CN219414768U - 一种CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石油炼制工业工艺加热炉节能与环境保护技术领域，具体公开了一种CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器，包括主体，主体上端外部固定安装有一圈火盆转，主体内壁附近设置有长明灯，主体中部***一圈设置有环形外***，主体内部中间设置有中心***，在主体的下部设置有调风阀，中心气管和环形外***通过管子连接，管子中间设置有三通阀。本技术方案通过燃烧器的燃料分级、空气均流、燃气与空气快速均匀混合、分段燃烧和火焰稳定实现了CO和NOx的双低排放。

Description

一种CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器

技术领域

本实用新型涉及石油炼制工业工艺加热炉节能与环境保护技术领域，具体为一种CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器。

背景技术

现有近几年来，中石化各大炼化企业普遍更换了一批低NOx燃烧器，为环保事业做出了贡献，但在降氮效果突出的同时，有部分单位反馈同等产出时燃料消耗增加，实质上就是有些低氮燃烧器虽然降氮效果明显，但燃烧不够充分，导致烟气中CO偏高，不仅增加了能耗，还给安全生产带来隐患。

对于碳氢燃料，其燃烧产物与燃料与空气混合状况有关，燃料中碳的燃烧一般经过两级才完成，首先燃烧产生CO，CO再在后续的燃烧过程中产生完全燃烧，由于CO的再燃点并不是一个常数，通常认为CO的燃点在605℃-658℃之间，出现这种不确定性，除了CO本身的理化性质外，还要受到CO与助燃空气的混合浓度的影响，也会受到混合后气体压力的影响，所以，对于炉膛温度低于605℃的加热炉，需要从根本上抑制CO生成，而不是寄望于通过高温烟气使CO自燃而消减（现有的部分低氮燃烧器实质上是先产生了大量的CO，利用CO的还原特性将NOx消减到较低水平，再通过炉内高温使CO进行二次燃烧而消减，而不具备高温炉膛条件的，就出现了CO超高的情况）。

因此，研发一种既能保证低NOx排放，又能低CO排放的节能环保型燃烧器很有意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器，燃料分级的同时，兼顾空气分级，创新提高，提供一种CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器，通过强化分流燃气与空气的均匀快速混合，形成刚直稳定的火焰，均衡火焰表面温度，有效抑制CO的产生和热力型NOx的生成，实现CO和NOx的双低排放，解决了背景技术中所提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器，包括主体，主体上还安装有火盆砖，长明灯、环形外***、中心***、调风阀，中心***通过金属软管与环形外***，金属软管中间设置有三通管。

作为本申请技术方案的一种优选实施方式，火盆砖1的外径下端设有8个管槽，外径上端呈锥台，锥侧下部，对应管槽位置，设有8个向内的轴向的燃料射孔，锥台上端向内设有凸沿，火盆内凸沿转折处设有环槽，环槽开有水平孔n-d和竖直孔n-d，直达锥侧面和上表面，燃料射孔通向环槽。

作为本申请技术的一种优选实施方式，主体由底板，长明灯套管，隔板，外筒，陶纤内衬，钢板网，中心套管，第一安装法兰，固砖套，2-10火盆座板，中心套支撑，稳焰盘，内衬圈，环形外***套管，十字槽螺钉，导风板，看火孔，高强螺栓，火检孔，点火孔等组成。结构上，外***套管布置在外筒***，主体内部设有导风板，主体部件是其他部件的支撑，组装时，环形外***从第一安装法兰***安装，其他部件从件底板***安装，见附图1。***的***布置减短了环形外***的工作长度，使得***的拆卸更方便，安装的位置更精确；导风板是用于防止助燃风偏流产生的结构，工作时，经过导风板遮挡，助燃风从导风板上下两端快速分流扩散，均匀充满主体和火盆内腔组合流体火道区间，与均布的一级燃气射流，产生快速均匀混合，导风板的设置减小了助燃风的偏流，避免了因助燃风偏流导致的火焰长度不整齐，有利于稳定火焰，均衡火焰表面温度，抑制CO和热力型NOx的生成。

