CN202902281U - 返混式多级燃烧低NOx气体燃烧器 - Google Patents

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夏喜杰
李文学
许吉星
李华
陈亿
吴桢
谈寅
郁强
贡晓峰
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本实用新型涉及返混式多级燃烧低NOx气体燃烧器，其特征在于：它包括壳体（1），壳体（1）的中心竖直设有一次空气流道（3），壳体（1）在一次空气流道（3）的外围竖直设有二次空气流道（4），所述一次空气流道（3）和二次空气流道（4）的出风口出分别设置有火盆砖（5）和火道砖（6），火道砖（6）斜面下部设置有文丘里引射孔（7），所述一次空气流道（3）的内部布置有一级燃料枪（8），二次空气流道（4）的内部设有二级燃料枪（9）和长明灯（10），火道砖（6）的外侧布置有三、四级燃料枪（11）。这种返混式多级燃烧低NOx气体燃烧器能够有效抑制NOx生成，安全可靠、节约能耗。

Description

返混式多级燃烧低NOx气体燃烧器
技术领域
本实用新型涉及返混式多级燃烧低NOx气体燃烧器，是一种多级配风、燃料多级分层燃烧、烟气自主回流返混燃烧器，主要应用于常减压、预分馏等各种要求垂直向上圆柱火焰的管式加热炉上，属于燃烧设备配件技术领域。
背景技术
由于石油资源的消耗量越来越大，石油燃烧产生的污染物也越来越大，降低燃烧污染物排放已迫在眉睫。随着国家节能减排政策的落实，全国各炼化企业对燃烧器排放的要求越来越高，我国的燃烧器技术必将迎来一次迅速发展的契机。
管式加热炉在石油化工装置中的地位非常重要，因为它是主要的供热设备，作为管式加热炉重要部件的燃烧器，直接决定着整个装置能否满足工艺要求。因此，降低燃烧器的能耗，提高燃烧效率，降低燃烧过程污染物的排放等措施是提高管式加热炉工艺水平的重要因素，在石油化工管式加热炉领域，热力型NOx占有主要的比例，因此控制热力型NOx为降低NOx排放的主要手段。
以往的管式加热炉一般采取简单的二级配风，燃料二级燃烧等手段来降低污染物NOx的排放，但由于其简单的燃料喷射与配风结构，无法有效控制火焰的最高温度，造成热力型NOx的生成量较高，导致污染物排放较多。并且这些燃烧器的效能和环保性能通常不佳，燃烧器的燃烧效率不高，能耗较大。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种能够有效抑制NOx生成，安全可靠、节约能耗的返混式多级燃烧低NOx气体燃烧器。
本实用新型的目的是这样实现的：
本实用新型返混式多级燃烧低NOx气体燃烧器，包括壳体，所述壳体的一侧设有进风口，壳体的中心竖直设有一次空气流道，壳体在一次空气流道的外围竖直设有二次空气流道，所述一次空气流道和二次空气流道的出风口出分别设置有火盆砖和火道砖，火道砖斜面下部设置有文丘里引射孔；
所述一次空气流道的内部布置有一级燃料枪，二次空气流道的内部设有二级燃料枪和长明灯，火道砖的外侧布置有三、四级燃料枪。
所述一级燃料枪和二级燃料枪底部通过管路相连并设有一个共同的燃料进口，为一、二级燃料进口，所述长明灯底部设有长明灯燃料进口，三、四级燃料枪的底部设有三、四级燃料进口。
所述进风口的外侧设置有一次空气调节机构和二次空气调节机构。
本实用新型返混式多级燃烧低NOx气体燃烧器具有以下优点：
1、通过精确的风门调节机构，对各级燃烧器空气进行精确控制，使燃料气与空气保持合理的配比，从而有效降低空气过剩系数，控制烟气中污染物的排放，达到节能环保的要求。
2、三级燃料通过特殊设计的文丘里引射孔喷射，形成第三级火焰层，同时其强烈的引射作用，使得大量温度较低的烟气被强制带进燃烧道，与上游燃烧火焰混合，进一步降低火焰中心区温度，有效的降低了热力型NOx的生成。
3、由于四级燃料喷射系统的设计，使得一、二、三级燃料都在大量过剩空气下燃烧，大量的过剩空气使得这三层火焰温度不会很高，限制了热力型低NOx的生成，四级燃料由于其直接向炉膛喷射，由于热辐射使得这一火焰热量迅速向广阔炉膛辐射，另外其强烈的喷射也可以引射部分附近的温度较低的烟气与火焰混合，因此火焰温度也不会很高，NOx的生成也有效减少。
4、燃烧器进风道与壳体设置有硅酸铝耐火纤维层，并且用钢丝网固定，使得噪音和燃烧器内部的温度被有效的吸收。
本实用新型返混式多级燃烧低NOx气体燃烧器解决了以上难题，通过特殊设计的多级燃料枪与火道砖合理的配合，使燃烧烟气自主回流到燃烧道与上游燃料混合，在较小的燃烧道中实现多级配风、多级燃烧分层燃烧、烟气回流返混，从而降低火焰温度，从而抑制NOx的生成，减少污染物的排放，降低了燃烧器的能耗。
附图说明
图1为本实用新型返混式多级燃烧低NOx气体燃烧器的结构示意图。
图2为本实用新型返混式多级燃烧低NOx气体燃烧器的俯视图。
图中：壳体1、进风口2、一次空气流道3、二次空气流道4、火盆砖5、火道砖6、文丘里引射孔7、一级燃料枪8、二级燃料枪9、长明灯10、三、四级燃料枪11、一、二级燃料进口12、长明灯燃料进口13、三、四级燃料进口14、一次空气调节机构15、二次空气调节机构16。
具体实施方式
参见图1和图2，本实用新型涉及一种返混式多级燃烧低NOx气体燃烧器，包括壳体1，所述壳体1的一侧设有进风口2，壳体1的中心竖直设有一次空气流道3，壳体1在一次空气流道3的外围竖直设有二次空气流道4，所述一次空气流道3和二次空气流道4的出风口出分别设置有火盆砖5和火道砖6，火盆砖5特殊设计的结构可以对初级火焰形成良好的约束，提高火焰的稳定性，火道砖6内部为火焰的初级燃烧道，大部分一、二级火焰在此燃烧，火道砖6外部设有向燃烧器内部倾斜的斜面以引导四级燃料向燃烧炉的炉膛喷射，在火道砖6斜面下部设置有特殊设计的文丘里引射孔7，用于和三、四级燃料枪11连通引射火焰。
所述一次空气流道3的内部布置有一级燃料枪8，二次空气流道4的内部设有二级燃料枪9和长明灯10，火道砖6的外侧布置有三、四级燃料枪11。
所述一级燃料枪8和二级燃料枪9底部通过管路相连并设有一个共同的燃料进口，为一、二级燃料进口12，一级燃料枪8布置在一次空气流道3内，燃料沿着火盆砖5内部斜面通过特殊设计角度的喷口向下游燃烧道喷射，形成第一火焰层，大量一次空气在此处与一级燃料混合，使其不能形成局部高温；二级燃料枪9布置在二次空气流道4内，燃料向火道砖6内部喷射，形成第二火焰层，此处火焰有大量的一次空气、二次空气补充，进一步降低了NOx的生成；
所述长明灯10底部设有长明灯燃料进口13，三、四级燃料枪11的底部设有三、四级燃料进口14，三、四级燃料枪11布置在火道砖6的外围，三级燃料通过火道砖6的特殊设计的文丘里引射孔7向火道砖6内部喷射，将大量温度较低的烟气引入火焰中，降低火焰温度，有效减少NOx的产生；四级燃料通过火道砖6特殊设计的斜面以一定角度向炉膛喷射，由于热辐射使得这一火焰热量迅速向广阔炉膛辐射，另外其强烈的喷射也可以引射部分附近的温度较低的烟气与火焰混合，因此火焰温度也不会很高，NOx的生成也有效减少。
所述进风口2的外侧设置有一次空气调节机构15和二次空气调节机构16，一次空气调节机构15和二次空气调节机构16的调节精度达到每格2.5度，对各级燃烧器空气进行精确控制，使燃料气与空气保持合理的配比，从而有效降低空气过剩系数，一次空气调节机构15和二次空气调节机构16内部设有硅酸铝耐火纤维层，并以钢丝网覆盖固定，使整个壳体成为一个较好的消音器，硅酸铝耐火纤维层同时也具有保温作用，阻隔燃烧器内部的高温。

