CN204478056U - 一种油气联合低NOx燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种油气联合低NOX燃烧器，包括燃烧器筒体、调风蝶阀、油枪、多个燃料气枪以及火道砖，火道砖的火道内还设置有中空的火盆砖，火道砖内壁与火盆砖外壁之间形成一环形通道，火道砖的侧壁沿圆周方向设置有斜孔，多个燃料气枪沿圆周分布在火道砖外侧的斜孔处，燃料气枪的喷头具有朝向斜孔以及朝向火道砖外壁的两路喷道。本实用新型的燃烧器与传统燃烧器相比，无论烧油、烧气都能有效的降低NOX生成量，燃气工况可达到50ppm以下，燃油工况可降低30%左右。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃烧器技术领域，具体涉及一种油气联合低NOx燃烧器。
背景技术
工业管式炉燃烧器随着炼油化工、电力、冶金等行业的迅速发展，对燃烧器燃烧实现低排放提出了更高要求。国家环保局马上颁布的新版大气污染物排放标准。石化管式加热炉污染物排放标准规定烟气中NOX排放值不能超过150mg/NM3。目前单烧气的低NOX燃烧器依靠燃料分级技术可以保证环保指标。但油气联合燃烧器普遍存在排放超标问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种油气联合低NOX燃烧器，该燃烧器无论在单烧气、单烧油还是油气混烧工况下均能够有效的降低NOX生成量，达到节能、环保的效果。
本实用新型为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种油气联合低NOX燃烧器，包括燃烧器筒体、调风蝶阀、油枪、多个燃料气枪以及火道砖，燃烧器筒体内腔为助燃空气流道，调风蝶阀设置在燃烧器筒体的侧壁，火道砖位于燃烧器筒体的上部，且火道砖伸出炉膛设置，所述火道砖外壁上段为向内倾斜的圆锥面，火道砖内壁上段为向外倾斜的圆锥面，燃烧器筒体的助燃空气流道与火道砖的内部火道相连通，油枪通过油枪套管设置在燃烧器筒体的中心，所述火道砖的火道内还设置有中空的火盆砖，火盆砖底部高于火道砖底部，火盆砖上沿水平位置比火道砖上沿低100-150mm，火盆砖通过支撑板固定在油枪套管上，油枪的喷头设置在火盆砖内部靠近下端的位置，火道砖内壁与火盆砖外壁之间形成一环形通道，火道砖的侧壁沿圆周方向设置有斜孔，且全部斜孔的倾斜方向一致，斜孔的外端位于火道砖的外壁下段，斜孔的内端位于火道砖的内壁上段，斜孔轴线所在平面与燃烧器筒体轴线相互垂直，且斜孔轴线与斜孔外端面中心所在径线之间呈22.5°夹角，多个燃料气枪沿圆周分布在火道砖外侧的斜孔处，燃料气枪的喷头具有朝向斜孔以及朝向火道砖外壁的两路喷道。
也可以在位于火道砖外侧相邻两个斜孔之间还设置有燃料气枪，该燃料气枪只有朝向火道砖外壁的一路喷道。
有益效果
1、本实用新型的燃烧器采用两套耐火砖结构，一套为火盆砖，另一套为火道砖，火盆砖位于火道砖内部，火盆砖利用油枪套管上的支撑立板固定火道砖内部，火盆砖内部通道为一次助燃空气通道，火盆砖与火道砖之间的环隙通道为二次助燃空气通道。油枪喷头位于火盆砖内部底入口处，燃料油由喷头喷出先期与一次空气混合燃烧，一次助燃空气量约为当量燃烧空气量的40%-50%，燃料油在火盆砖内部形成欠氧燃烧，火焰燃烧温度较火焰当量燃烧温度低。未燃尽的燃料油喷出火盆砖后，与火盆砖与火道砖之间环隙喷出的二次助燃空气接触混合，喷入炉膛后完成完全燃烧。实现了空气分级燃烧，避免热力学NOX的大量生成。与传统空气分级燃烧器相比，本实用新型的燃烧器的火道短，燃料油在火道中反应停留时间短，避免燃烧产生的高温辐射引起火道砖内部温度升高，有效控制燃油工况条件下热力学氮氧化物的生成。