作为本申请技术方案的一种优选实施方式，环形外***由件喷头、连接套、枪管、固定板、集合管、管堵、支进气管、支进气管法兰、中心***分配接管、中心***分配阀门、中心***分配接头、三通进气法兰、三通管等组成，环形外***设有8个分支枪管，***喷头个燃料喷孔，其中1个喷孔向火盆内轴向夹角喷入燃料射流，是为第一级燃料，其余2个喷孔成径向倾角和轴向夹角朝火焰方向喷入燃料射流，是为第二级燃料。

作为本申请技术方案的一种优选实施方式，中心***作为备用***，其上设有控制阀，燃料气从件环形外***三通管上引入，当炉膛低温操作或燃料热值较高时，开启件中心***，调整燃烧状况，中心***包括枪管，所述枪管前端固定安装有中心喷头，所述枪管整体呈S型，在弯曲位置前设置有第二安装法兰，所述枪管尾端设置有燃气接头。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型采用主体导风板空气均匀分流、火盆砖上倾斜燃料射孔、火盆内壁环槽及外***喷头倾斜燃料喷孔的组合设计手段，实现了燃料的分级、空气均流、燃气与空气快速均匀混合、分段燃烧的目的，达到了火焰稳定、CO和NOx双低排放的使用效果，配置的中心***燃气控制阀设计，确保在低温炉膛工况时，通过开启控制阀，中心***的投入使用，燃烧器在满足低温炉膛NOx超低排放要求的同时，满足CO的超低排放，达到了环保排放和节能的使用效果。

燃烧器细致处理、并较好的解决了燃气与空气均匀混合问题，还能很好的适应高温炉膛和低温炉膛CO和NOx双低排放的要求，具有调节比，操作简单、维修方便诸多特点，是一款CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型一种CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器的俯视图；

图3为本实用新型一种CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器的火盆砖结构示意图；

图4为本实用新型一种CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器主体的剖面图；

图5为本实用新型一种CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器主体的侧面剖面图；

图6为本实用新型一种CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器主体的仰视图；

图7为本实用新型一种CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器的外***结构示意图；

图8为本实用新型一种CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器的外***结俯视图；

图9为本实用新型一种CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器的夹角示意图；

图10为本实用新型一种CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器的中心***结构示意图。

图中：1、火盆砖；2、主体；3、长明灯；4、环形外***；5、中心***；6、调风阀；7、三通管；10、流体火道区间；11、管槽；12、燃料射孔；13、环槽； 21、底板；22、长明灯套管；23、隔板；24、外筒；25、陶纤内衬；26、钢板网；27、中心套管；28、第一安装法兰；29、固砖套；210、火盆座板；211、中心套支撑；212、稳焰盘；213、内衬圈；214、环形外***套管；215、十字槽螺钉；216、导风板；217、看火孔；218、高强螺栓；219、火检孔；220、点火孔；41、喷头；42、连接套；43、枪管；44、固定板；45、集合管；46、管堵；47、支进气管；48、支进气管法兰；49、中心***分配接管；410、中心***分配阀门；411、中心***分配接头；412、三通进气法兰；413、三通管；51、中心喷头；52、枪管；53、第二安装法兰；54、燃气接头。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

如图1-10所示，本实用新型提供一种技术方案：一种CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器，包括主体2，主体2上端外部固定安装有一圈火盆砖1，主体2内壁附近设置有长明灯3，主体2中部***一圈设置有环形外***4，主体2内部中间设置有中心***5，在主体2的下部设置有调风阀6，中心***5和环形外***4通过管子连接，管子中间设置有三通管7。

在本实用新型的一个具体实施例中通过环形外***4向火盆内轴向夹角喷射一级燃气，实现了单独的环形外***4燃气分级，燃气与空气产生径向和轴向方向的混合，经长明灯3引燃后，烟气从火盆砖1侧面和前端的设置的烟气小孔喷出，点燃环形外***4火盆外喷射的二级燃气，分级燃气的内外高度差着火，实现了燃气的分段燃烧，组织出特定的燃烧火焰形状，形成温度场分布更均衡的火焰体；利用导风板216的特别设计，实现空气的均流，与燃气构成交叉矢量撞击，混合更为均匀；火盆内壁环槽13断面的变化带来燃气扩散区域压降变化，燃气的扩散更加细化均匀，形成刚直稳定的柱状火焰，火焰表面温度均衡，有效抑制了CO的产生和热力型NOx的生成，实现了CO和NOx的双低排放。

