CN206320749U - 超低NOx排放蓝火焰圆形气体燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超低NOx排放蓝火焰圆形气体燃烧器，设置在加热炉内，它包括燃烧器筒体、火盆砖、冷却体、长明灯、8~20组燃***部分、燃料分配管、调风蝶阀、观火孔、点火孔和支撑架部分。本实用新型通过冷却体来降低火焰中心温度，从而抑制NOx生成；形成燃料的分级燃烧，实现燃料的过浓、过淡燃烧，实现低NOx燃烧排放；8~20组燃***部分均布设置在燃烧器筒体内，燃烧时，火焰在火盆砖上分布更均匀，并降低了火焰高度；从现有燃烧器燃烧NOx排放值80~100mg/m³达到30~50mg/m³NOx的燃烧排放；提高了火焰的稳定性，获得了具有火焰成型好、规则、火焰不发飘的蓝色火焰效果。

Description

超低NOx排放蓝火焰圆形气体燃烧器

技术领域

本实用新型涉及一种石油化工燃烧器设备，特别涉及一种超低NOx排放蓝火焰圆形气体燃烧器。

背景技术

由于人们对环境污染的重视，从20世纪60年代以来人们就开始研究如何有效地降低工业NOx的排放，主要从燃烧方法及燃烧装置上加以考虑。经过30多年的发展，在降低NOx方面从理论到实际都取得了长足的进步，人们研究出了各种抑制方法，在此基础上开发了各种控制技术及装置。在实用装置上开发出了混合促进型低NOx燃烧器；自身烟气再循环型低NOx燃烧器等。但由于国家环保总局发布的《石油炼制工业污染物排放标准》（GB 31570-2015）规定2015-07-01开始实施，对降低NOx排放提出了更高的要求。因此研发新一代的超低NOx排放燃烧器迫在眉睫。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中对降低NOx排放提出了更高要求的不足，提供一种能达到NOx排放要求的超低NOx排放蓝火焰圆形气体燃烧器。

一种超低NOx排放蓝火焰圆形气体燃烧器，设置在加热炉内，它包括燃烧器筒体、火盆砖、冷却体、长明灯、8~20组燃***部分和燃料分配管。

所述火盆砖设置在所述燃烧器筒体的顶部且所述火盆砖与所述燃烧器筒体相连通。所述燃烧器筒体的侧面设有调风蝶阀。所述燃料分配管设置在所述燃烧器筒体的底部。所述8~20组燃***部分均匀环绕所述火盆砖且每组所述燃***部分的一端穿过所述燃烧器筒体的底部伸入所述火盆砖的内部和外部，另一端与所述燃料分配管相连通。所述冷却体设置在所述火盆砖的中间。所述长明灯的一端穿过所述燃烧器筒体的底面伸进所述火盆砖内部。所述燃烧器筒体的底部设有观火孔和点火孔。

每组所述燃***部分包括主燃料枪杆、分支燃料枪杆、一级烧嘴和二级烧嘴。

所述主燃料枪杆的一端穿过所述燃烧器筒体的底部伸入所述火盆砖的外部，另一端与所述燃料分配管相连。所述主燃料枪杆上设有所述分支燃料枪杆。所述分支燃料枪杆与所述主燃料枪杆相连通且所述分支燃料枪杆伸进所述火盆砖的内部。所述分支燃料枪杆远离所述主燃料枪杆的那端设有所述一级烧嘴。所述主燃料枪杆远离所述燃料分配管的那端设有所述二级烧嘴。

在其中一个实施例中，所述火盆砖包括火盆砖主体、8~20个第一燃烧孔和8~20个第二燃烧孔。所述8~20个第一燃烧孔均匀设置在所述火盆砖主体的顶部且与所述火盆砖主体的内部相连通。所述8~20个第二燃烧孔均匀设置在所述火盆砖主体的上部侧面且与所述火盆砖主体的内部相连通。所述第一燃烧孔与所述第二燃烧孔相连通且一个所述第一燃烧孔对应一个所述第二燃烧孔。

在其中一个实施例中，所述火盆砖主体为中空结构，中空部分为火盆砖助燃空气通道。

所述火盆砖主体的外侧面上部向内倾斜呈锥形。所述火盆砖主体高于所述第二燃烧孔的内侧面向内收缩并呈圆柱形，所述火盆砖主体的内侧面中部呈长方形且内侧面下部向外倾斜呈锥形。

在其中一个实施例中，所述火盆砖还包括8~20个凹槽，所述8~20个凹槽均匀设置在所述火盆砖主体的下部外侧面上且一个所述凹槽对应一个所述主燃料枪杆。

在其中一个实施例中，所述燃烧器筒体为中空结构，中空部分为燃烧器助燃空气通道。

在其中一个实施例中，所述燃烧器筒体包括外筒、耐火纤维层、降噪多孔板内筒和法兰。所述耐火纤维层设置在所述外筒和降噪多孔板内筒之间。所述法兰设置在所述外筒和降噪多孔板内筒的顶部。

