CN211290044U - 稀相预混燃烧器 - Google Patents
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Abstract
稀相预混燃烧器，涉及一种燃烧器，包括壳体、火道砖、值班喷嘴和二段燃气喷枪，壳体通过连接法兰固定在加热炉炉底，壳体上沿圆周方向均布有多个通过法兰固定的二段燃气喷枪，多个二段燃气喷枪均通过燃气管与壳体外部的集气室连通，壳体的上部设有火道砖，壳体内设有预混构件，壳体与预混构件之间设有值班喷嘴，值班喷嘴与预混构件的上部均设置在火道砖的中心孔内，且均通过法兰固定；本实用新型结构简单、燃烧效果好，一段燃气喷枪采用小喷孔直径、大喷射角度，以强化燃气与空气的混合消除析碳，又能避免低负荷工况发生回火，从而提高调燃烧效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种燃烧器，尤其是涉及一种稀相预混燃烧器。
背景技术
公知的，在石油化工行业，以燃气为能源的工业炉窑通过燃烧器将引入的燃气点燃后转化为所需热能，但是加热炉燃烧器运行时产生大量的NOx排放，而NOx是一种对人体健康、大气环境十分有害的污染物，世界各国已经或正在制定越来越严格的标准控制NOx的排放，随着环保要求越来越高，NOx的排放浓度限值逐渐降低，为降低NOx排放量，燃烧设备改进所采取的最主要的措施为分段燃烧技术和烟气内部再循环技术；常规的分段燃烧技术，使燃料与空气的燃烧反应处于远离其化学当量比的状态，从而降低火焰温度；烟气再循环是通过外部机构实现外部再循环或利用流体内部机制实现内部再循环，将相对低温的炉内烟气引入火焰，降低火焰温度；常规的低NOx燃烧器降低火焰温度的设计思想实际是弱化了燃烧，这就会造成一系列副作用：燃气燃烧弱化会使得未完全燃烧损失增大，造成燃烧不充分，炉子对流段二次燃烧，排烟中CO含量增加；因此，提出一种使NOx排放量远远小于规定值标准的稀相预混燃烧器，成为本领域技术人员的基本诉求。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种稀相预混燃烧器。
为了实现所述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种稀相预混燃烧器，包括壳体、火道砖、值班喷嘴和二段燃气喷枪，壳体通过连接法兰固定在加热炉炉底，壳体上沿圆周方向均布有多个通过法兰固定的二段燃气喷枪，多个二段燃气喷枪均通过燃气管与壳体外部的集气室连通，壳体的上部设有火道砖，壳体内设有预混构件，壳体与预混构件之间设有值班喷嘴，值班喷嘴与预混构件的上部均设置在火道砖的中心孔内，且均通过法兰固定，预混构件包括内筒、火盆砖、火砖托和一段燃气喷枪，内筒通过多根筋板固定在壳体的内面上，内筒内部的前部固定有火砖托，火盆砖的下部固定在火砖托的上面，内筒中心处设有一段燃气喷枪，一段燃气喷枪的前端设置在火砖托的中心孔内，且与火盆砖相对应，内筒的下端与壳体下部的面板固定连接，一段燃气喷枪的下端设置在壳体外部，在壳体的一侧设有与内筒连通的一次风门，一段燃气喷枪包括喷头和导流管，导流管通过安装法兰固定在集气室的后端面上，导流管的前端安装有喷头，导流管的后端设有燃气入口球头。
所述的稀相预混燃烧器，壳体下部面板的外面设有集气室，一段燃气喷枪的下端穿过集气室设置在集气室外部。
所述的稀相预混燃烧器，火盆砖为中空结构，由上部火盆砖和下部火盆砖组成，上部火盆砖内设有多孔旋流器，下部火盆砖的内孔混合室为文丘里结构，上部火盆砖的下部设有凸台，且与下部火盆砖上端部的凹台连接。
所述的稀相预混燃烧器，在一次风门上安装有调风把手。
所述的稀相预混燃烧器，一段燃气喷枪与二段燃气喷枪的功率负荷比为1:20，功率负荷的调节根据炉子负荷要求调节燃烧器的输出功率。
所述的稀相预混燃烧器，喷头的材质为耐热合金钢06Cr25Ni20。
所述的稀相预混燃烧器，值班喷嘴的值班比，即值班燃料量占总燃料量的百分比控制在小于15%，由值班比确定值班喷嘴和一段燃气喷枪的喷孔截面积。
由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：
