CN202581311U

CN202581311U - 高氢燃料气燃烧器

Info

Publication number: CN202581311U
Application number: CN 201220188850
Authority: CN
Inventors: 单忠民; 范洪波; 路娟; 邓李刚; 所慧东; 党光明
Original assignee: Luoyang Xinpu Petrochemical Equipment Development Co Ltd
Current assignee: Luoyang Xinpu Petrochemical Equipment Development Co Ltd
Priority date: 2012-04-28
Filing date: 2012-04-28
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2022-04-28

Abstract

一种高氢燃料气燃烧器，涉及一种燃烧器，在燃烧器壳体（7）的内部设置有主燃枪（2），主燃枪的下部设置有主燃枪燃料入口（10），主燃枪的上部设置有主燃枪喷头（12），主燃枪的一侧设置有长明灯（5），长明灯的下部设置有长明灯燃料入口（11），长明灯的上部设置有长明灯喷头（18），在火盆砖托板（24）上设置有火盆砖（1），在燃烧器壳体的内壁上设有外消音层（3）；在燃烧器壳体的下部设置在有燃烧器底板（19），燃烧器壳体的中下部设置有配风系统；本实用新型可以缩短燃气与空气在燃烧器内的混合过程，减弱进风旋流，延迟燃气与空气的混合；主燃枪喷孔可延缓燃烧过程，增加火焰长度；稳焰罩旋流孔可稳固火焰使火焰刚性燃烧。

Description

高氢燃料气燃烧器

【技术领域】

本实用新型涉及一种燃烧器，具体涉及一种燃用高含氢燃气、天燃气、驰放气等燃料气的高氢燃料气燃烧器。

【背景技术】

许多石油化工、化肥生产装置都产生大量的氢含量很高的弛放气，其氢含量达50～60%，最高的可达90%以上，这部分弛放气称之为高氢燃料气，通常作为燃料送入加热炉燃烧器。

高氢燃料气中的主要成分为H₂和CH₄，高氢燃料气的密度、低热值均随其中氢含量的增加而降低；理论燃烧温度随其中氢含量的增加而提高；火焰传播速度随其中氢含量的增加呈指数函数增大，其变化最为剧烈；从而说明高氢燃料气的密度、低热值、理论燃烧温度及火焰传播速度都随着其中氢含量的增加逐步接近于纯氢；氢气作为燃料有许多其它碳氢燃料无可比拟的优点：其燃烧产物为水，无一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、飞尘等污染物，只有少量的氮氧化物（NOx），被称为清洁能源；然而，与天然气（90%以上为甲烷）和其它燃气相比，氢气具有高燃烧速度、强回火倾向、宽着火范围和爆炸范围以及低点火能等特殊的燃烧特性，普通燃气燃烧器并不适宜燃用高含氢燃气，而需要做特殊的、尤其是安全方面的考虑。

高氢燃料气的这些特征对转化炉和燃烧器的影响主要表现在两个方面：一方面炉内温度场不均匀，造成炉内传热不均匀及炉管表面温度分布不均匀，传热的不均匀造成烧嘴释热与炉管内转化反应吸热不匹配，导致产品转化率和质量降低，也就是装置处理量降低，炉管表面温度分布的不均匀可能导致炉管局部过热，缩短炉管使用寿命；另一方面，火焰传播速度快极易造成燃烧器在低负荷运行时发生回火，烧坏燃气喷头、烧嘴砖、炉顶钢等结构。

【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高氢燃料气燃烧器，本实用新型在火盆砖容积不变的前提下，减小火盆砖的高度，可以缩短燃气与空气在燃烧器内的混合过程；增大火盆砖的风口面积可以减小进风速度，减弱进风旋流，延迟燃气与空气的混合；主燃枪喷孔的直径设置为φ3～φ4，大喷孔有延缓燃烧过程，增加火焰长度的作用；稳焰罩旋流孔主要起稳固火焰使火焰刚性燃烧的作用。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高氢燃料气燃烧器，包括燃烧器壳体、主燃枪、长明灯、火盆砖和配风系统，在燃烧器壳体的内部设置有主燃枪，所述主燃枪的下部设置有主燃枪燃料入口，主燃枪的上部设置有主燃枪喷头，主燃枪的一侧设置有长明灯，所述长明灯的下部设置有长明灯燃料入口，长明灯的上部设置有长明灯喷头，在火盆砖托板上设置有火盆砖，在主燃枪和长明灯的外围设置有内消音层，在燃烧器壳体的内壁上设置有外消音层；在燃烧器壳体的下部设置有燃烧器底板，所述燃烧器壳体的中下部设置有配风系统，所述配风系统包括旋转风门和风门调节连杆机构。