Claims (3)

1. 一种返混式多级燃烧低NOx气体燃烧器，其特征在于：它包括壳体（1），所述壳体（1）的一侧设有进风口（2），壳体（1）的中心竖直设有一次空气流道（3），壳体（1）在一次空气流道（3）的外围竖直设有二次空气流道（4），所述一次空气流道（3）和二次空气流道（4）的出风口出分别设置有火盆砖（5）和火道砖（6），火道砖（6）斜面下部设置有文丘里引射孔（7）；
所述一次空气流道（3）的内部布置有一级燃料枪（8），二次空气流道（4）的内部设有二级燃料枪（9）和长明灯（10），火道砖（6）的外侧布置有三、四级燃料枪（11）。
2.根据权利要求1所述的一种返混式多级燃烧低NOx气体燃烧器，其特征在于：所述一级燃料枪（8）和二级燃料枪（9）底部通过管路相连并设有一个共同的燃料进口，为一、二级燃料进口（12），所述长明灯（10）底部设有长明灯燃料进口（13），三、四级燃料枪（11）的底部设有三、四级燃料进口（14）。
3.根据权利要求1或2所述的一种返混式多级燃烧低NOx气体燃烧器，其特征在于：所述进风口（2）的外侧设置有一次空气调节机构（15）和二次空气调节机构（16）。
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