CN104791773B - 能降低防护罩热应力的引射式燃烧装置 - Google Patents
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Abstract
一种能降低防护罩热应力的引射式燃烧装置，包括沿竖直方向布置的多层防护罩，每一层防护罩在周向上封闭以形成具有上下两开口端的火焰腔，在竖直方向上相邻的两层防护罩中，上一层防护罩的径向宽度大于下一层的径向宽度，使得在相邻两层防护罩之间形成一与所述火焰腔流体相通的引射区，至少一层靠下的防护罩的外周面沿周向分布有间隔的若干文丘里燃烧器，每一文丘里燃烧器的上部伸入所述引流区以使所述文丘里燃烧器形成的火焰至少在水平方向上被紧邻的上一层防护罩遮住，每一文丘里燃烧器相对于竖直方向径向向内偏斜。
Description
技术领域
本发明涉及一种引射式燃烧装置，特别是涉及一种能降低防护罩热应力的引射式燃烧装置。
背景技术
在石化装置中，放空火炬系统能及时处理生产装置中排放的多余、有害、不平衡的废气，并能处理试车、开停车时产生的不合格气体，以及事故时瞬时放出的大量气体，保证装置正常、安全运行。上述防空火炬实质上是一种文丘里燃烧器，其利用文丘里混合器将防空气体与空气混合，然后加以燃烧。火炬系统在燃烧过程中会放出大量热，为了降低火焰对周围造成的热辐射，需要在火焰周围设置防护罩，因此防护罩上承受巨大的热应力。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种能降低防护罩热应力的引射式燃烧装置。
本发明提供一种能降低防护罩热应力的引射式燃烧装置，包括沿竖直方向布置的多层防护罩，每一层防护罩在周向上封闭以形成具有上下两开口端的火焰腔，在竖直方向上相邻的两层防护罩中，上一层防护罩的径向宽度大于下一层的径向宽度，使得在相邻两层防护罩之间形成一与所述火焰腔流体相通的引射区，至少一层靠下的防护罩的外周面沿周向分布有间隔的若干文丘里燃烧器，每一文丘里燃烧器的上部伸入所述引射区 以使所述文丘里燃烧器形成的火焰至少在水平方向上被紧邻的上一层防护罩遮住，每一文丘里燃烧器径向向内相对于竖直方向偏斜。
在一实施例中，每一文丘里燃烧器的偏斜角度为3-15度。
在一实施例中，连续多层靠下的防护罩的外周面分别设置有上述间隔的若干文丘里燃烧器，而多层靠上的防护罩外周面不设置任何文丘里燃烧器，在所述连续多层靠下的防护罩中，每层防护罩对应的若干文丘里燃烧器的燃料进气是以层为单位独立控制的。
在一实施例中，在所述连续多层靠下的防护罩中，每层防火罩的外周面环设有一进气环管，该层防护罩对应的若干文丘里燃烧器共同连接至该进气环管，每层防护罩上的进气环管与一进气总管连接。
在一实施例中，至少靠上的多层防护罩中，每层防护罩的壁包括在径向上隔开的外层壁和内层壁，该外层壁和内层壁在该防护罩的上缘和下缘皆形成开口端以使空气可在所述外层壁和内层壁之间流通。
在一实施例中，所有层防护罩的壁包括上述外层壁和内层壁。
综上所述，本发明提供了一种能降低防护罩热应力的引射式燃烧装置，该引射式燃烧装置采用了多层防护罩结构，且将防护罩设置成相邻的防护罩中，上一层防护罩的径向宽度大于下一层的径向宽度，使得相邻两层防护罩之间形成与火焰腔流体相通的引射区，文丘里燃烧器的上部伸入引射区使得燃烧器形成的火焰至少在水平方向上被紧邻的上一层防护罩遮住，每一个文丘里燃烧器径向向内相对于竖直方向偏斜。
附图说明
图1是引射式燃烧装置的立体示意图。
图2是第二层和第三层防护罩的侧面剖面示意图。
具体实施方式