所述的高氢燃料气燃烧器，所述主燃枪安装在主燃枪套管内，主燃枪套管上部设置有稳焰罩，在主燃枪外缘自上至下依次设置有定心块和主燃枪安装法兰，所述定心块套装于主燃枪套管内部，所述主燃枪通过安装法兰安装在燃烧器底板上。

所述的高氢燃料气燃烧器，在主燃枪喷头上沿主燃枪喷头的圆周方向设置有多个主燃枪喷孔，所述主燃枪喷孔的直径设置为φ3～φ4。

所述的高氢燃料气燃烧器，所述稳焰罩的圆周方向设置有多个稳焰罩旋流孔。

所述的高氢燃料气燃烧器，所述风门设置在燃烧器壳体的内部，所述风门包括风门内筒和风门外筒，在风门内筒和风门外筒的筒壁上设置有通风孔，在风门的下部设置有风门调节连杆机构，所述风门调节连杆机构与风门外筒固定连接。

所述的高氢燃料气燃烧器，所述火盆砖设置为圆柱形管状结构。

所述的高氢燃料气燃烧器，在燃烧器底板上设置有看火孔。

由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型所述的高氢燃料气燃烧器，在火盆砖容积不变的前提下，减小火盆砖的高度，可以缩短燃气与空气在燃烧器内的混合过程；增大火盆砖的风口面积可以减小进风速度，减弱进风旋流，延迟燃气与空气的混合；主燃枪喷孔的直径设置为φ3～φ4，大喷孔有延缓燃烧过程，增加火焰长度的作用；稳焰罩旋流孔主要起稳固火焰使火焰刚性燃烧的作用。

【附图说明】

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的仰视图；

图3是主燃枪的结构示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是本实用新型的燃烧原理示意图；

在图中：1、火盆砖；2、主燃枪；3、外消音层；4、内消音层；5、长明灯；6、风门；7、燃烧器壳体；8、风门调节连杆机构；9、看火孔；10、主燃枪燃料入口；11、长明灯燃料入口；12、主燃枪喷头；13、稳焰罩；14、定心块；15、主燃枪安装法兰；16、主燃枪喷孔；17、稳焰罩旋流孔；18、长明灯喷头；19、燃烧器底板；20、燃气流；21、空气流；22、燃料气；23、主燃枪套管；24、火盆砖托板。

【具体实施方式】

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，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变化和改进，本实用新型并不局限于下面的实施例；

结合附图1～5所述的高氢燃料气燃烧器，包括燃烧器壳体7、主燃枪2、长明灯5、火盆砖1和配风系统，在燃烧器壳体7的内部设置有主燃枪2，所述主燃枪2的下部设置有主燃枪燃料入口10，主燃枪2的上部设置有主燃枪喷头12，主燃枪2的一侧设置有长明灯5，所述长明灯5的下部设置有长明灯燃料入口11，长明灯5的上部设置有长明灯喷头18，在火盆砖托板24上设置有火盆砖1，所述火盆砖1设置为圆柱形管状结构，在火盆砖1容积不变的前提下，减小火盆砖1的高度和增大火盆砖1的风口面积，火盆砖1内腔通道的长度一般只占火焰长度的十几分之一，如果火焰的大部分甚至是全部都在火盆砖1的内腔通道，此时燃烧过程中基本没有散热，则会使燃烧过程大大强化，即火盆砖1内腔通道长度与强化燃烧作用效果成正比关系；火盆砖1内腔通道有约束空气的作用，火盆砖1内腔通道径向截面越小，防止燃烧空气散溢的效果越明显，燃烧空气被约束的效果越好，同样会使燃烧过程得以强化，即火盆砖1内腔通道径向截面积大小与强化燃烧作用效果成反比关系；在火盆砖1容积不变的前提下，减小火盆砖1的高度和增大火盆砖1的风口面积，可起到“弱化燃烧”的作用；在火盆砖1容积不变的前提下，减小火盆砖1的高度，可以缩短燃气与空气在燃烧器内的混合过程；增大火盆砖1的风口面积可以减小进风速度，减弱进风旋流，延迟燃气与空气的混合，延缓燃烧过程。

在主燃枪2和长明灯5的外围设置有内消音层4，在燃烧器壳体7的内壁上设置有外消音层3；所述燃烧器壳体7的中下部设置有配风系统，所述配风系统包括旋转风门6和风门调节连杆机构8；所述主燃枪2安装在主燃枪套管23内，主燃枪套管23上部设置有稳焰罩13，在主燃枪2外缘自上至下依次设置有定心块14和主燃枪安装法兰15，所述定心块14与主燃枪套管23连接，定心块14套装于主燃枪套管23内部起对心作用，所述主燃枪2通过安装法兰15安装在燃烧器底板19上；在主燃枪喷头12上沿主燃枪喷头12的圆周方向设置有多个主燃枪喷孔16，所述主燃枪喷孔16的直径设置为φ3～φ4；所述主燃枪喷孔16的直径由燃烧器根据生产工艺条件计算出的理论热负荷值所决定，根据湍流扩散火焰长度与喷孔孔径成正比的燃烧理论，一般选取较大的喷嘴喷孔直径，大喷孔有延缓燃烧过程，增加火焰长度的作用；所述稳焰罩13的圆周方向设置有多个稳焰罩旋流孔17；稳焰罩13主要起稳固火焰使火焰刚性燃烧的作用；在燃烧器壳体7的下部设置有燃烧器底板19，在燃烧器底板19上设置有看火孔9。