在其中一个实施例中，所述超低NOx排放蓝火焰圆形气体燃烧器还包括支撑架部分。所述冷却体通过所述支撑架部分固定在所述火盆砖的中间，所述火盆砖通过所述支撑架部分设置在所述燃烧器筒体的顶部。

所述支撑架部分包括支撑筋、托盘、加强筋和冷却体固定框。所述加强筋设置在所述燃烧器筒体的顶部。所述托盘设置在所述加强筋和火盆砖之间。所述支撑筋设置在所述托盘和燃烧器筒体之间。所述冷却体的底部设置在所述加强筋上。所述冷却体固定框设置在所述火盆砖的上部用于固定所述冷却体。

在其中一个实施例中，所述冷却体为金属或耐高温浇筑料的棒。

本实用新型的优点及有益效果：

1、本实用新型是通过冷却体来降低火焰中心温度，从而抑制NOx生成。

2、本实用新型燃***一级烧嘴和二级烧嘴在火盆砖内外形成了对应的喷射，形成燃料的分级燃烧，及主燃料枪杆和分支燃料枪杆的合理的燃料配比，控制了燃烧器火焰中局部浓度，实现燃料的过浓、过淡燃烧，实现低NOx燃烧排放。

3、本实用新型8~20组燃***部分均布设置在燃烧器筒体内，燃烧时，火焰在火盆砖上分布更均匀，并降低了火焰高度。

4、本实用新型从现有燃烧器燃烧NOx排放值80~100mg/m³达到30~50mg/m³NOx的燃烧排放。

5、本实用新型提高了火焰的稳定性，获得了具有火焰成型好、规则、火焰不发飘的蓝色火焰效果。

附图说明

图1为本实用新型的主剖视图。

图2为本实用新型的仰视图。

图3为本实用新型的俯视图。

图4为火盆砖的俯视图。

图5为图4的A-A剖视图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置”在另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是与另一个元件“相连”，它可以是直接连接到另一个元件，或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

实施例1

请参阅图1至图5，一种超低NOx排放蓝火焰圆形气体燃烧器，设置在加热炉55内，

它包括燃烧器筒体、火盆砖3、冷却体5、长明灯51、8组燃***部分、燃料分配管53、调风蝶阀10、观火孔11、点火孔13和支撑架部分。

其中，火盆砖3通过支撑架部分设置在燃烧器筒体的顶部且火盆砖3与燃烧器筒体相连通。燃烧器筒体的侧面设有调风蝶阀10。燃料分配管53设置在燃烧器筒体的底部。8组燃***部分均匀环绕火盆砖3且每组燃***部分的一端穿过燃烧器筒体的底部伸入火盆砖3的内部和外部，另一端与燃料分配管53相连通，该设计有利于燃气与空气的均布燃烧。

具体的，冷却体5通过支撑架部分设置在火盆砖3的中间，由于NO_X是随着火焰温度的升高而增加的，因此，在火焰中间高温区放置冷却体5，使之吸收并向外辐射部分燃烧释放的能量，从而降低整个火焰温度，特别是消除局部高温区，从而可以有效降低NO_X的生成。加装冷却体5后会缩短氧在火焰高温区的停留时间，使过剩氧不能顺利从火焰底部沿焰面到达顶部，从而降低NOx的生成。助燃空气在通过调风蝶阀10进入燃烧器筒体时，有个向上90°拐弯，使得助燃空气进入火盆砖3时，空气容易形成乱流，火焰容易发飘，不稳定、不规则。在火盆砖3中间设置冷却体5后，助燃空气在火盆砖3与冷却体5之间通过时，起到稳定助燃空气的作用，利于火焰的稳定，不发飘，规整。

其中，长明灯51的一端穿过燃烧器筒体的底面伸进火盆砖3内部。燃烧器筒体的底部设有观火孔11和点火孔13。

具体的，每组燃***部分包括主燃料枪杆91、分支燃料枪杆93、一级烧嘴95和二级烧嘴97。主燃料枪杆91的一端穿过燃烧器筒体的底部伸入火盆砖3的外部，另一端与燃料分配管53相连。主燃料枪杆91上设有分支燃料枪杆93。分支燃料枪杆93与主燃料枪杆91相连通且分支燃料枪杆93伸进火盆砖3的内部。分支燃料枪杆93远离主燃料枪杆91的那端设有一级烧嘴95，主燃料枪杆91远离燃料分配管53的那端设有二级烧嘴97，该设计形成了燃料的分级燃烧，抑制中心温度过高，从而降低NOx的产生。

