CN209310004U - 自冷式模块化燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自冷式模块化燃烧装置，包括防护罩和燃烧系统，所述燃烧系统包括若干文丘里燃烧器，每一文丘里燃烧器具有引射空气的进气部和输出混合气体的出口部，所述文丘里燃烧器包括喷嘴和第一混合管，所述喷嘴设置于所述进气部，所述文丘里燃烧器还包括第二混合管，若干所述第一混合管和第二混合管合围构成所述防护罩的至少一部分，所述第一混合管与所述第二混合管连通，所述第二混合管的内侧开设有若干火焰孔，若干所述火焰孔形成所述出口部。

Description

自冷式模块化燃烧装置

技术领域

本申请涉及火炬领域，特别涉及一种自冷式模块化燃烧装置。

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。

放空火炬系统一般采用引射式燃烧装置，本申请人之前设计的引射式燃烧装置包括若干层文丘里燃烧器对燃气进行燃烧。若干层防护罩环设在这些文丘里燃烧器周围以形成火焰腔，挡住热量辐射。经过现场测试，发现存在噪音、火焰长度和壁筒温度偏高的问题。因此，有必要进一步改进现有的引射式燃烧装置。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种能解决噪音、火焰长度和壁筒温度超标中至少一个问题的自冷式模块化燃烧装置。

本实用新型提供一种自冷式模块化燃烧装置，包括防护罩和燃烧系统，所述燃烧系统包括若干文丘里燃烧器，每一文丘里燃烧器具有引射空气的进气部和输出混合气体的出口部，所述文丘里燃烧器包括喷嘴和第一混合管，所述喷嘴设置于所述进气部，所述文丘里燃烧器还包括第二混合管，若干所述第一混合管和第二混合管合围构成所述防护罩的至少一部分，所述第一混合管与所述第二混合管连通，所述第二混合管的内侧开设有若干火焰孔，若干所述火焰孔形成所述出口部。

在一实施例中，所述防护罩呈矩形，具有上、下开口，所述防护罩的内侧形成一用于包围火焰的火焰腔。

在一实施例中，若干所述文丘里燃烧器设置在所述防护罩的所有四个侧壁，其中两相对侧壁上的火焰孔相对喷射火焰，另外两相对侧壁上的火焰孔相对喷射火焰。

在一实施例中，所述四个侧壁上的任意一侧均由竖直方向堆叠的多层所述文丘里燃烧器构成，每一层包括一个文丘里燃烧器，构成所述防护罩的部分包括所述第二混合管和部分所述第一混合管，所述四个侧壁的其中两相对侧壁上的文丘里燃烧器同时供气或同时切断供气，所述四个侧壁的另外两相对侧壁上的文丘里燃烧器同时供气或同时切断供气。

在一实施例中，所述第二混合管一端封闭，另一端与所述第一混合管连接，所述第一混合管朝向远离所述第二混合管的一侧延伸，并越过与其相邻的另一第二混合管的封闭端弯曲90度后沿所述另一第二混合管的外侧面延伸，使得所述进气部位于所述另一第二混合管的外侧面，周向上的四个文丘里燃烧器均如此设置以形成封闭的周向闭环。

在一实施例中，在竖直方向上相邻两层文丘里燃烧器的第一混合管连接第二混合管的方向相反。

在一实施例中，所述火焰孔为长腰型孔。

在一实施例中，所述火焰孔为圆孔，所述圆孔内安装有圆管，所述圆管凸出于所述第二混合管的内壁面。

综上所述，本申请提供一种自冷式模块化燃烧装置，将文丘里燃烧器的第二混合管以及部分第一混合管构建为防护罩的一部分，第一混合管连接至第二混合管，混合气体经过第二混合管内壁上的火焰孔进入火焰腔燃烧，而燃烧器引射空气的进气部位于防护罩之外。这种设计使得燃烧装置能够在更大范围内引射空气，一方面可以显著增加燃烧器的数量，而不至于每个燃烧器的空气引射量不足，而且混合燃气从多个火焰孔内射出燃烧，火焰均匀分布在整个第二混合管所形成的防护罩内壁面上，燃烧火焰相对更短；另一方面，在防护罩外围，由于文丘里燃烧器的引射作用，除了一部分外围空气被引射进文丘里燃烧器内参与燃烧，还会使得大量外围冷空气向防护罩外侧移动，对若干第二混合管本身进行散热。混合气体流经第二混合管内部，能够进一步加强防护罩自身的散热效果。此外，文丘里燃烧器数量显著增加，对于处理同样数量的燃气，单个文丘里燃烧器的尺寸和功率可以显著减小，从而显著减小噪音及火焰长度。而且，位于防护罩相对侧的文丘里燃烧器对喷，一部分火焰长度相互抵消，有效地降低了火焰长度。

