CN210153801U - 一种低负荷三角形结构的节能环保型燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低负荷三角形结构的节能环保型燃烧器，包括燃烧器壳体、耐火砖、长明灯、组合型燃料***、稳焰配风器、进风口调节机构和看火孔，所述燃烧器壳体呈正三角形结构，主燃料气进入燃料分配器后分配到一级燃料***和二级燃料***，副燃料气分配到长明灯，分配到一级燃料***的主燃料气和分配到长明灯的副燃料气从耐火砖的内孔喷出。本实用新型能够适应更小的空间，适应更加苛刻的安装要求；空气分层、燃料分级，能使这种低负荷燃烧器在加热炉空间单位内加热质量更好，温度场分布均匀，受热均衡，氧化烧损小，以此达到更好，更有效的节能、低氮氧化物排放的要求。

Description

一种低负荷三角形结构的节能环保型燃烧器

技术领域

本实用新型涉及工业燃烧器技术领域，具体涉及一种低负荷三角形结构的节能环保型燃烧器，适用于结构紧凑、运行工况负荷较小的工业炉。

背景技术

据80年代初估计，全世界每年由于人类活动向大气排放的氮氧化物约5300万吨。氮氧化物对环境的损害作用极大，它既是形成酸雨的主要物质之一，也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗O3的一个重要因子。

国家2015年7月1日起实施的GB31570-2015《石油炼制工业污染物排放标准》中规定现有企业工艺加热炉自2017年7月1日起，烟气中氮氧化物排放限值不超过150mg/m3。中国石化企业为了降低工艺加热炉烟气中的氮氧化物，要求烟气中氮氧化物排放限值不超过80mg/m3。为了达到国家环保排放要求，目前已广泛采用了低氮氧化物型燃烧器。

一般低氮氧化物型燃烧器主要利用燃料分级及烟气回流等技术，达到分割火焰、弱化燃烧、降低火焰温度的目的来抑制氮氧化物的生成。由于低氮氧化物燃烧器主要是由弱化燃烧来实现低氮氧化物排放，使得火焰的温度和速度降低、火焰的长度加长使炉膛发暗，降低了辐射室内的辐射传热强度与对流传热的比例，导致辐射室温度场的差异加大，与传统燃烧器相比，在相同工况条件下，然料用量增加了5%-10%的损耗。因此，需要改进低氮氧化物型燃烧器技术，在环保达标的基础上改进加热炉辐射室的温度场分布，提高加热炉热效率，实现环保、节能双达标。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供了一种低负荷三角形结构的节能环保型燃烧器，壳体呈正三角形结构，能够适应更小的空间，适应更加苛刻的安装要求；空气分层、燃料分级，能使这种低负荷燃烧器在加热炉空间单位内加热质量更好，温度场分布均匀，受热均衡，氧化烧损小，以此达到更好，更有效的节能、低氮氧化物排放的要求。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种低负荷三角形结构的节能环保型燃烧器，包括燃烧器壳体、耐火砖、长明灯、组合型燃料***、稳焰配风器、进风口调节机构和看火孔，所述燃烧器壳体呈正三角形结构，所述耐火砖位于燃烧器壳体的上方，所述耐火砖设有内孔，所述组合型燃料***包括一级燃料***和二级燃料***，所述燃料气分主燃料气和副燃料气，主燃料气进入燃料分配器后分配到一级燃料***和二级燃料***，副燃料气分配到长明灯，分配到一级燃料***的主燃料气和分配到长明灯的副燃料气从耐火砖的内孔喷出。

