CN211176782U - 燃烧器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种燃烧器。所述燃烧器包括在纵向方向上延伸的本体，所述本体内设置：燃料通过的主管道，所述主管道在所述纵向方向上延伸并且其端部具有第一喷嘴，燃料通过的分支管道，所述分支管道在所述纵向方向上延伸并且其端部具有第二喷嘴，所述本体还包括：蒸汽通过的蒸汽管道，所述蒸汽管道的至少一部分在所述纵向方向上延伸并且其端部具有第三喷嘴，所述第三喷嘴具有在横向方向上延伸的主体并且所述主体设置为邻近所述主管道和所述分支管道中的至少一者。本申请通过来自蒸汽管道的蒸汽的喷射来实现降低NOx排放的目的。

Description

燃烧器

技术领域

本申请属于化工辅助设备领域，具体说涉及一种燃烧器。

背景技术

燃烧器作为一种加热设备，被广泛应用于化工、石油、电力等工业或民用领域。燃烧器可以将空气与燃料按一定方式混合并燃烧，通过燃烧这一化学手段转化为热能。出于工艺条件的要求，有些燃烧器被要求其炉膛温度保持在一定的温度以上运行。当燃烧器运行在高温下如1000多摄氏度时，会排放大量的氮氧化物（NOx）。而另一方面，燃烧器也有排放指标，高排放NOx的燃烧器是达不到环保要求的。

实用新型内容

本申请涉及的一个方面是提供一种能够降低NOx的排放的燃烧器。

所述燃烧器包括在纵向方向上延伸的本体，所述本体内设置：

燃料通过的主管道，所述主管道在所述纵向方向上延伸并且其端部具有第一喷嘴，

燃料通过的分支管道，所述分支管道在所述纵向方向上延伸并且其端部具有第二喷嘴，

蒸汽通过的蒸汽管道，所述蒸汽管道的至少一部分在所述纵向方向上延伸并且其端部具有第三喷嘴，所述第三喷嘴具有在横向方向上延伸的主体并且所述主体设置为邻近所述主管道和所述分支管道中的至少一者。

在上述燃烧器的一种实施例中，所述第三喷嘴的主体成形为管道形状，所述管道具有圆形、矩形、方形、多边形或不规则形状的横截面。

在上述燃烧器的一种实施例中，所述主管道和所述分支管道分别有若干个，所述第三喷嘴的主体具有多个喷孔，所述多个喷孔沿若干个所述主管道或所述分支管道分布在所述第三喷嘴的主体上。

在上述燃烧器的一种实施例中，所述燃烧器的本体包括位于上方的燃烧室，所述燃烧室内布置耐火砖，所述主管道穿过所述耐火砖，所述分支管道设置在所述耐火砖的内侧；所述燃烧器还包括长明灯，所述长明灯位于所述耐火砖内侧的空间内，所述蒸汽管道位于所述长明灯与所述分支管道之间。

在上述燃烧器的一种实施例中，所述燃烧器的本体在所述横向方向上具有矩形的横截面；在所述横截面中，所述分支管道中的每一个定位成与所述主管道中的一个对应，并且所述主管道、所述分支管道和所述喷孔分别成排布置。

在上述燃烧器的一种实施例中，所述燃烧器的本体还包括位于下方的风箱，所述第三喷嘴的高度设置为位于所述风箱内的接近所述燃烧室的位置或者位于所述燃烧室内。

在上述燃烧器的一种实施例中，所述蒸汽管道的另一部分从所述风箱的侧面通过以用于连接蒸汽源。

在上述燃烧器的一种实施例中，所述蒸汽管道固定在所述风箱的侧面上。

在上述燃烧器的一种实施例中，所述风箱的侧面与所述风箱的进风口相对。

在上述燃烧器的一种实施例中，所述蒸汽管道和所述第三喷嘴由金属材料制成。

本申请通过来自蒸汽管道的蒸汽的喷射，可以先降低燃烧器内局部火焰的温度，进而降低整体火焰的燃烧温度，使烟气中的热力型NOx的排放浓度降低。

本申请可以有效解决现有燃烧器上存在的高炉温、高NOx的排放问题，并且结构可靠，易于实现。

蒸汽管道的喷嘴可以邻近分支管道设置，由此可以降低分支管道所产生的火焰的温度，在降低NOx排放的同时不影响整体火焰的燃烧稳定性。

本申请利用了现有燃烧器的结构布置，无需对燃烧器内的各部件，如燃料管道或长明灯进行结构改造，因此是成本有效的。

通过以下参考附图的详细说明，本申请的其他方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本申请的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，附图仅仅意图概念地说明此处描述的结构和流程，除非另外指出，不必要依比例绘制附图。

附图说明

结合附图参阅以下具体实施方式的详细说明，将更加充分地理解本申请，附图中同样的参考附图标记始终指代视图中同样的元件。其中：

图1为本申请涉及的燃烧器的一种实施例的示意图；

图2为从上方看去的图1的燃烧器中的燃烧室的示意图；

图3-4为本申请涉及的蒸汽管道的一种实施例的示意图，其中图3为俯视图，图4为主视图；

图5示出了本申请涉及的蒸汽管道在燃烧器中的位置示意。

具体实施方式

为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本申请要求保护的主题，下面结合附图详细描述本申请的具体实施方式。