附图说明

图1是本实用新型自冷式模块化燃烧装置的立体结构示意图。

图2是图1中自冷式模块化燃烧装置沿中截面的剖视图。

图3是图1中自冷式模块化燃烧装置的相邻两层文丘里燃烧器的示意图。

图4是图1中自冷式模块化燃烧装置的俯视图。

图5是图1中自冷式模块化燃烧装置一个文丘里燃烧器的示意图。

具体实施方式

在详细描述实施例之前，应该理解的是，本实用新型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。本实用新型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，本实用新型并不限定该元件的数量为一个，也可以包括多个。

另外，本申请说明书及权利要求中是以引射式燃烧装置的竖直放置(正常使用状态)时进行说明的，所以文中大量使用竖直方向和水平方向的方向用语是参照其竖直放置状态进行说明的。可以理解，本申请的引射式燃烧装置可以放倒(例如运输过程中)，此时上述方向用语应该旋转90度进行理解。

如图1-3所示，本申请提供一种自冷式模块化燃烧装置10，该自冷式模块化燃烧装置10包括防护罩12、燃烧系统以及燃气处理单元14。防护罩12外还固定连接一外框16。在一实施例中，该外框16可作为撬装外框，以便于低成本地解决自冷式模块化燃烧装置10的运输和固定问题。所述燃烧系统包括若干文丘里燃烧器18，以对待燃烧的燃气进行燃烧。燃气处理单元14包括控制单元以及各种阀门和管道，用于对待处理的燃气进行处理，例如除析液等，并将处理之后的燃气输送至燃烧系统进行燃烧。在所示的实施例中，控制单元设置在撬装外框16内并位于自冷式模块化燃烧装置10的底部，若干文丘里燃烧器18通过供气管路连接至燃气处理单元14以接收待处理的燃气。

防护罩12的内侧形成一用于包围火焰的火焰腔20。本实施例中，防护罩12呈矩形形状，且防护罩12在竖直方向上具有上、下两开口。每一文丘里燃烧器18具有用于引射空气的进气部22和输出混合气体的出口部24，每一文丘里燃烧器18包括喷嘴26、第一混合管28和第二混合管30，第二混合管30例如为方管。喷嘴26设置于进气部22，第一混合管28与第二混合管30连通，且第一混合管28连接在第二混合管30的端部，使得进气部22位于防护罩12之外。若干第一混合管28和第二混合管30合围构成防护罩12的至少一部分，第二混合管30朝向火焰腔20的内侧面开设有若干火焰孔32，若干火焰孔32形成输出混合气体的出口部24。

换句话说，第二混合管30不仅是防护罩12的一部分，同时也是文丘里燃烧器18的二段混合载体。这种设计将原文丘里燃烧器18的扩散混合段与第二混合管30的腔体相结合，减小了布置空间要求，能够放大防护罩的尺寸，将火焰区放大，减小了火焰区内部的容热强度，能够有效降低火焰长度、燃烧噪音。

如图1所示，若干文丘里燃烧器18设置在防护罩12的所有四个侧壁。更具体地，所述四个侧壁的每一侧壁均由竖直方向堆叠的多层文丘里燃烧器18构成，每一层包括一个文丘里燃烧器18，构成防护罩12的部分包括第二混合管30和部分第一混合管28，也就是说，第二混合管30和部分第一混合管28的内侧面位于火焰腔20内。本实施例中，四个侧壁中每一侧壁的文丘里燃烧器18的堆叠数量相同，使得其中两相对侧壁上的火焰孔32相对喷射火焰，另外两相对侧壁上的火焰孔32相对喷射火焰。这样设置使得文丘里燃烧器18的数量显著增加，对于处理同样数量的燃气，单个文丘里燃烧器18的尺寸和功率可以显著减小，从而显著减小噪音及火焰长度。

在防护罩12的四个侧壁中，其中两相对侧壁上的火焰孔32相对喷射火焰，另外两相对侧壁上的火焰孔32相对喷射火焰。例如，将两相对侧壁上的所有第二混合管30分别相对设置，并使得两相对侧壁上的第二混合管30上的火焰孔32位置分别对应，燃烧时，两相对侧壁上的火焰孔32形成对喷。火焰在对喷中相互抵消，防止火焰伸长接触到相对壁面，导致壁筒温度超标，变色。