优选的，所述耐火砖呈锥形结构，且设有多个空气导流孔。

优选的，所述耐火砖的锥形角度为50-80°。

优选的，所述稳焰配风器设置在耐火砖的喉口部，所述稳焰配风器固定设置在燃烧器壳体的顶部。

优选的，所述一级燃料***和二级燃料***均设有多个，且燃料分级燃烧，一级燃料***负荷比例占10-20%，二级燃料***负荷比例占80-90%。

优选的，所述稳焰配风器位于多个一级燃料***的中间。

优选的，所述一级燃料***设有5个，二级燃料***设有3个。

优选的，3个二级燃料***对应设置在燃烧器壳体三个顶点处，且枪口伸出燃烧器壳体。

优选的，所述进风口调节机构设置在燃烧器壳体的下部，所述进风口调节机构分上下两层，每层设有调风手柄。

本实用新型的有益效果是：

与现有燃烧器结构相比，本实用新型燃烧器的特点在于：

1.结构特殊：燃烧器壳体成正三角形结构，使得燃烧器结构更加紧凑，使其能够在空间更小，安装要求更加苛刻的条件下正常工作运行；

2.低负荷：燃料***结构分一级，二级，且开孔成比例分布。这样设计燃烧器的好处是：加热炉空间单位内加热质量好，温度场分布均匀，受热均衡，氧化烧损小；

3.节能环保：为满足低NOX排放要求，本燃烧器结构特点是这样设计的：

（1）燃料分级：燃料喷枪成多枪结构，且分一、二级枪分配燃料比例，一级喷枪负荷比例占10%-20%，二级喷枪负荷比例占80%-90% ；

（2）空气分级：进风口调节机构分上、下两层，空气分层分配（上层比例占65%，下层占35%），且每层都设计有调风手柄，这样可以根据不同的工况条件灵活的给燃烧器进行配风以调整到最佳燃烧状态以提高热效率，达到节能的良好效果；

（3）烟气循环：此燃烧器的耐火砖特殊结构（圆锥形凸台、多空气导流孔），利用燃烧器高强度的燃料喷射速度及炉膛内的烟气回流特性，使一部分烟气通过耐火砖的导流孔以实现燃烧器燃烧过程中的烟气再循环，最终达到低氮排放的效果。

附图说明

图1为本实用新型的一种低负荷节能环保型燃烧器的剖面图。

图2为本实用新型一种低负荷节能环保型燃烧器的总装配图。

图3为图2的俯视图。

图4为组合型燃料***结构图。

图5为图4的俯视图。

其中：耐火砖1；稳焰配风器2；组合型燃料***3；一级燃料***3.1；二级燃料***3.2；长明灯4；进风口调节机构5；看火孔6；调风手柄7；燃烧器壳体8；燃料分配器9。

具体实施方式

参见图1-5，本实用新型涉及一种低负荷三角形结构的节能环保型燃烧器，包括燃烧器壳体8、耐火砖1、长明灯4、组合型燃料***3、稳焰配风器2、进风口调节机构5和看火孔6，所述看火孔6便于观察火焰，所述燃烧器壳体8呈正三角形结构，所述耐火砖1位于燃烧器壳体8的上方，所述耐火砖1设有内孔，所述组合型燃料***3包括一级燃料***3.1和二级燃料***3.2，所述燃料气分主燃料气和副燃料气，主燃料气进入燃料分配器9后分配到一级燃料***3.1和二级燃料***3.2，副燃料气分配到长明灯4，分配到一级燃料***3.1的主燃料气和分配到长明灯4的副燃料气从耐火砖1的内孔喷出。

所述耐火砖1呈锥形结构，且设有多个空气导流孔。

所述耐火砖1的锥形角度为50-80°。

所述稳焰配风器2设置在耐火砖1的喉口部，所述稳焰配风器2固定设置在燃烧器壳体8的顶部，固定方式通过螺栓连接或焊接。

所述一级燃料***3.1和二级燃料***3.2均设有多个，且燃料分级燃烧，一级燃料***3.1负荷比例占10-20%，二级燃料***3.2负荷比例占80-90%。

所述稳焰配风器2位于多个一级燃料***3.1的中间。

所述一级燃料***3.1设有5个，二级燃料***3.2设有3个。

3个二级燃料***3.2对应设置在燃烧器壳体8三个顶点处，且枪口伸出燃烧器壳体8。

所述进风口调节机构5设置在燃烧器壳体8的下部，所述进风口调节机构5分上下两层，每层设有调风手柄7。所述进风口调节机构5的进风量分配上层占65%，下层占35%，调风手柄7的精确度能达到2.5°（精确刻有36牙齿合角）。

工作原理：

首先主燃料气进入燃料分配器2，分配到一级燃料喷枪3.1和二级燃料喷枪3.2。助燃空气通过风道进入稳焰配风器2，燃料通过主燃料喷枪——组合型燃料***3喷出，与稳焰配风器2通过的助燃空气混合燃烧。

