空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種管式加熱爐，具體說是一種可應用在石油、化工行業，運用空氣分級低氮燃燒技術的管式加熱爐。
【背景技術】
[0002]目前，世界各國對NOx排放提出了越來越高的要求，為有效控制污染物排放，國家環保部于2015年4月份正式出臺了一系列大氣污染物排放新標準，其中包括《石油化學工業污染物排放標準》(GB 31571-2015)，其中對石化行業工藝加熱爐的NOx排放限值降低到一般地區150mg/m3，嚴格地區100mg/m3。
[0003]新標準的實施必將促使石化行業企業大規模改造淘汰一批節能效果差、污染物排放超標的設備，其中管式加熱爐作為近代石油化工工業中必不可少的工藝設備，在生產和建設中具有十分重要的地位。它利用燃料在爐膛中燃燒產生熱能，通過爐管把能量傳遞給流動的物料，使其滿足下游工藝的要求。
[0004]因此，很有必要在現有技術的基礎上，設計一種結構簡單，易于在現有設備上改造，且燃燒效率高、NOx排放達標的低氮管式加熱爐。
【實用新型內容】
[0005]實用新型目的:本實用新型的目的是針對目前石化行業中管式加熱爐NOx排放量大的問題，設計一種結構簡單，易于在現有設備上改造，且燃燒效率高、NOx排放達標的空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐。
[0006]技術方案:為實現以上目的，本實用新型采取的技術方案為:
[0007]—種空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐，它包括:爐體的鋼支撐架，安裝在爐體的鋼支撐架上的輻射換熱段，安裝在輻射換熱段底部的預混式燃燒器，安裝在輻射換熱段上的對流換熱段，安裝在對流換熱段上的煙氣排出口 ；
[0008]所述的預混式燃燒器包括噴管，安裝在噴管上的燃氣入口，所述的噴管安裝在一次風室上，一次風室上安裝有一次風入口和混合室；
[0009]所述的輻射換熱段包括殼體、安裝在殼體內壁上的爐襯，安裝在輻射換熱段爐膛中的輻射換熱管，環繞安裝在殼體上的二次風室，與二次風室相連的二次風入口，開設在殼體上的二次風噴口 ；所述的二次風室通過二次風噴口與輻射換熱段的爐膛連通。
[0010]作為優選方案，以上所述的空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐，所述的預混式燃燒器呈圓周均布于輻射換熱段的底部。預混式燃燒器的數目根據工況設置。
[0011]作為優選方案，以上所述的空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐，所述的一次風室呈蝸殼狀，一次風入口位于一次風室的外圓切線處。
[0012]作為優選方案，以上所述的空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐，所述的燃氣入口位于噴管側面，所述的噴管位于一次風室渦流中心線上，噴管頂部的噴口呈錐形且位于一次風室內；所述的混合室位于預混式燃燒器上部，混合室連通一次風室和輻射換熱段爐膛。
[0013]作為優選方案，以上所述的空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐，所述的二次風噴口為6個，呈圓形噴口，在殼體上呈圓周均布，二次風噴口貫穿殼體和爐襯后與輻射換熱段的爐膛連通。
[0014]作為優選方案，以上所述的空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐，所述的二次風入口的中心線、二次風室的水平中心線和二次風噴口的中心線在同一水平高度上。
[0015]本實用新型所述的空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐，所述的一次風室為蝸殼狀，一次風從一次風室外圓切線方向進入，在一次風室內形成渦流，帶動從噴管噴入的燃氣一并旋轉上升至混合室，完成一次風和燃料的充分混合，保證燃燒完全，根據工況調節一次風配風系數為0.8左右，形成還原氣氛，降低NOx的生產。
[0016]本實用新型所述的空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐，所述的二次風室為位于輻射換熱段爐體殼體外部的一圈環形風室，其垂直高度根據火焰高度確定，二次風由二次風入口進入二次風室，經圓周均布的二次風噴口噴入爐膛，噴入方向斜向上，與加熱爐爐膛中心軸線呈45°，形成火焰內外循環，進一步降低NOx，根據工況調節二次風配風系數為0.2左右，形成氧化氣氛，消耗煙氣中剩余的NOx。
[0017]有益效果:本實用新型所述的空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐和現有技術相比具有以下優點:
[0018]本實用新型所述的空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐，結構設計簡單，易于在現有設備上直接改造，安裝成本低，同時可提高燃燒效率，降低NOx排放量，環保性強，具有重要的應用價值。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型所述的空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐的剖視結構示意圖。具體實施方案
[0020]下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本實用新型，應理解這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領域技術人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。
[0021]如圖1所示，一種空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐，它包括:爐體的鋼支撐架1，安裝在爐體的鋼支撐架1上的輻射換熱段2，安裝在輻射換熱段2底部的預混式燃燒器3，安裝在輻射換熱段2上的對流換熱段4，安裝在對流換熱段4上的煙氣排出口 5 ;