在这种技术方案中，火盆内经环槽13的设置，带来了流道上助燃空气、燃气及烟气混合压力的变化，强化了燃气与空气的均匀快速混合；燃料射孔12的设置，利于环形外***4分级的一级燃气引入；水平和竖直烟气孔的设置，利于环形外***4二级燃气的引燃和分段燃烧。

在有的技术方案中参阅图2，火盆砖1的外径下端设有8个管槽11，外径上端呈锥台，锥侧下部，对应管槽11位置，设有8个向内的轴向的燃料射孔12，锥台上端向内设有凸沿，火盆内凸沿转折处设有环槽13，环槽13开有水平孔n-d14和竖直孔n-d15烟气孔，直达锥侧面和上表面，燃料射孔12通向环槽13。

在这种技术方案中, ***的***布置减短了环形外***4的工作长度，使得环形外***4的拆卸更方便，安装的位置更精确；导风板216的设置减小了助燃风的偏流，避免了因助燃风偏流导致的火焰长度不整齐，有利于稳定火焰，均衡火焰表面温度，抑制热力型NOx的生成。

在有的技术方案中参阅图3，主体2的部件环形外***套管214布置在件外筒24***，主体内部设有件导风板216，主体2是其他部件的支撑，组装时，环形外***4从第一安装法兰28***安装，其他部件从底板21***安装。

在这种技术方案中, 喷出的一级燃料在火盆内与空气径向和轴向快速均匀混合，经长明灯3引燃后，一级火焰烟气从火盆砖1侧面和前端的设置的小孔喷出，点燃环形外***4火盆外喷射的二级燃气。单独的环形外***4实现了燃气的分级，与火盆结合，分级燃气内外高度差着火，实现了燃气的分段燃烧，组织出特定的燃烧火焰形状，形成温度场分布更均衡的火焰体，同时一级燃料的旋流，燃料与空气径向和轴向更为充分的混合，燃烧更充分，达到CO和NOx双低排放和节能目的。

在有的技术方案中参阅图4，环形外***4上喷头41设有3个燃料喷孔，其中1个喷孔向火盆内轴向夹角δ喷入燃料射流，是为第一级燃料，其余2个喷孔成径向倾角和轴向夹角α和β，朝火焰方向喷入燃料射流，是为为第二级燃料

在这种技术方案中，多个创新点的整合，燃烧器实现了燃料分级、空气均流、燃气与空气快速均匀混合、分段燃烧和火焰稳定、CO和NOx双低排放的设计思路，开启中心***5时，满足低温炉膛温度下环保排放和节能使用要求，燃烧器具有调节比宽泛、CO和NOx双低排放和操作简单、维修方便诸多特点。

在有的技术方案中参阅图4，中心***5的主要目的是作为备用，设有燃气控制阀，其燃气从调风阀6上引入，当炉膛处于低温操作或燃料热值较高时，开启中心***5，可以调整燃烧状况。

工作原理：工作时，一方面，助燃空气由调风阀6、进入主体2内腔，经过导风板216遮挡，助燃风从导风板216上下两端快速分流扩散，均匀充满主体2和火盆内腔组合流体火道区间10，另一方面，燃料气从燃料管线接口进入环形外***4集合管，进入环形外***4的8个均布的分支枪管43，从外***喷头41的3个喷孔喷出，一部分通过火盆倾斜燃料射孔12向火盆内喷入，是为一级燃气，在流体火道区间10内的空气产生快速均匀混合，长明灯3火焰的引燃，形成一级火焰；一部分燃料成径向倾角和轴向夹角，朝火焰方向喷入燃料射流，是为二级燃气。从火盆侧面和上端凸沿水平和竖直的小孔喷出的一级烟气点燃二级燃气，从而实现了燃气分级和分段燃烧的目的，组织出特定的燃烧火焰形状，形成温度场分布更均衡的火焰体。导风板216的设置减小了助燃风的偏流，避免了因助燃风偏流导致的火焰长度不整齐，有利于稳定火焰，均衡火焰表面温度，抑制CO和热力型NOx的生成。达到CO和NOx双低排放和节能的效果。