在详细描述实施例之前，应该理解的是，本发明不限于本申请中下文或附图中所描述的详细结构或元件排布。本发明可为其它方式实现的实施例。而且，应当理解，本文所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途，不应作限定性解释。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等类似措辞意为包含其后所列出之事项、其等同物及其它附加事项。特别是，当描述“一个某元件”时，本发明并不限定该元件的数量为一个，也可以包括多个。
本发明提供了一种能降低防护罩热应力的引射式燃烧装置，包括沿竖直方向布置的多层防护罩，每一层防护罩在周向上封闭以形成具有上下两开口端的火焰腔，在竖直方向上相邻的两层防护罩中，上一层防护罩的径向宽度大于下一层的径向宽度，使得在相邻两层防护罩之间形成一与所述火焰腔流体相通的引射区，至少一层靠下的防护罩的外周面沿周向分布有间隔的若干文丘里燃烧器，每一文丘里燃烧器的上部伸入所述引射区 以使所述文丘里燃烧器形成的火焰至少在水平方向上被紧邻的上一层防护罩遮住，每一文丘里燃烧器径向向内相对于竖直方向偏斜。
在图1和图2所示的实施例中，引射式燃烧装置包括沿竖直方向布置的七层防护罩，包括第一层防护罩10、第二层防护罩12、第三层防护罩14、第四至七层防护罩16。每一层防护罩在周向上封闭以形成具有上下两开口端的火焰腔。在竖直方向上相邻的两层防护罩中，上一层防护罩的径向宽度大于下一层的径向宽度，使得在相邻两层防护罩之间形成一与所述火焰腔流体相通的引射区。例如，对于第二层和第三层防护罩12、14，第三层防护罩14的径向宽度大于第二层防护罩12的径向宽度，两层之间形成一与火焰腔流体相通的引射区 18。
至少一层靠下的防护罩的外周面沿周向分布有间隔的若干第一文丘里燃烧器。例如，如图2，第二层防护罩12的外周面沿轴向分布有间隔的若干第一文丘里燃烧器20。每一第一文丘里燃烧器20的上部伸入所述引射区18以使第一文丘里燃烧器18形成的火焰至少在水平方向上被紧邻的上一层防护罩(即第三层防护罩14)遮住。图1所示的实施例中，第二层12和第三层14的外围都设有所述间隔的第一文丘里燃烧器18，而第四至七层防护罩16不设置任何燃烧器，仅用于遮蔽火焰、隔热和挡风等作用。在其它实施例中，可以在更多或更少靠下的连续多层或一层防护罩上设置文丘里燃烧器。
在上述连续多层靠下的防护罩12和14中，每层防护罩12和14对应的若干第一文丘里燃烧器的燃料进气是以层为单位独立控制的。此处的“层”是指防护罩的层。图1所示的实施例中，在第二层防护罩12和第三层防护罩14中，每层防护罩的外周面环设有一进气环管22，该层防护罩对应的若干第一文丘里燃烧器18共同连接至该进气环管22。而每层防护罩上的进气环管22都与一进气总管24连接。通过控制进气环管22与进气总管24之间的阀门，即可调节燃料气从进气总管24至各进气环管的分配，从而独立控制各进气环管22。
图1所示的实施例中，最底下一层防护罩，即第一层防护罩10的内部设有一个燃烧器阵列(图未示)，包括多个第二文丘里燃烧器，这些第二文丘里燃烧器连接至直线进气管26，而直线进气管26与进气总管24连接。
在本实施例中，进气总管24的燃料气被分配至燃烧器阵列以及各进气环管 22上安装的小型燃烧器18。相比将燃料气通入一个大型的燃烧器进行燃烧，本发明的小型燃烧器可以保证燃烧更加充分，有效降低排气废物。同时，火焰高度更低，有效降低光污染。
