CN103423761A - 炼油厂加热炉富氧局部增氧射流助燃节能减排系统 - Google Patents
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Abstract
炼油厂加热炉富氧局部增氧射流助燃节能减排系统，包括多套安装于燃烧器附近的富氧喷嘴，和缩短富氧喷嘴口与燃烧器火盆口之间的距离、减小富氧喷嘴喷向燃烧火焰的喷射角度、减小富氧气体喷射速度从而使燃烧火焰向富氧喷嘴一侧引移一定的位移；其特征在于：将富氧喷嘴安装在燃烧器与物料加热管底端之间，使富氧喷嘴口中心点与燃烧器中心点间的距离L1为100mm~800mm，并使燃烧器中轴线与富氧喷枪中轴线夹角Q1为10°~80°，且使富氧喷射扩散角R1为15°~65°，此时，富氧气体直接射流喷入燃烧火焰中心最缺氧的区域助燃，使燃烧火焰中心区温度达到最高。
Description
技术领域
本发明涉及炼油厂加热炉富氧局部增氧射流助燃节能减排系统，适用于所有炼油厂的加热炉，属于炼油富氧节能科技领域。
背景技术
在炼油厂的加热炉实施富氧助燃节能，这在国内外只有本发明人魏伯卿在中国石油大港石化公司的减压炉上实施成功，并至此已安全正常运行了两年多；在炼油厂实施富氧节能项目，不仅要考虑其节能效果，更要考虑其实施富氧助燃的安全性，特别是炉内富氧助燃带来的燃烧火焰控制和燃烧火焰温度升高带来的炉膛内温度分布变化，为保证富氧助燃的安全性，这就要求我们在实施富氧助燃改造时，既要考虑改变炉膛内温度的分布以提高换热效率，又要考虑炉膛内温度分布的改变不能影响加热炉的安全性。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够利用富氧助燃提高加热炉的热辐射效率并通过改变富氧喷嘴的位置和富氧喷射的角度来改变加热炉内温度分布以提高物料加热管的换热效率的炼油厂加热炉富氧局部增氧射流助燃节能减排系统。
炼油厂加热炉富氧局部增氧射流助燃节能减排系统，包括多套安装于燃烧器附近的富氧喷嘴，和缩短富氧喷嘴口与燃烧器火盆口之间的距离、减小富氧喷嘴喷向燃烧火焰的喷射角度、减小富氧气体喷射速度从而使燃烧火焰向富氧喷嘴一侧引移一定的位移；其特征在于：
1、将富氧喷嘴安装在燃烧器与物料加热管底端之间，使富氧喷嘴口中心点与燃烧器中心点间的距离L1为100 mm ~800 mm，并使燃烧器中轴线与富氧喷枪中轴线夹角Q1为10°~80°，且使富氧喷射扩散角R1为15°~65°，此时 ，富氧气体直接射流喷入燃烧火焰中心最缺氧的区域助燃，使燃烧火焰中心区温度达到最高，从而增加燃烧火焰的热辐射效率以提高加热炉的热辐射效率进而实现节能，此时燃烧火焰的最高温度区与原燃烧火焰最高温度区重叠。
2、通过缩短富氧喷嘴口与燃烧器火盆口之间的距离、减小富氧喷嘴喷向燃烧火焰的喷射角度、减小富氧气体喷射流速，实现燃烧火焰向富氧喷嘴一侧引移一定的位移T；因为燃烧器火盆口与物料加热管底端之间的距离比较远，一般有500 mm ~1200mm，所以将富氧喷嘴安装在燃烧器火盆口与物料加热管底端之间，同时，将富氧喷嘴口中心点与燃烧器中心点间的距离L1缩短为L2，并将燃烧器中轴线与富氧喷枪中轴线夹角Q1减小为Q2，同时将富氧喷嘴口内径加大从而减小富氧气体喷出的速度，富氧气体喷出速度减小8%~50%，富氧气体喷出的速度减小了，其富氧气体喷出的扩散角也就增大了，即由R1增大到R2，这样的富氧气体就可以将燃烧火焰引导到偏向富氧射流气体区燃烧，使一部分燃烧火焰即被富氧引移的燃烧火焰移向富氧气体喷射一侧；这样就改变了燃烧火焰的分布，即使燃烧火焰移向物料加热管，从而使物料加热管附近有更高温度的燃烧火焰，此时燃烧火焰的最高温度区已向原燃烧火焰最高温度区靠近富氧喷嘴一侧引移了一个位移T，这样的温度分布有利于提高加热炉内的物料加热管热辐射传递和热交换效率； T=20 mm ~300 mm；L2<L1，L2为50 mm ~500 mm；Q2<Q1，Q2为5°~45°；R1<R2，R2为20°~90°。
