CN202018040U - 加热炉用多喷嘴双排燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的一种加热炉用多喷嘴双排燃烧器，包括与燃气管道相通的主燃气管、与主燃气管相通的第一支燃气管组以及位于第一支燃气管组下方的第二支燃气管组；所述第一支燃气管组包括至少三个第一支燃气管，所述第二支燃气管组的第二支燃气管数量与第一支燃气管组的第一支燃气管数量一致且分布位置相对应；所述第一支燃气管和第二支燃气管的顶端均设置有喷嘴；所述第一支燃气管的轴线与主燃气管的轴线的夹角a为5～20°；所述第二支燃气管的轴线与主燃气管的轴线的夹角b大于夹角a且小于40°。本实用新型改变了加热炉炉内温度场分布形式，提高炉内热效率，节约了企业采购多台燃烧器成本，能够强化空气与燃料气混合，强化燃烧效果，使火焰刚性有力。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种加热炉用多喷嘴双排燃烧器，尤其涉及一种在石化行业的加热炉炉底中心使用的燃气燃烧器。
背景技术
化工行业的加热炉通常采用在炉底圆周均布使用多台燃烧器喷出与炉管成平行方向的火焰加热方式，经常出现底部辐射段温度偏低，上部对流段温度偏高，同时排烟温度超出设计值等加热炉热效率偏等现象，其中一个主要原因就是辐射段温度场分布不合理，大部分热量没有集中在底部辐射换热，而跑到上部对流换热区换热了，造成加热炉热效率低下。
通常化工企业想通过加大炉底燃烧器燃气量增加底部对辐射换热，提高加热炉热效率，但是由于底部原有的燃烧器均采用与炉管成平行的火焰加热形式，在燃烧器结构一定的情况下，燃气量增加，烧嘴喷出的火焰长度变长，造成对流段温度偏高，甚至烧坏换热管挂钩等不利于安全生产现象。
原加热炉正常使用中出现底部辐射段炉膛温度不够，上部对流段炉膛温度和排烟温度偏高，增加原有三台炉底圆周均布的燃烧器热负荷，不能提高对流段炉膛温度，反而对流段炉膛温度和排烟温度继续增加。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种加热炉用多喷嘴双排燃烧器，改变原有加热炉燃烧器火焰分布形式和温度场分布，改善原有加热炉辐射段温度场分布，提高加热炉热效率。
本实用新型的技术解决方案是：
一种加热炉用多喷嘴双排燃烧器，其特殊之处在于：包括与燃气管道相通的主燃气管、与主燃气管相通的第一支燃气管组以及位于第一支燃气管组下方的第二支燃气管组；所述第一支燃气管组包括至少三个第一支燃气管，所述第二支燃气管组的第二支燃气管数量与第一支燃气管组的第一支燃气管数量一致且分布位置相对应；所述第一支燃气管和第二支燃气管的顶端均设置有喷嘴；所述第一支燃气管的轴线与主燃气管的轴线的夹角a为5～20°；所述第二支燃 气管的轴线与主燃气管的轴线的夹角b大于夹角a且小于40°。
上述第一支燃气管的喷嘴和第二支燃气管的喷嘴均设置有稳焰罩；所述稳焰罩上设置有多个气孔9。
上述稳焰罩的气孔为椭圆形气孔，其数量为12个。
上述第一支燃气管组包括3个第一支燃气管。
本实用新型的优点：
1、本新型燃烧器安装在加热炉炉底中心上，并且支燃气管的喷嘴方向与加热炉中心轴线有一定角度，改变了原有加热炉底部中心安装多台燃烧器，其喷嘴方向与加热炉中心轴线平行结构形式。进而改变了加热炉炉内温度场分布形式，提高炉内热效率。
2、支燃气管轴线与主燃气管轴线的夹角大小直接关系到本燃烧器喷出的火焰是否能够舔舐到加热炉壁面从而造成安全生产隐患，同时夹角a、b的大小也关系到加热炉内温度场的合理分布，本实用新型经过精心的计算、模拟、试验确定第一支燃气管轴线与主燃气管轴线夹角a为5～20°，第二支燃气管轴线与主燃气管轴线方向夹角范围为大于夹角a且小于40°，可以有效避免此问题。
3、原有加热炉一般都在炉底圆周上均匀布置多台燃烧器(如：三台、四台、六台等)，个别加热炉炉底中心安装一台喷头方向与加热炉轴线平行的燃烧器，本实用新型的加热炉炉底中心只安装使用本新型一台就可以满足加热炉热负荷，节约了企业采购多台燃烧器成本。
4、本实用新型每个支燃气管端部连接喷嘴，喷嘴根部设置有稳焰罩，稳焰罩上开了12个椭圆形气孔，起到强化空气与燃料气混合，强化燃烧效果，使火焰刚性有力。
5、安装在加热炉炉底中心位置，可以达到提高底部辐射段炉膛温度，降低上部对流段炉膛温度和排烟温度，提高加热炉热效率。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的A-A向视图；
图3是本实用新型在加热炉中的火焰示意图；
图4是本实用新型在加热炉中的位置示意图。
图中：1-主燃气管，2-第一支燃气管，3-第二支燃气管，4-第一喷嘴，5-第二喷嘴，6-稳焰罩，7-加热炉，8-加热炉炉底，9-气孔。
具体实施方式
如图1、2中所示，本实用新型提供的一种加热炉燃烧器，其较佳的实施方式是：
