后，啟動點火按鈕，點火棒頂端放電打火，此時稍開燃氣閥通入燃氣，燃燒器即被點燃。點完火后應退出點火棒防止燒壞，蓋住點火孔。
[0038]氣噴頭31中燃料空氣預混噴管71內孔的結構面積和火盆環隙風道面積比例分配一、二級(次)風量，分配比例約為40: 60。
[0039]氣噴頭中設置在燃料空氣預混噴管上的一級燃料噴孔74與環設在燃料空氣預混噴管71內外圍的二級燃料噴孔73面積之和的分配比例約為65: 35。
[0040]—級燃料和一次空氣預混實現一段燃燒，形成的中心火焰層，此時是在低空氣量高燃料濃度下燃燒，故降低了中心火焰溫度，煙氣繼續向爐內垂直噴射與二次燃料混合后，混合煙氣環火盆磚I間隙與二次空氣混合實現二段燃燒，此時是在高空氣量低燃料濃度下燃燒，由于一、二級燃料都是在非化學當量比下的混合燃燒，燃燒溫度低，所以NOx生成受到抑制，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。[0041 ]因此燃燒溫度和氧濃度都低，NOx生成再次受到抑制，達到降低排放煙氣中的NOx濃度目的，其排放的煙氣濃度在100mg/Nm3以下，典型的燃料分級和濃淡燃燒，低NOx燃燒技術有效地抑制NOx生成量。
[0042]在一級燃料噴孔74產生的強旋流作用下，加速了一級燃料與空氣的混合，增加了混合的均勻性，從而促進了燃燒反應，防止火焰局部高溫的產生，使火焰具有均勻的較低的溫度水平。
[0043]由于燃氣與空氣混合均勻性的增強，燃氣可以在較低的過剩空氣量實現完全燃燒，因此，燃燒過程氧的分壓力有所降低。
[0044]在燃氣強旋流作用下，旋流中心火道出口處產生回流區，形成煙氣自身循環，它不僅起到穩定火焰和加速燃燒反應的作用，同時也起到降低燃燒區溫度和氧氣濃度的作用。由此，NOx生成受到抑制，從而減少了NOx的排放。
[0045]燃燒器主體2采用消聲結構及低熱傳導設計，隔熱保溫性能優異，使燃燒器箱體向外散熱損失降至最低，且具有的消音作用，故在燃燒過程中有效降低了助燃空氣在燃燒器內高速流動產生的噪音，其噪聲可控制在SOdB(A)以下，因而達到高效、節能、低NOx污染排放與低噪聲的環保目的。
[0046]上述一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器采用了燃料與空氣分級、燃料預混等低NOx燃燒技術和穩定火焰措施，通過燃氣槍氣噴頭31的燃料、空氣預混管71內腔及設置在氣噴頭31上的圍框314與火盆磚I內腔的環隙實現了燃燒器的空氣分級；
[0047]通過設置在燃料空氣混合管71上的一級燃料噴孔74設置在上板311上的二級燃料噴孔73實現了燃燒器的燃料分級;還通過一級燃料噴孔74和空氣流道在燃料空氣預混管71內實現了燃料與空氣的預混，保證了制氫裝置低熱值燃料的利用和補充加熱爐負荷高熱值燃料的穩定燃燒，實現了分級燃燒，降低了火焰表面溫度，有效地抑制了 NOx的生成，從而實現燃燒煙氣低NOx排放。
[0048]實現一套燃氣槍氣噴頭既能在開工階段單燒高瓦，又能在運行中燒尾氣，還能在運行中尾氣不足時燒混合燃料的所有工況，且始終保持各工況下的火焰形狀不變。
[0049]適用于高、低壓燃氣的燃燒，特別適用于對制氫裝置、一段轉化爐尾氣、解析氣、脫附氣等自產低壓低熱值氣體燃料燃燒的使用。
[0050]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器，包括火盆磚、燃燒器主體、燃氣槍、長明燈、穩定器和調風蝶閥，所述燃燒器主體與所述火盆磚同為中空結構，所述燃燒器主體下端與所述火盆磚相連，所述火盆磚與所述燃燒器主體中間形成空氣流道，所述燃燒器主體上端設有助燃空氣通道、長明燈孔和燃氣槍孔，所述助燃空氣通道內設有所述調風蝶閥，所述長明燈孔設有所述長明燈，所述燃氣槍孔設有所述燃氣槍，所述燃氣槍孔上端設有所述穩定器與所述燃氣槍連接， 其特征在于，所述燃氣槍上端設有高瓦接頭，所述高瓦接頭下方連接高瓦接管，所述高瓦接管下方設有槍管端頭，所述槍管端頭上設有節流小孔，所述槍管端頭下方設有槍管，所述槍管側面設有尾氣接管，所述槍管上設有安裝板與所述穩定器連接，所述槍管下端設有氣噴頭。2.根據權利要求1所述的一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器，其特征在于，所述氣噴頭包括上板、外接管、下板、圍框和燃料空氣預混管，所述外接管與所述下板焊接，所述下板下方設有所述上板，所述下板與所述上板外沿通過所述圍框連接，所述上板和所述下板之間開有多個鉚焊孔，所述燃料空氣預混管設置在所述鉚焊孔上。3.根據權利要求2所述的一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器，其特征在于，所述燃料空氣預混管側壁設有至少兩個一級燃料噴孔，所述一級燃料噴孔傾斜旋轉設置在所述燃料空氣預混管上。4.根據權利要求2所述的一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器，其特征在于，所述上板環燃料空氣預混管內、外圍各設有二級燃料噴孔。5.根據權利要求1所述的一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器，其特征在于，所述長明燈為便攜式電子點火棒。6.根據權利要求1所述的一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器，其特征在于，所述穩定器設有高度調節裝置，分別連接所述燃氣槍與所述燃燒器主體。7.根據權利要求1所述的一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器，其特征在于，所述燃燒器主體為多層結構，最外層設有主體外筒體，最內層設有主體隔熱內襯，所述主體外筒體與所述主體隔熱內襯之間設有主體內筒體。
【文檔編號】F23D14/58GK205535801SQ201620098311
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月1日
【發明人】游述懷, 任征軍, 羅映波
【申請人】岳陽鐘鼎熱工電磁科技有限公司