喷嘴26喷射燃气并引射空气进入第一混合管28内混合后进入第二混合管30内再次混合，使得空气和燃气充分混合，然后混合气体从火焰孔32进入火焰腔20燃烧。这种设计使得自冷式模块化燃烧装置10能够在更大范围内引射空气，一方面可以显著增加燃烧器的数量，而不至于每个燃烧器的空气引射量不足，而且混合燃气从多个火焰孔32内射出燃烧，火焰均匀分布在整个第二混合管30所形成的防护罩内壁面上，燃烧火焰相对更短；另一方面，在防护罩12外围，由于文丘里燃烧器18的引射作用，除了一部分外围空气被引射进文丘里燃烧器18内参与燃烧，还会使得大量外围冷空气向防护罩12外侧，即若干第二混合管30的外侧移动，对若干第二混合管30本身进行散热。混合气体流经第二混合管30内部，能够进一步加强防护罩12自身的散热效果。

在所示的实施例中，燃烧系统包括多个可单独安装的燃烧器组件。由于本实用新型中文丘里燃烧器18的数量较多，将燃烧系统模块化，能够在很大程度上提高安装效率，便于组装，同时当文丘里燃烧器18或防护罩12出现故障时也便于拆卸、维修和更换。

在本申请中，自冷式模块化燃烧装置10还包括放喷管34，在所示的实施例中，放喷管34设置两根，两根放喷管34连接至燃气处理单元14，用于解决燃气流量超标时利用放喷管34临时泄放。由于防护罩12顶部位置的火焰较大，为了遮挡火焰，防护罩12还包括位于顶部的顶部防护罩单元36，例如设置在若干文丘里燃烧器18上部的金属板。两根放喷管34分别设置在外框16内、防护罩12的相对两侧壁之外的中间位置，放喷管34的出口端穿过顶部防护罩单元36设置，使得放喷管34的出口端位于火焰腔20内。因此，本申请中，防护罩12包括设置在四个侧壁上的若干第二混合管30、对应的部分第一混合管28以及顶部防护罩单元36。

如图4-5所示，第二混合管30一端封闭，另一端与第一混合管28连接，第一混合管28朝向远离第二混合管30的一侧延伸，并越过与其在周向上相邻的另一第二混合管30的封闭端弯曲90度后沿着该另一第二混合管30的外侧面延伸，使得进气部22位于另一第二混合管30的外侧面。在防护罩的周向上，合围成一层的四个文丘里燃烧器18均如此设置，以形成封闭的周向闭环。这样设置使得文丘里燃烧器18的进气部22更靠近第二混合管30，进气部22在引射空气时，部分冷空气更容易移动至第二混合管30的外壁面以对其进行冷却。

为避免竖直方向上相邻两层文丘里燃烧器18进气时相互干涉和空气引射干扰，在所示的实施例中，竖直方向上相邻两层文丘里燃烧器18的第一混合管28连接第二混合管30的方向相反。例如，如图4所示，上一层的文丘里燃烧器18的第一混合管28连接在第二混合管30的右端，竖直方向上与其相邻的下一层的文丘里燃烧器18的第一混合管28连接在第二混合管30的左端。

在所示的实施例中，防护罩12底部设有多个点火器38，例如防护罩的四个侧壁每侧设置两个点火器38。

若干文丘里燃烧器18通过供气管路40连接至燃气处理单元14以接收待处理的燃气。具体来说，供气管路40在防护罩12的四侧具有相同的结构，现在以其中一侧为例进行说明。供气管路40包括输气管42和分配管44，输气管42与燃气处理单元14的一路输出连通，用于接收待燃烧的燃气。分配管44有两支，每支分配管44与输气管42连通并同时与部分文丘里燃烧器18连通，即与喷嘴26连通，以向文丘里燃烧器18分配燃气。在所示的实施例中，两支分配管44分别与输气管42连接的一段水平设置，然后分别向上延伸，以为对应一侧竖排的文丘里燃烧器18供气。应当指出的是，本申请中同一侧的文丘里燃烧器18其进气部22，即喷嘴26的位置分别位于与其在周向上相邻的两边，因此，两支分配管44分别位于该相邻的两边。