3、多支富氧喷枪从加热炉底部伸入加热炉内并安装在加热炉燃烧器的外侧，即在加热炉内使富氧喷枪前端的富氧喷嘴安装在燃烧器火盆口与物料加热管底端之间靠近燃烧器火盆口的位置，而多根物料加热管较密集地立式安装在靠近加热炉内壁的一个圆周上，多个燃烧器火盆口均布于物料加热管内侧的另一个圆周上，加热炉内壁为一圆周，加热炉内壁圆周和物料加热管均布的圆周以及燃烧器火盆口均布的圆周均为同心圆，圆心为加热炉中心点；因为炼油厂的加热炉炉膛直径一般都比较大，而燃烧器火盆口到加热炉中心点的距离都比较大，所有燃烧器火盆口形成的圆以内的圆平面向上到炉顶组成一个大空气圆柱，在燃烧器运行过程中，大空气圆柱吸收大量的热并被大量的烟气充满而形成高热烟气圆柱，高热烟气圆柱在上升的过程中有部分热量与物料加热管发生热辐射交换传热将热量传递到物料中加热物料，但也有较多的热量因此而被排出损失。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明能成功地将富氧局部增氧射流助燃安全高效地应用于炼油厂的加热炉，这在国内外的历史上尚属首例。
2、本发明能通过缩短富氧喷嘴与燃烧器之间的距离、减小富氧喷嘴喷向燃烧火焰的喷射角度、减小富氧气体喷射流速，实现燃烧火焰向富氧喷嘴一侧引移一定的位移，从而改变加热炉内燃烧火焰的温度分布。
附图说明
图1是本发明实施例富氧喷嘴位置示意图；
图2是图1所示实施例中富氧喷嘴与火焰示意图；
图3是图1所示实施例中富氧喷嘴引移火焰示意图。
图1-3中：1、加热炉 2、物料加热管 3、富氧喷嘴 4、加热炉中心点 5、燃烧器火盆口 6、富氧喷嘴口中心点与燃烧器中心点间的距离L1 7、燃烧器 8、富氧喷枪 9、富氧喷射扩散角R1 10、燃烧器中轴线与富氧喷枪中轴线夹角Q1 11、富氧气体 12、燃烧火焰 13、富氧喷嘴口中心点与燃烧器中心点间的距离L2 14、富氧喷射扩散角R2 15、燃烧器中轴线与富氧喷枪中轴线夹角Q2 16、大扩散角富氧气体 17、被富氧引移的燃烧火焰 18、富氧喷嘴均布的圆周 19、燃烧器火盆口均布的圆周 20、物料加热管均布的圆周。
具体实施方式
在图1—3所示的实施例中：炼油厂加热炉富氧局部增氧射流助燃节能减排系统，包括多套安装于燃烧器火盆口5附近的富氧喷嘴3，和缩短富氧喷嘴3口与燃烧器火盆口5之间的距离、减小富氧喷嘴3喷向燃烧火焰12的喷射角度、减小富氧气体11喷射速度从而使燃烧火焰12向富氧喷嘴3一侧引移一定的位移；其特征在于：将富氧喷嘴3安装在燃烧器火盆口5与物料加热管2底端之间，使富氧喷嘴口中心点与燃烧器中心点间的距离L1 6为100 mm ~800 mm，并使燃烧器中轴线与富氧喷枪中轴线夹角Q1 10为10°~80°，且使富氧喷射扩散角R1 9为15°~65°，此时 ，富氧气体直接射流喷入燃烧火焰12中心最缺氧的区域助燃，使燃烧火焰12中心区温度达到最高，从而增加燃烧火焰12的热辐射效率以提高加热炉1的热辐射效率进而实现节能，此时燃烧火焰12的最高温度区与原燃烧火焰12最高温度区重叠。
通过缩短富氧喷嘴3口与燃烧器火盆口5之间的距离、减小富氧喷嘴3喷向燃烧火焰12的喷射角度、减小富氧气体11喷射速度，实现燃烧火焰12向富氧喷嘴3一侧引移一定的位移T；因为燃烧器火盆口5与物料加热管2底端之间的距离比较远，一般有500 mm ~1200mm，所以将富氧喷嘴3安装在燃烧器火盆口5与物料加热管2底端之间，同时，将富氧喷嘴口中心点与燃烧器中心点间的距离L1 6缩短为L2，并将燃烧器中轴线与富氧喷枪中轴线夹角Q1 10减小为Q2，同时将富氧喷嘴3口内径加大从而减小富氧气体11喷出的速度，富氧气体11喷出速度减小8%~50%，富氧气体11喷出的速度减小了，其富氧气体11喷出的扩散角也就增大了，即由R1增大到R2，这样的富氧气体11就可以将燃烧火焰12引导到偏向富氧气体11区燃烧，使一部分燃烧火焰12即被富氧引移的燃烧火焰12移向富氧射流气体喷射一侧；这样就改变了燃烧火焰12的分布，即使燃烧火焰12移向物料加热管2，从而使物料加热管2附近有更高温度的燃烧火焰12，此时燃烧火焰12的最高温度区已向原燃烧火焰12最高温度区靠近富氧喷嘴3一侧引移了一个位移T，这样的温度分布有利于提高加热炉1内的物料加热管2热辐射传递和热交换效率； T=20 mm ~300 mm；L2<L1，L2为50 mm ~500 mm；Q2<Q1，Q2为5°~45°；R1<R2，R2为20°~90°。