稳焰配风器2分配的空气量将影响流场的综合强度和回流区大小，进而改变燃料和空气混合均匀度，最终影响NOx排放。稳焰配风器出口靠近燃料喷嘴，空气流场流动对燃料产生强烈的掺混作用，使得燃料与空气混合均匀而消除局部高温。主燃料区气流速度高，燃料在高温区的停留时间短，这两方面因素使其NOx排放最低。

在火焰主体所处的燃烧器高能燃烧室内，混合气体获得最强的涡流状态，从而大大提高了燃烧效率。这种空气动力学设计能够使混合气体形成很强的湍流混合，这种湍流混合状态能够使火焰保持稳定，从而在燃烧器的高能燃烧室内快速燃烧。高速的火焰通过燃烧室喷口砖处喷出，但在高能燃烧室外采用燃料分级供应燃烧技术，燃料从副燃料喷枪——长明灯喷出直射主火焰，低温的燃料将主火焰温度降低并稀释掉氧气，使火焰处在贫氧状态下破坏NOx生成的条件。

在火焰主体喷出高能燃烧室时产生高速气流，促使加热炉内产生强制烟气循环，从而使烟气中的NOx分解并降低了火焰的中心温度抑制NOx的生成。利用火焰高速喷入加热炉辐射室，在喷口处一定的范围内形成负压场来拉动辐射室的烟气回流，在辐射室形成较强的烟气循环和机械扰动。通过烟气在辐射室内的高速回流，使炉膛温度上下趋于均匀，炉管的低热强度区的热强度提高，高热强度区的热强度降低，均衡的温度场提高了炉管热强度均匀性，有效的提高了热传递给炉管内的被加热介质，降低了炉膛出口的烟气温度且提高了加热炉热效率。

除上述实施例外，本实用新型还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低负荷三角形结构的节能环保型燃烧器，其特征在于：包括燃烧器壳体（8）、耐火砖（1）、长明灯（4）、组合型燃料***（3）、稳焰配风器（2）、进风口调节机构（5）和看火孔（6），所述燃烧器壳体（8）呈正三角形结构，所述耐火砖（1）位于燃烧器壳体（8）的上方，所述耐火砖（1）设有内孔，所述组合型燃料***（3）包括一级燃料***（3.1）和二级燃料***（3.2），所述燃料气分主燃料气和副燃料气，主燃料气进入燃料分配器（9）后分配到一级燃料***（3.1）和二级燃料***（3.2），副燃料气分配到长明灯（4），分配到一级燃料***（3.1）的主燃料气和分配到长明灯（4）的副燃料气从耐火砖（1）的内孔喷出。

2.根据权利要求1所述的一种低负荷三角形结构的节能环保型燃烧器，其特征在于：所述耐火砖（1）呈锥形结构，且设有多个空气导流孔。

3.根据权利要求2所述的一种低负荷三角形结构的节能环保型燃烧器，其特征在于：所述耐火砖（1）的锥形角度为50-80°。

4.根据权利要求1所述的一种低负荷三角形结构的节能环保型燃烧器，其特征在于：所述稳焰配风器（2）设置在耐火砖（1）的喉口部，所述稳焰配风器（2）固定设置在燃烧器壳体（8）的顶部。

5.根据权利要求1所述的一种低负荷三角形结构的节能环保型燃烧器，其特征在于：所述一级燃料***（3.1）和二级燃料***（3.2）均设有多个，且燃料分级燃烧，一级燃料***（3.1）负荷比例占10-20%，二级燃料***（3.2）负荷比例占80-90%。

6.根据权利要求5所述的一种低负荷三角形结构的节能环保型燃烧器，其特征在于：所述稳焰配风器（2）位于多个一级燃料***（3.1）的中间。

7.根据权利要求5所述的一种低负荷三角形结构的节能环保型燃烧器，其特征在于：所述一级燃料***（3.1）设有5个，二级燃料***（3.2）设有3个。

8.根据权利要求7所述的一种低负荷三角形结构的节能环保型燃烧器，其特征在于：3个二级燃料***（3.2）对应设置在燃烧器壳体（8）三个顶点处，且枪口伸出燃烧器壳体（8）。

9.根据权利要求1所述的一种低负荷三角形结构的节能环保型燃烧器，其特征在于：所述进风口调节机构（5）设置在燃烧器壳体（8）的下部，所述进风口调节机构（5）分上下两层，每层设有调风手柄（7）。

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