利用环形外***4喷孔分配的设置，实现燃料气的分级，利用燃气喷射的动能和喷射的角度实现一级燃气在火盆内快速均匀扩散；利用导风板216的特别设计，实现空气的均流，均流的空气与快速均匀扩散的一级燃气形成交角矢量动量撞击，混合更为均匀；火盆砖1燃料射孔12的设置，配套环形外***4一级燃气喷孔，实现了单独的环形外***4燃气的分级；火盆内壁环槽13断面的变化带来一级燃气扩散区域的压力降变化，一级燃气的扩散更加细化均匀；火盆砖1多个水平和垂直小孔设置，保证了二级燃气的引燃和稳火。

中心***5开启时，可以增加向火盆内一级燃气的分配比例，燃烧器能较好的适应低温炉膛烟 。

本实用新型燃料分级、燃料倾斜射孔、助燃风防偏流的组合设计，细致处理手段，实现了燃料与空气径向和轴向方向的快速均匀混合、分段燃烧的目的，达到了火焰稳定、CO和NOx双低排放的使用效果。

本实用新型所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述，并非对本实用新型构思和范围进行限定，如长明灯、调风蝶阀、稳焰盘、火检等，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型组合和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (5)

1.一种CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器，包括主体（2），其特征在于：所述主体（2）上部***固定安装有一圈火盆砖（1），所述主体（2）内壁附近通过螺栓紧固的方式安装有长明灯（3），所述主体（2）中间外部设置有环形外***（4），所述主体（2）内部中间通过螺栓紧固的方式安装有中心***（5），所述主体（2）下部固定安装有调风阀（6），所述中心***（5）通过金属软管与环形外***（4），所述金属软管中间设置有三通管（7）。

2.根据权利要求1所述的一种CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器，其特征在于：所述火盆砖（1）外径下端设置有8个管槽（11），所述外径上端呈锥台，锥侧下部对应管槽（11）的位置设置有8个向内的轴向的燃料射孔（12），所述锥台上端向内设有凸沿，火盆内凸沿转折处设有环槽（13），所述环槽（13）开有水平孔n-d（14）和竖直孔n-d（15），所述水平孔直达锥侧面，所述竖直孔直达上表面，所述燃料射孔（12）通向环槽（13）。

3.根据权利要求1所述的一种CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器，其特征在于：所述主体（2）包括外筒（24），所述外筒（24）底部设置有底板（21），所述底板（21）处设置有长明灯套管（22）、中心套管（27），所述主体（2）内部设置有陶纤内衬（25）和钢板网（26），所述底板（21）上设置有隔板（23），所述外筒（24）上部设置有第一安装法兰（28），所述第一安装法兰（28）将环形外***套管（214）固定在外筒（24）上，所述外***套管（214）外通过十字槽螺钉固定有固砖套（29），所述外***套管（214）内设置有火盆座板（210），所述火盆座板（210）上设置有中心套支撑（211），所述火盆座板（210）上设置有内衬圈（213），所述中心套管（27）顶端还设置有稳焰盘（212）。

4.根据权利要求1所述的一种CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器，其特征在于所述环形外***（4）包括喷头（41），所述喷头（41）设置有3个燃料喷孔，其中一个有轴向夹角δ，其余两个喷孔火盆外成径向倾角和轴向夹角α和β。

5.根据权利要求1所述的一种CO、NOx双低排放的超低氮气体燃烧器，其特征在于所述中心***（5）包括枪管（52），所述枪管前端固定安装有中心喷头（51），所述枪管（52）整体呈S型，在弯曲位置前设置有第二安装法兰（53），所述枪管（52）尾端设置有燃气接头（54）。