1、本实用新型所述的稀相预混燃烧器，通过设置一段燃气喷枪与二段燃气喷枪，一段燃气喷枪的功率负荷小，二段燃气喷枪的功率负荷大，两级喷枪在协同燃烧时由于负荷差会形成一个热力场，因此会提高卷吸的烟气量，烟气的混入稀释了燃气浓度，既能降低燃烧反应的速度，使火焰峰值温度降低；也使混入的烟气吸热也达到降低火焰温度的效果，混入的烟气量越大、烟气温度越低，着火的温度会变得越高，这样对于降低火焰温度，减少NOx的生成更有利。
2、本实用新型所述的稀相预混燃烧器，上部火盆砖采用径向多孔旋流器作为火焰稳定器，下部火盆砖的内孔为文丘里结构，可增强助燃空气的引入速率，一部分空气作为掺混气由一次风门通过掺混通道进入混合室，空气与燃料在混合室内部混合实现预混段内的充分预混，然后进入火盆燃烧。少部分卷吸烟气作为一段火焰局部区域的冷却气，其余空气则向旋流器径向流出，以降低火焰峰值温度。
3、通过设置一次风门，单独作为一段燃气喷枪供应助燃空气的通道，通过调风把手调节风门内部碟片开度，以调节空气的流入量；助燃空气从一次风道进入，流经内筒后与一段燃气喷枪喷出的燃气在火盆砖混合室内混合后燃烧，在混合气体中的配入大量的过剩空气，使得燃料浓度处在可燃烧的区间内变的尽可能的稀薄，这时由于多余的空气吸收了部分燃烧释放的热量，超出燃烧需要的空气吸热降低火焰温度，使得火焰温度降到很低，生成的NOx量比扩散燃烧更少。
4、本实用新型结构简单、燃烧效果好，一段燃气喷枪采用小喷孔直径、大喷射角度，以强化燃气与空气的混合消除析碳，又能避免低负荷工况发生回火，从而提高调燃烧效率；
5、本实用新型所述的稀相预混燃烧器，由于在二段喷枪的基础上增加了一套预混燃烧形式的喷枪作为一段喷枪，两段浓淡燃烧的火焰会有一个对冲燃烧的后续燃烧反应，从而实现完全燃烧，可以避免产生传统燃烧器由于弱化燃烧，炉子对流段发生二次燃烧和排烟中CO含量增加的现象。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的俯视图；
图3是本实用新型预混构件的结构示意图；
图4是本实用新型上部火盆砖的结构示意图；
图5是本实用新型上部火盆砖俯视图；
图6是本实用新型下部火盆砖的结构示意图；
图7是本实用新型一段燃气喷***构示意图；
图中：1、火道砖；2、值班喷嘴；3、二次风门；4、预混构件；5、壳体；6、二段燃气喷枪；7、火盆砖；8、筋板；9、多孔旋流器；10、一次风门；11、调风把手；12、一段燃气喷枪；13、内筒；14、火托砖；15、上部火盆砖；16、凸台；17、凹台；18、内孔；19、下部火盆砖；20、喷头；21、导流管；22、安装法兰；23、燃气入口球头；24、集气室。
具体实施方式
通过下面的实施例可以详细的解释本实用新型，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切技术改进。
结合附图1-7所述的稀相预混燃烧器，包括壳体5、火道砖1、值班喷嘴2和二段燃气喷枪6，壳体5通过连接法兰固定在加热炉体内，壳体5上沿圆周方向均布有多个通过法兰固定的二段燃气喷枪6，多个二段燃气喷枪6均通过燃气管与壳体5外部的集气室24连通，壳体5的上部设有火道砖1，壳体5内设有预混构件4，壳体5与预混构件4之间设有值班喷嘴2，值班喷嘴2与预混构件4的上部均设置在火道砖1的中心孔内，且均通过法兰固定，预混构件4包括内筒13、火盆砖7、火砖托14和一段燃气喷枪12，内筒13通过多根筋板8固定在壳体5的内面上，内筒13内部的前部固定有火砖托14，火盆砖7的下部固定在火砖托14的上面，内筒13中心处设有一段燃气喷枪12，一段燃气喷枪12的前端设置在火砖托14的中心孔内，且与火盆砖7相对应，内筒13的下端与壳体5下部的面板固定连接，一段燃气喷枪12的下端设置在壳体5外部，在壳体5的一侧设有与内筒连通的一次风门10，一段燃气喷枪12包括喷头20和导流管21，导流管21通过安装法兰22固定在集气室24的后端面上，导流管21的前端安装有喷头20，导流管21的后端设有燃气入口球头。
所述的稀相预混燃烧器，壳体5下部面板的外面设有集气室24，一段燃气喷枪12的下端穿过集气室24设置在集气室24外部。
所述的稀相预混燃烧器，火盆砖7为中空结构，由上部火盆砖15和下部火盆砖19组成，上部火盆砖15内设有多孔旋流器9，下部火盆砖19的内孔18混合室为文丘里结构，上部火盆砖15的下部设有凸台16，且与下部火盆砖19上端部的凹台17连接。