多支富氧喷枪8从加热炉1底部伸入加热炉1内并安装在加热炉1燃烧器7的外侧，即在加热炉1内使富氧喷枪8前端的富氧喷嘴3安装在燃烧器火盆口5与物料加热管2底端之间靠近燃烧器火盆口5的位置，而多根物料加热管2较密集地立式安装在靠近加热炉1内壁的一个圆周上，多个燃烧器火盆口5均布于物料加热管2内侧的另一个圆周上，加热炉1内壁为一圆周，加热炉1内壁圆周和物料加热管均布的圆周20以及燃烧器火盆口5均布的圆周均为同心圆，圆心为加热炉中心点4；因为炼油厂的加热炉1炉膛直径一般都比较大，而燃烧器火盆口5到加热炉中心点4的距离都比较大，所有燃烧器火盆口5形成的圆以内的圆平面向上到炉顶组成一个大空气圆柱，在燃烧器7运行过程中，大空气圆柱吸收大量的热并被大量的烟气充满而形成高热烟气圆柱，高热烟气圆柱在上升的过程中有部分热量与物料加热管2发生热辐射交换传热将热量传递到物料中加热物料，但也有较多的热量因此而被排出损失。
Claims (2)
1.炼油厂加热炉富氧局部增氧射流助燃节能减排系统，包括多套安装于燃烧器火盆口（5）附近的富氧喷嘴（3），和缩短富氧喷嘴（3）口与燃烧器火盆口（5）之间的距离、减小富氧喷嘴（3）喷向燃烧火焰（12）的喷射角度、减小富氧气体（11）喷射速度从而使燃烧火焰（12）向富氧喷嘴（3）一侧引移一定的位移；其特征在于：将富氧喷嘴（3）安装在燃烧器火盆口（5）与物料加热管（2）底端之间，使富氧喷嘴口中心点与燃烧器中心点间的距离L1（6）为100 mm ~800 mm，并使燃烧器中轴线与富氧喷枪中轴线夹角Q1（10）为10°~80°，且使富氧喷射扩散角R1（9）为15°~65°，此时 ，富氧气体直接射流喷入燃烧火焰（12）中心最缺氧的区域助燃，使燃烧火焰（12）中心区温度达到最高，从而增加燃烧火焰（12）的热辐射效率以提高加热炉（1）的热辐射效率进而实现节能，此时燃烧火焰（12）的最高温度区与原燃烧火焰（12）最高温度区重叠；通过缩短富氧喷嘴（3）口与燃烧器火盆口（5）之间的距离、减小富氧喷嘴（3）喷向燃烧火焰（12）的喷射角度、减小富氧气体（11）喷射速度，实现燃烧火焰（12）向富氧喷嘴（3）一侧引移一定的位移T；因为燃烧器火盆口（5）与物料加热管（2）底端之间的距离比较远，一般有500 mm ~1200mm，所以将富氧喷嘴（3）安装在燃烧器火盆口（5）与物料加热管（2）底端之间，同时，将富氧喷嘴口中心点与燃烧器中心点间的距离L1（6）缩短为L2，并将燃烧器中轴线与富氧喷枪中轴线夹角Q1（10）减小为Q2，同时将富氧喷嘴（3）口内径加大从而减小富氧气体（11）喷出的速度，富氧气体（11）喷出速度减小8%~50%，富氧气体（11）喷出的速度减小了，其富氧气体（11）喷出的扩散角也就增大了，即由R1增大到R2，这样的富氧气体（11）就可以将燃烧火焰（12）引导到偏向富氧气体（11）区燃烧，使一部分燃烧火焰（12）即被富氧引移的燃烧火焰（12）移向富氧射流气体喷射一侧；这样就改变了燃烧火焰（12）的分布，即使燃烧火焰（12）移向物料加热管（2），从而使物料加热管（2）附近有更高温度的燃烧火焰（12），此时燃烧火焰（12）的最高温度区已向原燃烧火焰（12）最高温度区靠近富氧喷嘴（3）一侧引移了一个位移T，这样的温度分布有利于提高加热炉（1）内的物料加热管（2）热辐射传递和热交换效率； T=20 mm ~300 mm；L2<L1，L2为50 mm ~500 mm；Q2<Q1，Q2为5°~45°；R1<R2，R2为20°~90°。
2.如权利要求1所述的炼油厂加热炉富氧局部增氧射流助燃节能减排系统，其特征在于：多支富氧喷枪（8）从加热炉（1）底部伸入加热炉（1）内并安装在加热炉（1）燃烧器（7）的外侧，即在加热炉（1）内使富氧喷枪（8）前端的富氧喷嘴（3）安装在燃烧器火盆口（5）与物料加热管（2）底端之间靠近燃烧器火盆口（5）的位置，而多根物料加热管（2）较密集地立式安装在靠近加热炉（1）内壁的一个圆周上，多个燃烧器火盆口（5）均布于物料加热管（2）内侧的另一个圆周上，加热炉（1）内壁为一圆周，加热炉（1）内壁圆周和物料加热管均布的圆周（20）以及燃烧器火盆口（5）均布的圆周均为同心圆，圆心为加热炉中心点（4）；因为炼油厂的加热炉（1）炉膛直径一般都比较大，而燃烧器火盆口（5）到加热炉中心点（4）的距离都比较大，所有燃烧器火盆口（5）形成的圆以内的圆平面向上到炉顶组成一个大空气圆柱，在燃烧器（7）运行过程中，大空气圆柱吸收大量的热并被大量的烟气充满而形成高热烟气圆柱，高热烟气圆柱在上升的过程中有部分热量与物料加热管（2）发生热辐射交换传热将热量传递到物料中加热物料，但也有较多的热量因此而被排出损失。