至少部分层的防护罩中，每层防护罩的壁包括在径向上隔开的外层壁和内层壁，该外层壁和内层壁在该防护罩的上缘和下缘皆形成开口端以使空气可在所述外层壁和内层壁之间流通。在一些实施例中，仅其中一层或多层防护罩的壁包括如上所述的外层壁和内层壁。在其他实施例中，也可以所有层的防护罩的壁包括如上所述的外层壁和内层壁。如图2所示，以第二层和第三层防护罩 12、14为例进行说明。在此实施例中，第二层防护罩12和第三层防护罩14都为双层壁结构。例如，第三层防护罩14包括外层壁28和内层壁30，外层壁28 和内层壁30在径向上隔开，且在第三层防护罩14的上缘和下缘分别形成开口 32、34。当防护罩14内的火焰上升时，防护罩14外侧的空气将从外层壁28 和内层壁30之间引射进防护罩内部。引射进入的空气一方面参与火焰中未完全燃烧的燃料的继续燃烧，另一方面对防护罩的壁面进行散热。利用双层壁结构，内层壁30为主要的受热壁，而外层壁28与内层壁30之间为持续不断引射进入的空气，因此外层壁28的温度有效降低，大幅度降低燃烧装置的热辐射。
进气环管22上安装的文丘里燃烧器18径向向内相对于竖直方向偏斜，即文丘里燃烧器18的中心线与竖直方向形成一偏斜角度。在本实施例中，该偏斜角度为3-15度。由于燃烧器径向向内偏斜，因此产生的火焰将径向向内远离防护罩的壁，使得可以降低防护罩的热应力。
图1的实施例中，第一层为方框形状，其余防护罩是圆环形。在另一实施例中，所有层防护罩可以都是方框形状。
综上所述，本发明提供了一种能降低防护罩热应力的引射式燃烧装置，该引射式燃烧装置采用了多层防护罩结构，且将防护罩设置成相邻的防护罩中，上一层防护罩的径向宽度大于下一层的径向宽度，使得相邻两层防护罩之间形成与火焰腔流体相通的引射区，文丘里燃烧器的上部伸入引射区使得燃烧器形成的火焰至少在水平方向上被紧邻的上一层防护罩遮住，每一个文丘里燃烧器相对于竖直方向径向向内偏斜，将会减少文丘里燃烧器的火焰对防护罩的热冲击，从而起到降低防护罩热应力的作用。
本文所描述的概念在不偏离其精神和特性的情况下可以实施成其它形式。所公开的具体实施例应被视为例示性而不是限制性的。因此，本发明的范围是由所附的权利要求，而不是根据之前的这些描述进行确定。在权利要求的字面意义及等同范围内的任何改变都应属于这些权利要求的范围。
Claims (6)
1.一种能降低防护罩热应力的引射式燃烧装置，其特征在于，包括沿竖直方向布置的多层防护罩，每一层防护罩在周向上封闭以形成具有上下两开口端的火焰腔，在竖直方向上相邻的两层防护罩中，上一层防护罩的径向宽度大于下一层的径向宽度，使得在相邻两层防护罩之间形成一与所述火焰腔流体相通的引射区，至少一层靠下的防护罩的外周面沿周向分布有间隔的若干文丘里燃烧器，每一文丘里燃烧器的上部伸入所述引射区 以使所述文丘里燃烧器形成的火焰至少在水平方向上被紧邻的上一层防护罩遮住，每一文丘里燃烧器相对于竖直方向径向向内偏斜，至少一靠上的防护罩的壁包括在径向上隔开的外层壁和内层壁，该外层壁和内层壁在该防护罩的上缘和下缘皆形成开口端，使得所述防护罩内上升的火焰能够将所述防护罩外侧的空气从所述外层壁和内层壁之间引射进所述防护罩内部。
2.如权利要求1所述的能降低防护罩热应力的引射式燃烧装置，其特征在于，每一文丘里燃烧器的偏斜角度为3-15度。
3.如权利要求1所述的能降低防护罩热应力的引射式燃烧装置，其特征在于，连续多层靠下的防护罩的外周面分别设置有上述间隔的若干文丘里燃烧器，而多层靠上的防护罩外周面不设置任何文丘里燃烧器，在所述连续多层靠下的防护罩中，每层防护罩对应的若干文丘里燃烧器的燃料进气是以层为单位独立控制的。
4.如权利要求3所述的能降低防护罩热应力的引射式燃烧装置，其特征在于，在所述连续多层靠下的防护罩中，每层防火罩的外周面环设有一进气环管，该层防护罩对应的若干文丘里燃烧器共同连接至该进气环管，每层防护罩上的进气环管与一进气总管连接。
5.如权利要求1所述的能降低防护罩热应力的引射式燃烧装置，其特征在于，至少靠上的多层防护罩中，每层防护罩的壁都包括在径向上隔开的所述外层壁和内层壁。
6.如权利要求5所述的能降低防护罩热应力的引射式燃烧装置，其特征在于，所有层防护罩的壁包括上述外层壁和内层壁。
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