CN108204598B - 火炬燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种火炬燃烧器，其包括：火炬气通道，在所述火炬气通道的上端处构造有喷气口；以及引风罩，所述引风罩包括：收缩段，所述收缩段构造有沿竖直方向贯穿的开口，并且所述收缩段的开口的尺寸沿向上的方向减小，以及扩张段，所述扩张段在所述收缩段的上方与所述收缩段连接，所述扩张段构造有沿竖直方向贯穿的开口，并且所述扩张段的开口的尺寸沿向上的方向增大；其中，所述喷气口处于所述收缩段中。使用这种火炬燃烧器能确保火炬气充分燃烧。

Description

火炬燃烧器
技术领域
本发明涉及生产安全技术领域，特别是涉及一种火炬燃烧器。
背景技术
火炬燃烧系统是炼化企业(如炼油厂、乙烯装置、化工装置、LNG接收站等)在进行工程作业时的重要的安全措施之一，其主要用于在开停工以及非正常工况下对各装置排放的烃类火炬气(并可能包含含有H2S的酸性气体)进行燃烧，以将其转化为不会对环境造成破坏的产物，并将这些产物排放到环境中去。因此，火炬系统安全稳定的运行对于这些企业的安全生产具有至关重要的意义。而火炬燃烧器是火炬燃烧系统中的核心部件之一。
在使用现有技术中的火炬燃烧器对低压(2-20kPa)的火炬气进行处理时，通常存在火炬气不能及时与空气充分混合的现象。这会导致火炬燃烧器的燃烧效率低下，从而火炬气在未完全转化成不会对环境造成破坏的产物之前即有可能被释放到环境中去，导致环境受到污染。同时，这还会导致火炬燃烧器出现冒黑烟的现象，同样对环境产生了很大不利影响。
因此，需要一种能确保火炬气充分燃烧的火炬燃烧器。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种火炬燃烧器，使用这种火炬燃烧器能确保火炬气充分燃烧。
根据本发明，提出了一种火炬燃烧器，其包括：火炬气通道，在所述火炬气通道的上端处构造有喷气口；以及引风罩，所述引风罩包括：收缩段，所述收缩段构造有沿竖直方向贯穿的开口，并且所述收缩段的开口的尺寸沿向上的方向减小，以及扩张段，所述扩张段在所述收缩段的上方与所述收缩段连接，所述扩张段构造有沿竖直方向贯穿的开口，并且所述扩张段的开口的尺寸沿向上的方向增大；其中，所述喷气口处于所述收缩段中。
通过这种火炬燃烧器，会在喷气口下方的火炬气通道内形成真空区域，并由此能促使空气从收缩段的下方进入引风罩，并从扩张段的上方离开，从而能促进从喷气口喷出的火炬气一经喷出就与更多的空气更加充分的混合在一起。通过这种方式，使得火炬气能及时、充分地燃烧，并在尽可能完全或完全地转化为不会对环境造成破坏的产物之后再释放到环境中去。
在一个实施例中，收缩段的开口的尺寸沿向上的方向逐渐减小。
在一个实施例中，扩张段的开口的尺寸沿向上的方向逐渐增大。
在一个实施例中，收缩段与扩张段平滑连接。
在一个实施例中，在所述收缩段的侧壁上开设有进风口。
在一个实施例中，进风口处于所述喷气口的下方。
在一个实施例中，火炬气通道包括：主通道，以及位于所述主通道上方的环状通道，在所述环状通道的内侧和外侧形成供空气流过的流动空间，所述环状通道与所述主通道相连通，在所述环状通道的上壁处构造有多个所述喷气口。
在一个实施例中，喷气口在所述环状通道的上壁上均匀分布。
在一个实施例中，火炬气通道包括相互间隔开地套设在一起的多个环状通道。
在一个实施例中，相邻的环状通道通过穿过所述流动空间设置的连接通道连通，在所述连接通道的上壁处构造有所述喷气口。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过这种火炬燃烧器，会在喷气口下方的火炬气通道内形成真空区域，并由此能促使空气从收缩段的下方进入引风罩，并从扩张段的上方离开，从而能促进从喷气口喷出的火炬气一经喷出就与更多的空气更加充分的混合在一起。通过这种方式，使得火炬气能及时、充分地燃烧，并在尽可能完全或完全地转化为不会对环境造成破坏的产物之后再释放到环境中去。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1是根据本发明的火炬燃烧器的一个实施例的结构示意图；
图2是图1中的火炬燃烧器的火炬气通道的结构示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
图1示意性地显示了根据本发明的火炬燃烧器100的整体结构。
如图1所示，火炬燃烧器100包括火炬气通道110以及引风罩120。引风罩120包括具有沿竖直方向贯通的开口的、开口沿纵向向上的方向减小的收缩段121以及开口沿纵向向上的方向增大的扩张段122，收缩段121处于扩张段122的下方。火炬气通道110的上端延伸到收缩段121处，并在其上壁处开设有喷气口111。