所述风门6设置在燃烧器壳体7的内部，所述风门6包括风门内筒和风门外筒，在风门内筒和风门外筒的筒壁上设置有通风孔，在风门6的下部设置有风门调节连杆机构8，所述风门调节连杆机构8与风门外筒固定连接；调整风门调节连杆机构8带动风门外筒转动，来调节风门外筒上的通风孔与风门内筒上的通风孔的相对位置，以调节空气的流入量。

实施本实用新型所述的高氢燃料气燃烧器，首先开启长明灯喷头18，长明灯喷头18引燃主燃枪喷头12，调整风门调节连杆机构8带动风门外筒转动，来调节风门外筒上的通风孔与风门内筒上的通风孔的相对位置，以调节空气流21的流入量；空气流21从风门6直接进入到火盆砖1内腔通道，在火盆砖1容积不变的前提下，减小火盆砖1的高度和增大火盆砖1的风口面积，可起到“弱化燃烧”的目的；在火盆砖1容积不变的前提下，减小火盆砖1的高度，可以缩短燃气与空气在燃烧器内的混合过程；增大火盆砖1的风口面积可以减小进风速度，减弱进风旋流，延迟燃料气与空气的混合；燃气流20与空气流21在火盆砖1内腔通道中混合，燃空混合后以较小的夹角扩散燃烧；所述主燃枪喷孔16的直径由燃烧器根据生产工艺条件计算出的理论热负荷值所决定，根据湍流扩散火焰长度与喷孔孔径成正比的燃烧理论，一般选取较大的喷嘴喷孔直径，主燃枪喷孔16的直径设置为φ3～φ4，大喷孔有延缓燃烧过程，增加火焰长度的作用；稳焰罩13起稳固火焰使火焰刚性燃烧的作用。

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本实用新型范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims

1. 一种高氢燃料气燃烧器，包括燃烧器壳体（7）、主燃枪（2）、长明灯（5）、火盆砖（1）和配风系统，其特征是：在燃烧器壳体（7）的内部设置有主燃枪（2），所述主燃枪（2）的下部设置有主燃枪燃料入口（10），主燃枪（2）的上部设置有主燃枪喷头（12），主燃枪（2）的一侧设置有长明灯（5），所述长明灯（5）的下部设置有长明灯燃料入口（11），长明灯（5）的上部设置有长明灯喷头（18），在火盆砖托板（24）上设置有火盆砖（1），在主燃枪（2）和长明灯（5）的外围设置有内消音层（4），在燃烧器壳体（7）的内壁上设置有外消音层（3）；在燃烧器壳体（7）的下部设置在有燃烧器底板（19），所述燃烧器壳体（7）的中下部设置有配风系统，所述配风系统包括旋转风门（6）和风门调节连杆机构（8）。

2. 根据权利要求1所述的高氢燃料气燃烧器，其特征是：所述主燃枪（2）安装在主燃枪套管（23）内，主燃枪套管（23）上部设置有稳焰罩（13），在主燃枪（2）外缘自上至下依次设置有定心块（14）和主燃枪安装法兰（15），所述定心块（14）套装于主燃枪套管（23）内部，所述主燃枪（2）通过安装法兰（15）安装在燃烧器底板（19）上。

3. 根据权利要求1所述的高氢燃料气燃烧器，其特征是：在主燃枪喷头（12）上沿主燃枪喷头（12）的圆周方向设置有多个主燃枪喷孔（16），所述主燃枪喷孔（16）的直径设置为φ3～φ4。

4. 根据权利要求2所述的高氢燃料气燃烧器，其特征是：所述稳焰罩（13）的圆周方向设置有多个稳焰罩旋流孔（17）。

5. 根据权利要求1所述的高氢燃料气燃烧器，其特征是：所述风门（6）设置在燃烧器壳体（7）的内部，所述风门（6）包括风门内筒和风门外筒，在风门内筒和风门外筒的筒壁上设置有通风孔，在风门（6）的下部设置有风门调节连杆机构（8），所述风门调节连杆机构（8）与风门外筒固定连接。

6. 根据权利要求1所述的高氢燃料气燃烧器，其特征是：所述火盆砖（1）设置为圆柱形管状结构。

7. 根据权利要求1所述的高氢燃料气燃烧器，其特征是：在燃烧器底板（19）上设置有看火孔（9）。