该燃烧器包括一个主燃气管1、三个第一支燃气管2、三个第二支燃气管3、三个第一喷嘴4、三个第二喷嘴5、六个稳焰罩6；第一支燃气管2与主燃气管1相通且成120°圆周均布在主燃气管1上，其轴线与主燃气管1轴线方向的夹角a为5～20°；第二支燃气管3设置于第一支燃气管2的正下方，即第二支燃气管3与主燃气管1相通且成120°圆周均布在主燃气管1上，其轴线与主燃气管1轴线方向的夹角b大于第一支燃气管2与主燃气管1的夹角a且小于40°，即5°＜a＜b＜40°；三个第一喷嘴4分别设置于三个第一支燃气管2的头部，三个第二喷嘴5分别是设置在第二支燃气管3的头部；六个稳焰罩6分别是设置在三个第一喷嘴4和三个第二喷嘴5的周边，且在稳焰罩6上开设12个椭圆形气孔9，使其能够起到二次风作用，强化空气与燃料气混合，强化燃烧效果，使火焰刚性有力。
本实用新型的第一支燃气管2和第二支燃气管3还可以是多个，但至少是三个为佳。
参见图3、4，本实用新型的燃烧器设置于加热炉7的炉底8中心处，其火焰从喷嘴喷出，其辐射范围较大，但又不至于舔舐到加热炉7壁面，可以提高加热炉7辐射段温度场分布，而在其周边设置的开孔的稳焰罩6可以起到二次风的作用，强化燃烧效果和火焰刚性。
本实用新型在某化工企业车间一台天然气加热炉上应用的效果如下。
该天然气加热炉为管式加热的常压炉，总炉高22.7m，下部辐射段高7.15m，内径1.9m，中部对流段高2.6m，内径1.4m，顶部排烟筒高12.95m，内径0.45m。加热炉炉底中心安装一台燃料天然气燃烧器，为自然引风式扩散燃烧方式。来自压缩机的天然气先进入天然气加热炉辐射段预热，然后进氧化锰脱硫槽脱硫，再送入对流段继续升温到480±5℃，满足天然气蒸气转化法温度工艺要求后送入一段炉。在正常生产时加热炉出现排烟温度偏高，被加热的天 然气介质进一段炉温度偏低不符合工艺技术要求，加热炉热效率低下。
该企业原使用天然气燃烧器耗气量为500Nm3/h，更换本本新型燃烧器后，燃料天然气使用量节约了80Nm3/h，排烟温度下降了45℃左右，同时满足了天然气介质进一段炉温度为480±5℃。
新型加热炉燃烧器使用前后天然气加热炉运行参数对比(12个月平均值)见表1。
表1使用前后天然气加热炉运行参数对比
从表1中可以看出，使用本新型燃烧器后天然气加热炉运行工况得到改善：
1、既满足了工艺要求，又节约了燃料天然气，经济效益显著。
满足了天然气介质进一段炉温度为480±5℃工艺要求，同时节约了燃料天然气使用量平均节约了80Nm3/h，按燃料天然气1.6元/Nm3核算，每年可为企业节约112万元，经济效益显著。
2、改善了温度流场分布，提高了天然气加热炉热效率
使用后，由于火焰分布的变化，改善了辐射段的温度场分布，强化了对流段的换热效果，提高了加热炉的热效率。使用后天然气去脱硫槽温度平均降低30℃，而进一段炉温度却平均提高10℃，说明使用后加热炉温度流场更加合理，改善了辐射段温度分布。同时烟道排烟温度下降45℃，炉膛中心温度降低20℃，加热炉辐射段和对流段换热更加合理，加热炉热效率明显提高。
Claims (4)
1.一种加热炉用多喷嘴双排燃烧器，其特征在于：包括与燃气管道相通的主燃气管、与主燃气管相通的第一支燃气管组以及位于第一支燃气管组下方的第二支燃气管组；所述第一支燃气管组包括至少三个第一支燃气管，所述第二支燃气管组的第二支燃气管数量与第一支燃气管组的第一支燃气管数量一致且分布位置相对应；所述第一支燃气管和第二支燃气管的顶端均设置有喷嘴；所述第一支燃气管的轴线与主燃气管的轴线的夹角a为5～20°；所述第二支燃气管的轴线与主燃气管的轴线的夹角b大于夹角a且小于40°。
2.根据权利要求1所述的加热炉用多喷嘴双排燃烧器，其特征在于：所述第一支燃气管的喷嘴和第二支燃气管的喷嘴均设置有稳焰罩；所述稳焰罩上设置有多个气孔。
3.根据权利要求1或2所述的加热炉用多喷嘴双排燃烧器，其特征在于：所述稳焰罩的气孔为椭圆形气孔，其数量为12个。
4.根据权利要求3所述的加热炉用多喷嘴双排燃烧器，其特征在于：所述第一支燃气管组包括3个第一支燃气管。
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| CN102537955A (zh) * | 2010-12-20 | 2012-07-04 | 西安航天远征流体控制股份有限公司 | 加热炉用多喷嘴双排燃烧器 |
| CN105985808A (zh) * | 2015-01-30 | 2016-10-05 | 神华集团有限责任公司 | 一种气化烧嘴和气化炉 |
| CN111174625A (zh) * | 2018-11-09 | 2020-05-19 | 深圳龙澄高科技环保股份有限公司 | 一种多分叉粗燃气管道构件 |
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