其中，火盆砖3包括火盆砖主体31、16个第一燃烧孔33、16个第二燃烧孔35和8个凹槽37。

具体的，16个第一燃烧孔33均匀设置在火盆砖主体31的顶部且与火盆砖主体31的内部相连通。16个第二燃烧孔35均匀设置在火盆砖主体31的上部侧面且与火盆砖主体31的内部相连通。第一燃烧孔33与第二燃烧孔35相连通且一个第一燃烧孔33对应一个第二燃烧孔35。8个凹槽37均匀设置在火盆砖主体31的下部外侧面上且一个凹槽37对应一个主燃料枪杆91。

如图4和图5所示，火盆砖主体31为中空结构，中空部分为火盆砖助燃空气通道。火盆砖主体31的外侧面上部向内倾斜呈锥形，该设计使得燃***部分的二级烧嘴97喷射燃气面呈斜面结构，利于燃气喷射以及烟气回流，从而降低NOx产生。火盆砖主体31高于第二燃烧孔35的内侧面向内收缩并呈圆柱形，该设计使得空气的截面变小，形成了第一空气收缩流道310，该设计利于燃气与空气在第一燃烧孔33和第二燃烧孔35出口处燃烧。火盆砖主体31的内侧面中部呈长方形，形成空气流道311，是一个横截面不变的平直流道。火盆砖内侧面下部向外倾斜呈锥形，即火盆砖内侧面下部向外倾斜一个β的角度，形成第二空气收缩流道312，以利于空气平稳的过渡到空气流道311内。

其中，燃烧器筒体为中空结构，中空部分为燃烧器助燃空气通道。

具体的，燃烧器筒体包括外筒15、耐火纤维层17、降噪多孔板内筒18和法兰19。耐火纤维层17设置在外筒15和降噪多孔板内筒18之间，起到了保温、隔热、降噪的作用。法兰19设置在外筒15和降噪多孔板内筒18的顶部。

其中，支撑架部分包括支撑筋71、托盘73、加强筋75和冷却体固定框77。

其中，加强筋75的数量为4～16个，焊接时可以偏转角度15°~30°形成旋流风，利于燃料气与空气充分混合。

具体的，加强筋75设置在燃烧器筒体的顶部。托盘73设置在加强筋75和火盆砖3之间。支撑筋71设置在托盘73和燃烧器筒体之间，并起到了防止热火盆砖3热量传到燃烧器筒体上的作用。冷却体5的底部设置在加强筋75上。冷却体固定框77设置在火盆砖3的上部用于固定冷却体5。

其中，冷却体5为金属或耐高温浇筑料的棒。

具体的，支撑筋71包括四个8mm的厚钢板。

本实用新型的工作原理和工作过程：

燃气通过燃气分配管53进入到各主燃料枪管91内，燃料分级分别通过一级烧嘴95和二级烧嘴97喷出，一级烧嘴95的出口燃料通过设置在主燃料枪杆91上的分支燃料枪杆93分流而来，其中一级烧嘴95的占燃料比为25%~30%，二级烧嘴97的占燃料比为70%~75%，助燃空气通过调风蝶阀10进入燃烧器筒体内，然后依次通过第二空气收缩流道312和空气流道311，一直到第一燃烧孔33、第二燃烧孔35和第一空气收缩流道310，当燃烧器燃烧时，火焰会喷射在火盆砖3上的第一燃烧孔33和第二燃烧孔35上，多组燃***部分喷射形成一个稳定又均匀的环形圆柱状火焰。

其中，燃料高度分级它抑制NOx的原理是分段燃烧和烟气循环的组合：一级烧嘴95的燃料气量一般占总燃烧气量的25%~30%，而与之混合的空气却是总量的，一级燃烧在极大的过剩空气量下进行，火焰温度低，NOx的生成量也低。经一级燃烧后的空气烟气混合物中，氧浓度已降低，而二级烧嘴97还将炉内的烟气卷吸入燃烧区，因此二级燃烧的火焰温度也高不上去，NOx的生成量自然也不会高。

本实用新型的优点及有益效果：

1、本实用新型是通过冷却体5来降低火焰中心温度，从而抑制NOx生成。

2、本实用新型燃***一级烧嘴95和二级烧嘴97在火盆砖3内外形成了对应的喷射，形成燃料的分级燃烧，及主燃料枪杆91和分支燃料枪杆93的合理的燃料配比，控制了燃烧器火焰中局部浓度，实现燃料的过浓、过淡燃烧，实现低NOx燃烧排放。