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20181210 Address after: 538000 Guangxi Fangchenggang Economic and Technological Development Zone Patentee after: GUANGXI SHENGLONG METALLURGICAL CO.,LTD. Address before: 314408 304, room 2, 30 shallow water bay, Kashi street, Haining, Jiaxing, Zhejiang. Patentee before: Wei Boqing |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Energy saving and emission reduction system of oxygen enriched local oxygenation jet combustion support for heating furnace in Refinery Effective date of registration: 20211203 Granted publication date: 20160511 Pledgee: Bank of Guilin Co.,Ltd. Fangchenggang branch Pledgor: GUANGXI SHENGLONG METALLURGICAL CO.,LTD. Registration number: Y2021450000056 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220714 Granted publication date: 20160511 Pledgee: Bank of Guilin Co.,Ltd. Fangchenggang branch Pledgor: GUANGXI SHENGLONG METALLURGICAL CO.,LTD. Registration number: Y2021450000056 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Energy saving and emission reduction system of oil refinery heating furnace with oxygen enriched local oxygenation jet combustion support Effective date of registration: 20220719 Granted publication date: 20160511 Pledgee: Bank of Guilin Co.,Ltd. Fangchenggang branch Pledgor: GUANGXI SHENGLONG METALLURGICAL CO.,LTD. Registration number: Y2022450000096 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20231222 Granted publication date: 20160511 Pledgee: Bank of Guilin Co.,Ltd. Fangchenggang branch Pledgor: GUANGXI SHENGLONG METALLURGICAL CO.,LTD. Registration number: Y2022450000096 |