所述的稀相预混燃烧器，在一次风门10上安装有调风把手11。
所述的稀相预混燃烧器，一段燃气喷枪12与二段燃气喷枪6的功率负荷比为1:20，功率负荷的调节根据炉子负荷要求调节燃烧器的输出功率。
所述的稀相预混燃烧器，喷头20的材质为耐热合金钢06Cr25Ni20。
所述的稀相预混燃烧器，值班喷嘴2的值班比，即值班燃料量占总燃料量的百分比控制在小于15%，由值班比确定值班喷嘴2和一段燃气喷枪12的喷孔截面积。
实施本实用新型所述的稀相预混燃烧器，在使用时，一次风门10单独作为一段燃气喷枪12供应助燃空气的通道，通过调风把手11调节风门内部碟片开度，以调节空气的流入量，助燃空气从一次风门10的一次风道进入，流经内筒13后与一段燃气喷枪12喷出的燃气在下部火盆砖19混合室内混合后燃烧，下部火盆砖19的混合室为文丘里结构，可增强助燃空气的引入速率，一部分空气作为掺混气由一次风门10进入混合室，空气与燃料在混合室内部混合实现预混段内的充分预混，然后进入火盆燃烧，少部分卷吸烟气作为一段火焰局部区域的冷却气，其余空气则向多孔旋流器9径向流出，以降低火焰峰值温度；一段燃气喷枪12采用小喷孔直径、大喷射角度，以强化燃气与空气的混合消除析碳，又能避免低负荷工况发生回火，从而提高调燃烧效率；二段燃气喷枪6设置为六组十二根，分别由六根燃气管道与集气室24连通，二段燃气喷枪6的喷嘴朝向火道砖1的方向，一段燃气喷枪12与二段燃气喷枪6的功率负荷比为1:20，两级喷枪在协同燃烧时由于负荷差会形成一个热力场，因此会提高卷吸的烟气量，烟气的混入稀释了燃气浓度，不仅降低燃烧反应的速度，使火焰峰值温度降低；且混入的烟气吸热也能降低火焰温度，混入的烟气量越大、烟气温度越低，着火的温度会变得越高，这样对于降低火焰温度，减少NOx的生成更有利。
本实用新型未详述部分为现有技术。
为了公开本实用新型的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本实用新型旨在包括一切属于本构思和实用新型范围内的实施例的所有变化和改进。
Claims (7)
1.稀相预混燃烧器，包括壳体、火道砖、值班喷嘴和二段燃气喷枪，其特征是：壳体通过连接法兰固定在加热炉炉底，壳体上沿圆周方向均布有多个通过法兰固定的二段燃气喷枪，多个二段燃气喷枪均通过燃气管与壳体外部的集气室连通，壳体的上部设有火道砖，壳体内设有预混构件，壳体与预混构件之间设有值班喷嘴，值班喷嘴与预混构件的上部均设置在火道砖的中心孔内，且均通过法兰固定，预混构件包括内筒、火盆砖、火砖托和一段燃气喷枪，内筒通过多根筋板固定在壳体的内面上，内筒内部的前部固定有火砖托，火盆砖的下部固定在火砖托的上面，内筒中心处设有一段燃气喷枪，一段燃气喷枪的前端设置在火砖托的中心孔内，且与火盆砖相对应，内筒的下端与壳体下部的面板固定连接，一段燃气喷枪的下端设置在壳体外部，在壳体的一侧设有与内筒连通的一次风门，一段燃气喷枪包括喷头和导流管，导流管通过安装法兰固定在集气室的后端面上，导流管的前端安装有喷头，导流管的后端设有燃气入口球头。
2.根据权利要求1所述的稀相预混燃烧器，其特征是：壳体下部面板的外面设有集气室，一段燃气喷枪的下端穿过集气室设置在集气室外部。
3.根据权利要求1所述的稀相预混燃烧器，其特征是：火盆砖为中空结构，由上部火盆砖和下部火盆砖组成，上部火盆砖内设有多孔旋流器，下部火盆砖的内孔混合室为文丘里结构，上部火盆砖的下部设有凸台，且与下部火盆砖上端部的凹台连接。
4.根据权利要求1所述的稀相预混燃烧器，其特征是：在一次风门上安装有调风把手。
5.根据权利要求1所述的稀相预混燃烧器，其特征是：一段燃气喷枪与二段燃气喷枪的功率负荷比为1:20，功率负荷的调节根据炉子负荷要求调节燃烧器的输出功率。
6.根据权利要求1所述的稀相预混燃烧器，其特征是：喷头的材质为耐热合金钢06Cr25Ni20。
7.根据权利要求1所述的稀相预混燃烧器，其特征是：值班喷嘴的值班比，即值班燃料量占总燃料量的百分比控制在小于15%，由值班比确定值班喷嘴和一段燃气喷枪的喷孔截面积。
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