在火炬燃烧器100的工作过程中，火炬气在火炬气通道110内流动，并能从喷气口111处向上喷射到引风罩120中，并由此在引风罩中形成由下至上的气体流动，从而带动引风罩120的空气由收缩段121的下端进入到引风罩中与其中的火炬气混合。收缩段121和扩张段122的连接处123形成缩口，由此有利于加快气体的流速，并使得更多的空气能够进入到引风罩120内与火炬气混合。
由于火炬气一经喷气口111喷出就能与足够多的空气混合，因此能够及时并充分地燃烧形成不会对环境造成破坏的产物，从而能避免火炬气直接释放到环境或者燃烧产生黑烟而破坏环境。此外，由于有足够多的空气使火炬气及时燃烧，因此这种火炬燃烧器100还能降低火焰高度。
优选地，如图1所示，收缩段121的开口沿纵向向上的方向逐渐减小，扩张段122的开口沿纵向向上的方向逐渐增大，并且收缩段121和扩张段122在连接处123平滑连接。这种平滑的通道更有利于气体在其中流动。
还可如图1所示的那样，在收缩段121的侧壁上开设有另外的进风口124，以进一步增加进入到引风罩的空气的量。优选地，进风口124位于喷气口111的下方，以避免火焰气经进风口124离开引风罩进入到环境中去。
图2示意性地显示了火炬气通道的一个优选实施例。
如图2所示，火炬气通道可以包括主通道112以及位于主通道112上方并与主通道112相连通的环状通道113，喷气口111开设在环状通道113的上壁上。环状通道113的内侧和外侧均形成有供空气流过的流动空间，因而有利于令气体在此处处于层流状态中，有利于提高燃烧火焰气而产生的火焰的稳定性(刚性)。
优选地，多个喷气口111均匀地开设在环状通道113的上壁上，以使火炬气在引风罩120内较为均匀地均匀分布。
另外，环状通道113可以为多个，多个环状通道113相互间隔开地套设在一起，以确保在每个环状通道113的内侧和外侧都能形成流动空间。由此，一方面能确保火焰的稳定性，另一方面也能确保火焰气的浓度。应理解的是，每个环状通道113都能直接与主通道112相连通。然而，也可以使得相邻的环状通道通过连接通道114来连通。连接通道114穿过流动空间，并且在连接通道114的上壁上也可设置相应的喷气口111，由此能更有利于火焰气均匀分布在引风罩120内。
对于不同的环状通道113来说，其上的喷气口111的密度可以不同。例如，可以令靠近中间的环状通道113上的喷气口111较为稀疏，以确保由这里喷出的火焰气能够更加充分地与空气混合。
喷气孔的长径比优选地在0.5-5的范围内。喷气孔的长径比优选为1.5，直径优选为6mm。
上述火炬燃烧器100能够确保火焰气被及时、充分地燃烧，并由此能避免火焰气逸出到环境中以及在燃烧时因缺少空气而产生黑烟。这种火炬燃烧器100尤其适用于封闭式低压火炬燃烧器。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种火炬燃烧器，其包括：
火炬气通道，在所述火炬气通道的上端处构造有喷气口；以及
引风罩，所述引风罩包围所述火炬气通道，所述引风罩包括：
收缩段，所述收缩段构造有沿竖直方向贯穿的开口，并且所述收缩段的开口的尺寸沿向上的方向减小，以及
扩张段，所述扩张段在所述收缩段的上方与所述收缩段连接，所述扩张段构造有沿竖直方向贯穿的开口，并且所述扩张段的开口的尺寸沿向上的方向增大；
其中，所述喷气口处于所述收缩段中，在所述收缩段的侧壁上开设有进风口，所述进风口处于所述喷气口的下方。
2.根据权利要求1所述的火炬燃烧器，其特征在于，所述收缩段的开口的尺寸沿向上的方向逐渐减小。
3.根据权利要求1所述的火炬燃烧器，其特征在于，所述扩张段的开口的尺寸沿向上的方向逐渐增大。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的火炬燃烧器，其特征在于，所述收缩段与所述扩张段平滑连接。
5.根据权利要求1到3中任一项所述的火炬燃烧器，其特征在于，所述火炬气通道包括：
主通道，以及
位于所述主通道上方的环状通道，在所述环状通道的内侧和外侧形成供空气流过的流动空间，所述环状通道与所述主通道相连通，在所述环状通道的上壁处构造有多个所述喷气口。
6.根据权利要求5所述的火炬燃烧器，其特征在于，所述喷气口在所述环状通道的上壁上均匀分布。
7.根据权利要求5所述的火炬燃烧器，其特征在于，所述火炬气通道包括相互间隔开地套设在一起的多个环状通道。
8.根据权利要求7所述的火炬燃烧器，其特征在于，相邻的环状通道通过穿过所述流动空间设置的连接通道连通，在所述连接通道的上壁处构造有所述喷气口。
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