[0022]所述的預混式燃燒器3包括噴管3-2，安裝在噴管3-2上的燃氣入口 3_1，所述的噴管3-2安裝在一次風室3-4上，一次風室3-4上安裝有一次風入口 3-3和混合室3_5 ；
[0023]所述的輻射換熱段2包括殼體2-1、安裝在殼體2-1內壁上的爐襯2_2，安裝在輻射換熱段2爐膛中的輻射換熱管2-3，環繞安裝在殼體2-1上的二次風室2-5，與二次風室2-5相連的二次風入口 2-4，安裝在殼體2-1上的二次風噴口 2-6 ;所述的二次風室2_5通過二次風噴口 2-6與輻射換熱段2爐膛連通。
[0024]以上所述的空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐，所述的預混式燃燒器3呈圓周均布于輻射換熱段2的底部。
[0025]以上所述的空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐，所述的一次風室3-4呈蝸殼狀，一次風入口 3-3位于一次風室3-4的外圓切線處。燃氣入口 3-1位于噴管3-2側面，所述的噴管3-2位于一次風室3-4渦流中心線上，噴管3-2頂部的噴口呈錐形且位于一次風室3-4內；所述的混合室3-5位于預混式燃燒器3的上部，混合室3-5連通一次風室3-4和輻射換熱段2的爐膛。
[0026]以上所述的空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐，所述的二次風噴口 2-6為6個，為圓形噴口，在殼體2-1上呈圓周均布，二次風噴口 2-6貫穿殼體2-1和爐襯2-2后與輻射換熱段2爐膛連通。
[0027]以上所述的空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐，所述的二次風入口 2-4的中心線、二次風室2-5的水平中心線和二次風噴口 2-6的中心線在同一水平高度上。
[0028]本實用新型提供的空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐，結構設計簡單，易于在現有設備上直接改造，減低安裝成本，同時可提高燃燒效率，降低NOx排放量，環保性強，具有重要的應用價值。
[0029]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐，其特征在于，它包括:爐體的鋼支撐架(1)，安裝在爐體的鋼支撐架(1)上的輻射換熱段(2)，安裝在輻射換熱段(2)底部的預混式燃燒器(3)，安裝在輻射換熱段(2)上的對流換熱段(4)，安裝在對流換熱段(4)上的煙氣排出口(5)； 所述的預混式燃燒器(3)包括噴管(3-2)，安裝在噴管(3-2)上的燃氣入口(3-1)，所述的噴管(3-2)安裝在一次風室(3-4)上，一次風室(3-4)上安裝有一次風入口(3-3)和混合室(3-5)； 所述的輻射換熱段(2)包括殼體(2-1)、安裝在殼體(2-1)內壁上的爐襯(2-2)，安裝在輻射換熱段(2)爐膛中的輻射換熱管(2-3)，環繞安裝在殼體(2-1)上的二次風室(2-5)，與二次風室(2-5)相連的二次風入口(2-4)，開設在殼體(2-1)上的二次風噴口(2-6);所述的二次風室(2-5)通過二次風噴口(2-6)與輻射換熱段(2)爐膛連通。2.根據權利要求1所述的空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐，其特征在于，所述的預混式燃燒器(3)呈圓周均布于輻射換熱段(2)的底部。3.根據權利要求1或2所述的空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐，其特征在于，所述的一次風室(3-4)呈蝸殼狀，一次風入口(3-3)位于一次風室(3-4)的外圓切線處。4.根據權利要求1所述的空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐，其特征在于，所述的燃氣入口(3-1)位于噴管(3-2)側面，所述的噴管(3-2)位于一次風室(3-4)渦流中心線上，噴管(3-2)頂部的噴口呈錐形且位于一次風室(3-4)內；所述的混合室(3-5)位于預混式燃燒器(3)的上部，混合室(3-5)連通一次風室(3-4)和輻射換熱段(2)的爐膛。5.根據權利要求4所述的空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐，其特征在于，所述的二次風噴口(2-6)為6個，二次風噴口(2-6)為圓形噴口，在殼體(2-1)上呈圓周均布，二次風噴口(2-6)貫穿殼體(2-1)和爐襯(2-2)后與輻射換熱段(2)爐膛連通。6.根據權利要求5所述的空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐，其特征在于，所述的二次風入口(2-4)的中心線、二次風室(2-5)的水平中心線和二次風噴口(2-6)的中心線在同一水平高度上。
【專利摘要】本實用新型公開了一種空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐，它包括爐體的鋼支撐架(1)，安裝在爐體的鋼支撐架(1)上的輻射換熱段(2)，安裝在輻射換熱段(2)底部的預混式燃燒器(3)，安裝在輻射換熱段(2)上的對流換熱段(4)，安裝在對流換熱段(4)上的煙氣排出口(5)。本實用新型提供的空氣分級式低氮燃燒管式加熱爐，結構設計合理，易于在現有設備上直接改造，安裝方便，燃燒效率高，NOx排放少，環保性強，應用范圍廣泛，具有重要的應用價值。
【IPC分類】F23L1/00, F23L9/00, F27B17/00
【公開號】CN205119800
【申請號】CN201520531231
【發明人】張曉東, 趙娟, 端午祥, 張龑, 逯文東
【申請人】南京博納能源環保科技有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年7月21日