2、本实用新型的燃烧器，火道砖采用特殊结构形成烟气内回流。火道砖安装在燃烧器筒体上部，上表面高出炉膛衬里，火道砖的侧壁设置有斜孔，位于斜孔处的燃料气喷头有两路燃料气从喷头喷出。第一路燃料气在火道砖斜孔处有燃气喷口，燃料气从喷口喷出，沿斜孔方向喷入火道砖内部，与火盆砖上部外沿相交。燃料气以音速喷出将炉膛外部烟气引入火道砖内部，与火盆砖和火道砖之间的二次助燃空气接触混合先期燃烧，引入的烟气可以降低助燃空气的氧分压，降低火焰燃烧的温度，抑制热力学氮氧化物的生成。同时燃烧的火焰将火盆砖外沿加热，被加热的耐火砖形成了一个蓄热体，对稳定燃烧有至关重要的作用。每个燃料气喷头上部有另一路燃气喷出，喷出方向沿火道砖外壁斜面向上，喷出的第二部分燃料射流使燃烧器火道砖处形成较强的负压区，炉内烟气在此负压的作用下，快速填充负压区，将烟气再循环引入到燃烧气体中，惰性的烟气冷却火焰，降低氧分压，并减少NOX排放。与传统燃烧器相比，为实现燃料分级，传统燃烧器燃料气枪分为两级燃料气枪，一级燃料气枪单位布置在耐火砖内部，二级燃料气枪布置在耐火砖外部，且传统燃烧器依靠耐火砖内部的金属稳焰罩或稳焰器来稳定火焰。本实用新型的燃烧器燃料气枪只有耐火砖外侧一组，通过在燃料气枪上的特殊喷孔实现燃料分级，同时实现两次烟气回流，来降低NOX排放值。新型燃烧器去掉了传统的金属稳焰罩，利用火盆砖作为蓄热体来稳定火焰，火焰稳定性更好，NOX排放更低。
3、本实用新型的燃烧器与传统燃烧器相比，无论烧油、烧气都能有效的降低NOX生成量，燃气工况可达到50ppm以下，燃油工况可降低30%左右。
附图说明
图1为本实用新型燃烧器的内部结构示意图；
图2为本实用新型燃烧器的内部俯视结构示意图；
图3为本实用新型燃烧器的火道砖的结构示意图；
图中标记：1、燃烧器筒体，2、调风蝶阀，3、油枪，4、燃料气枪，5、火道砖，6、炉膛，7、油枪套管，8、火盆砖，9、支撑板，10、斜孔。
具体实施方式
如图所示：一种油气联合低NOX燃烧器，包括燃烧器筒体1、调风蝶阀2、油枪3、多个燃料气枪4以及火道砖5，燃烧器筒体1内腔为助燃空气流道，调风蝶阀2设置在燃烧器筒体1的侧壁，火道砖5位于燃烧器筒体1的上部，且火道砖5伸出炉膛6设置，所述火道砖5外壁上段为向内倾斜的圆锥面，火道砖5内壁上段为向外倾斜的圆锥面，燃烧器筒体1的助燃空气流道与火道砖5的内部火道相连通，油枪3通过油枪套管7设置在燃烧器筒体1的中心，所述火道砖5的火道内还设置有中空的火盆砖8，火盆砖8底部高于火道砖5底部，火盆砖8上沿水平位置比火道砖5上沿低100-150mm。火盆砖8通过支撑板9固定在油枪套管7上，油枪3的喷头设置在火盆砖8内部靠近下端的位置，火道砖5内壁与火盆砖8外壁之间形成一环形通道。
燃料油由喷头喷出先期与一次空气混合燃烧，一次助燃空气量约为当量燃烧空气量的40%-50%，燃料油在火盆砖8内部形成欠氧燃烧，火焰燃烧温度较火焰当量燃烧温度低。未燃尽的燃料油喷出火盆砖8后，与火盆砖8与火道砖5之间环隙喷出的二次助燃空气接触混合，喷入炉膛6后完成完全燃烧，实现了空气分级燃烧，避免热力学NOX的大量生成。