3、本实用新型8~20组燃***部分均布设置在燃烧器筒体内，燃烧时，火焰在火盆砖3上分布更均匀，并降低了火焰高度。

4、本实用新型从现有燃烧器燃烧NOx排放值80~100mg/m³达到30~50mg/m³NOx的燃烧排放。

5、本实用新型提高了火焰的稳定性，获得了具有火焰成型好、规则、火焰不发飘的蓝色火焰效果。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种超低NOx排放蓝火焰圆形气体燃烧器，设置在加热炉内，其特征在于，包括燃烧器筒体、火盆砖、冷却体、长明灯、8~20组燃***部分和燃料分配管；

所述火盆砖设置在所述燃烧器筒体的顶部且所述火盆砖与所述燃烧器筒体相连通，所述燃烧器筒体的侧面设有调风蝶阀，所述燃料分配管设置在所述燃烧器筒体的底部，所述8~20组燃***部分均匀环绕所述火盆砖且每组所述燃***部分的一端穿过所述燃烧器筒体的底部伸入所述火盆砖的内部和外部，另一端与所述燃料分配管相连通，所述冷却体设置在所述火盆砖的中间，所述长明灯的一端穿过所述燃烧器筒体的底面伸进所述火盆砖内部，所述燃烧器筒体的底部设有观火孔和点火孔；

每组所述燃***部分包括主燃料枪杆、分支燃料枪杆、一级烧嘴和二级烧嘴，所述主燃料枪杆的一端穿过所述燃烧器筒体的底部伸入所述火盆砖的外部，另一端与所述燃料分配管相连，所述主燃料枪杆上设有所述分支燃料枪杆，所述分支燃料枪杆与所述主燃料枪杆相连通且所述分支燃料枪杆伸进所述火盆砖的内部，所述分支燃料枪杆远离所述主燃料枪杆的那端设有所述一级烧嘴，所述主燃料枪杆远离所述燃料分配管的那端设有所述二级烧嘴。

2.根据权利要求1所述的超低NOx排放蓝火焰圆形气体燃烧器，其特征在于，所述火盆砖包括火盆砖主体、8~20个第一燃烧孔和8~20个第二燃烧孔，所述8~20个第一燃烧孔均匀设置在所述火盆砖主体的顶部且与所述火盆砖主体的内部相连通，所述8~20个第二燃烧孔均匀设置在所述火盆砖主体的上部侧面且与所述火盆砖主体的内部相连通，所述第一燃烧孔与所述第二燃烧孔相连通且一个所述第一燃烧孔对应一个所述第二燃烧孔。

3.根据权利要求2所述的超低NOx排放蓝火焰圆形气体燃烧器，其特征在于，所述火盆砖主体为中空结构，中空部分为火盆砖助燃空气通道，所述火盆砖主体的外侧面上部向内倾斜呈锥形，所述火盆砖主体高于所述第二燃烧孔的内侧面向内收缩并呈圆柱形，所述火盆砖主体的内侧面中部呈长方形且内侧面下部向外倾斜呈锥形。

4.根据权利要求2所述的超低NOx排放蓝火焰圆形气体燃烧器，其特征在于，所述火盆砖还包括8~20个凹槽，所述8~20个凹槽均匀设置在所述火盆砖主体的下部外侧面上且一个所述凹槽对应一个所述主燃料枪杆。

5.根据权利要求1所述的超低NOx排放蓝火焰圆形气体燃烧器，其特征在于，所述燃烧器筒体为中空结构，中空部分为燃烧器助燃空气通道。

6.根据权利要求1所述的超低NOx排放蓝火焰圆形气体燃烧器，其特征在于，所述燃烧器筒体包括外筒、耐火纤维层、降噪多孔板内筒和法兰，所述耐火纤维层设置在所述外筒和降噪多孔板内筒之间，所述法兰设置在所述外筒和降噪多孔板内筒的顶部；

根据权利要求1所述的超低NOx排放蓝火焰圆形气体燃烧器，其特征在于，所述超低NOx排放蓝火焰圆形气体燃烧器还包括支撑架部分，所述冷却体通过所述支撑架部分固定在所述火盆砖的中间，所述火盆砖通过所述支撑架部分设置在所述燃烧器筒体的顶部；

所述支撑架部分包括支撑筋、托盘、加强筋和冷却体固定框，所述加强筋设置在所述燃烧器筒体的顶部，所述托盘设置在所述加强筋和火盆砖之间，所述支撑筋设置在所述托盘和燃烧器筒体之间，所述冷却体的底部设置在所述加强筋上，所述冷却体固定框设置在所述火盆砖的上部用于固定所述冷却体。

7.根据权利要求1所述的超低NOx排放蓝火焰圆形气体燃烧器，其特征在于，所述冷却体为金属或耐高温浇筑料的棒。