在一实施例中，防护罩相对两侧的供气管路40与燃气处理单元14的同一路输出连通。即，对相对两侧的对喷文丘里燃烧器18的供气同时开启或关闭。

在上述所示的实施例中，火焰孔32均设置为圆孔，在圆孔内安装圆管46，并使得圆管46凸出于第二混合管30的内壁面。这样设置能够使得火焰远离第二混合管30的内壁面，避免造成对内壁面的损伤。在其他实施例中，也可以将火焰孔32设置为其他类型，例如，将火焰孔32设置为长腰型孔。

综上所述，本申请提供一种自冷式模块化燃烧装置，将文丘里燃烧器的第二混合管以及部分第一混合管构建为防护罩的一部分，第一混合管连接至第二混合管，混合气体经过第二混合管内壁上的火焰孔进入火焰腔燃烧，而燃烧器引射空气的进气部位于防护罩之外。这种设计使得燃烧装置能够在更大范围内引射空气，一方面可以显著增加燃烧器的数量，而不至于每个燃烧器的空气引射量不足，而且混合燃气从多个火焰孔内射出燃烧，火焰均匀分布在整个第二混合管所形成的防护罩内壁面上，燃烧火焰相对更短；另一方面，在防护罩外围，由于文丘里燃烧器的引射作用，除了一部分外围空气被引射进文丘里燃烧器内参与燃烧，还会使得大量外围冷空气向防护罩外侧移动，对若干第二混合管本身进行散热。混合气体流经第二混合管内部，能够进一步加强防护罩自身的散热效果。此外，文丘里燃烧器数量显著增加，对于处理同样数量的燃气，单个文丘里燃烧器的尺寸和功率可以显著减小，从而显著减小噪音及火焰长度。而且，位于防护罩相对侧的文丘里燃烧器对喷，一部分火焰长度相互抵消，有效地降低了火焰长度。

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，本实用新型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 (8)

1.一种自冷式模块化燃烧装置，包括防护罩和燃烧系统，所述燃烧系统包括若干文丘里燃烧器，每一文丘里燃烧器具有引射空气的进气部和输出混合气体的出口部，所述文丘里燃烧器包括喷嘴和第一混合管，所述喷嘴设置于所述进气部，其特征在于，所述文丘里燃烧器还包括第二混合管，若干所述第一混合管和第二混合管合围构成所述防护罩的至少一部分，所述第一混合管与所述第二混合管连通，所述第二混合管的内侧开设有若干火焰孔，若干所述火焰孔形成所述出口部。

2.如权利要求1所述的自冷式模块化燃烧装置，其特征在于，所述防护罩呈矩形，具有上、下开口，所述防护罩的内侧形成一用于包围火焰的火焰腔。

3.如权利要求2所述的自冷式模块化燃烧装置，其特征在于，若干所述文丘里燃烧器设置在所述防护罩的所有四个侧壁，其中两相对侧壁上的火焰孔相对喷射火焰，另外两相对侧壁上的火焰孔相对喷射火焰。

4.如权利要求3所述的自冷式模块化燃烧装置，其特征在于，所述四个侧壁上的任意一侧均由竖直方向堆叠的多层所述文丘里燃烧器构成，每一层包括一个文丘里燃烧器，构成所述防护罩的部分包括所述第二混合管和部分所述第一混合管，所述四个侧壁的其中两相对侧壁上的文丘里燃烧器同时供气或同时切断供气，所述四个侧壁的另外两相对侧壁上的文丘里燃烧器同时供气或同时切断供气。

5.如权利要求4所述的自冷式模块化燃烧装置，其特征在于，所述第二混合管一端封闭，另一端与所述第一混合管连接，所述第一混合管朝向远离所述第二混合管的一侧延伸，并越过与其相邻的另一第二混合管的封闭端弯曲90度后沿所述另一第二混合管的外侧面延伸，使得所述进气部位于所述另一第二混合管的外侧面，周向上的四个文丘里燃烧器均如此设置以形成封闭的周向闭环。

6.如权利要求5所述的自冷式模块化燃烧装置，其特征在于，在竖直方向上相邻两层文丘里燃烧器的第一混合管连接第二混合管的方向相反。

7.如权利要求1所述的自冷式模块化燃烧装置，其特征在于，所述火焰孔为长腰型孔。

8.如权利要求1所述的自冷式模块化燃烧装置，其特征在于，所述火焰孔为圆孔，所述圆孔内安装有圆管，所述圆管凸出于所述第二混合管的内壁面。