本实用新型燃烧器的火道砖5的侧壁沿圆周方向设置有斜孔10，且全部斜孔10的倾斜方向一致，斜孔10的外端位于火道砖5的外壁下段，斜孔10的内端位于火道砖5的内壁上段。所述斜孔10轴线所在平面与燃烧器筒体1轴线相互垂直，且斜孔10轴线与斜孔10外端面中心所在径线之间呈22.5°夹角。多个燃料气枪4沿圆周分布在火道砖5外侧的斜孔10处，燃料气枪4的喷头具有朝向斜孔10以及朝向火道砖5外壁的两路喷道。第一路燃料气在火道砖斜孔处有燃气喷口，燃料气从喷口喷出，沿斜孔方向喷入火道砖内部，与火盆砖上部外沿相交。燃料气以音速喷出将炉膛外部烟气引入火道砖内部，与火盆砖和火道砖之间的二次助燃空气接触混合先期燃烧，引入的烟气可以降低助燃空气的氧分压，降低火焰燃烧的温度，抑制热力学氮氧化物的生成。同时燃烧的火焰将火盆砖外沿加热，被加热的耐火砖形成了一个蓄热体，对稳定燃烧有至关重要的作用。每个燃料气喷头上部有另一路燃气喷出，喷出方向沿火道砖外壁斜面向上，喷出的第二部分燃料射流使燃烧器火道砖处形成较强的负压区，炉内烟气在此负压的作用下，快速填充负压区，将烟气再循环引入到燃烧气体中，惰性的烟气冷却火焰，降低氧分压，并减少NOX排放。作为本实用新型的另一种实施例，位于火道砖5外侧相邻两个斜孔10之间还设置有燃料气枪4，该燃料气枪4只有朝向火道砖5外壁的一路喷道。
本实用新型的燃烧器与传统燃烧器相比，无论烧油、烧气都能有效的降低NOX生成量，燃气工况可达到50ppm以下，燃油工况可降低30%左右。本发明燃烧器通过独特燃料供给形式和耐火砖的特殊结构限制燃烧反应区的温度来限制NOX产物。是集节能、环保、高效为一体的新型燃烧器。
Claims (5)
1.一种油气联合低NOX燃烧器，包括燃烧器筒体（1）、调风蝶阀（2）、油枪（3）、多个燃料气枪（4）以及火道砖（5），燃烧器筒体（1）内腔为助燃空气流道，调风蝶阀（2）设置在燃烧器筒体（1）的侧壁，火道砖（5）位于燃烧器筒体（1）的上部，且火道砖（5）伸出炉膛（6）设置，燃烧器筒体（1）的助燃空气流道与火道砖（5）的内部火道相连通，油枪（3）通过油枪套管（7）设置在燃烧器筒体（1）的中心，其特征在于：所述火道砖（5）的火道内还设置有中空的火盆砖（8），火盆砖（8）通过支撑板（9）固定在油枪套管（7）上，油枪（3）的喷头设置在火盆砖（8）内部靠近下端的位置，火道砖（5）内壁与火盆砖（8）外壁之间形成一环形通道，火道砖（5）的侧壁沿圆周方向设置有斜孔（10），且全部斜孔（10）的倾斜方向一致，多个燃料气枪（4）沿圆周分布在火道砖（5）外侧的斜孔（10）处，燃料气枪（4）的喷头具有朝向斜孔（10）以及朝向火道砖（5）外壁的两路喷道。
2.如权利要求1所述的一种油气联合低NOX燃烧器，其特征在于：所述火道砖（5）外壁上段为向内倾斜的圆锥面，火道砖（5）内壁上段为向外倾斜的圆锥面，斜孔（10）的外端位于火道砖（5）的外壁下段，斜孔（10）的内端位于火道砖（5）的内壁上段。
3.如权利要求1所述的一种油气联合低NOX燃烧器，其特征在于：所述火盆砖（8）底部高于火道砖（5）底部，火盆砖（8）上沿水平位置比火道砖（5）上沿低100-150mm。
4.如权利要求1所述的一种油气联合低NOX燃烧器，其特征在于：位于火道砖（5）外侧相邻两个斜孔（10）之间还设置有燃料气枪（4），该燃料气枪（4）只有朝向火道砖（5）外壁的一路喷道。
5.如权利要求1所述的一种油气联合低NOX燃烧器，其特征在于：所述斜孔（10）轴线所在平面与燃烧器筒体（1）轴线相互垂直，且斜孔（10）轴线与斜孔（10）外端面中心所在径线之间呈22.5°夹角。
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2015
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