图1示出了本申请涉及的燃烧器的一种实施例的示意图。该燃烧器包括在纵向方向上延伸的本体10，本体10包括在纵向方向上位于下方的风箱11和位于上方的燃烧室13，风箱11和燃烧室13连接在一起，使得风箱11内的空间和燃烧室13内的空间连通。

本体10内设置有主管道22、分支管道24、长明灯26和蒸汽管道28。主管道22和分支管道24在纵向方向上从风箱11延伸到燃烧室13。主管道22在位于燃烧室13内的端部上设置有第一喷嘴32，分支管道24在位于燃烧室13内的端部设置有第二喷嘴34，燃料经由第一喷嘴32和第二喷嘴34喷射到燃烧室13内，与从风箱11引入并进入到燃烧室13内的空气混合进行燃烧。主管道22和分支管道24都用于输送燃料，其中主管道22负责运输燃烧器所需的大部分燃料，分支管道24负责运输小部分的燃料。例如但非限制的，通过控制主管道22和分支管道24的直径来确定输送燃料的量。主管道22和分支管道24的另一个端部与燃料源17连接。在图示实施例中，分支管道24从主管道22分岔出，即从本体10外的燃料源17开始，分支管道24和主管道22共享了一根管道输送燃料，在达到某个节点后，如图1中示出的位置12，燃料输送的路径被分成了从主管道22和分支管道24分别通向燃烧室13。可以想到，主管道22和分支管道24也可以是两根独立的管道穿过风箱并进入燃烧室，它们的端部在本体外连接到燃料源上。

在图示的实施例中，可以看到，燃烧室13内布置耐火砖15并且耐火砖15的分布是不对称的，右侧的耐火砖15的厚度比左侧厚。主管道22穿过耐火砖15，而分支管道24位于耐火砖15的内侧并且接近耐火砖15的壁。在这种布置中，分支管道24比主管道22更靠近燃烧室13的中心，分支管道24连同第二喷嘴34还可以被称为燃烧器13的内枪，而主管道22连同第一喷嘴32被称为外枪。耐火砖15的高度也不是等高的，在右侧上，耐火砖15的高度从分支管道24向主管道22逐渐降低，形成一个倾斜的角度，由此让出足够的空间供来自第一喷嘴32的燃料充分燃烧。

图2示出了从燃烧室的上方看下去的俯视图。燃烧室13（即本体）在横向方向上为矩形横截面，在该矩形中可以安排多个主管道22和分支管道24。每一个分支管道24都布置成对应一个主管道22，也就是说，分支管道24和主管道22一一对应，因此主管道22的数量和分支管道24的数量相当，如图中实施例所示出的，三个主管道对应了三个分支管道。

燃烧器还包括长明灯26，长明灯也是管道件。在图1和图2中，长明灯26在纵向方向上从风箱11延伸到燃烧室13内，其设置于不被主管道22、分支管道24和耐火砖15占据的空间内。长明灯26还被称为导燃器或引燃器等，其有助于燃烧室13内火焰的稳定。长明灯26的工作方式是在管内进行燃料和空气的混合，在管道末端进行燃烧。

燃烧器还包括蒸汽管道28，用于输送蒸汽。蒸汽管道28设置在长明灯26和分支管道24之间。蒸汽管道28的端部设置有第三喷嘴36，第三喷嘴36用于将蒸汽喷射出，以降低燃烧器内火焰的温度，使NOx的排放浓度降低。

图3-4示出了蒸汽管道28的一种实施例的示意图，其中图3是俯视图，图4是主视图。第三喷嘴36具有在横向方向上延伸的主体38。可以看到，第三喷嘴36的主体38是有别于蒸汽管道的蒸汽输送部分在另外一个方向上扩展的结构件，如图中示出的管道。在这里，横向方向可以理解为与纵向方向交叉的方向。因此与传统的直接进行喷射的喷嘴不同，本申请的第三喷嘴36具有改向且经扩展的主体38，蒸汽的喷射位置取决于喷嘴的主体而不是输送蒸汽的输送部分，这为蒸汽管道引入燃烧器提供了方便。

继续见图3-4，蒸汽管道28可以包括第三喷嘴36、第一输送部分42和第二输送部分44，其中第三喷嘴36位于第一输送部分42的端部，第三喷嘴36的主体38在横向方向上延伸，第一输送部分42可以设置成在纵向方向上延伸，当蒸汽管道28安装在燃烧器的本体10内时，该第一输送部分42的延伸方向平行于主管道22、分支管道24和长明灯26。第二输送部分44与第一输送部分42形成折弯，并且第二输送部分44的端部与蒸汽源19连接。蒸汽源19提供蒸汽，蒸汽通过第二输送部分44、第一输送部分42、第三喷嘴36的主体38被送入燃烧器中。

图5示出了蒸汽管道在燃烧器中的位置示意。在图示实施例中，第三喷嘴36的主体38设置于邻近分支管道24，使得主体38在位置上靠近分支管道24设置，从而从第三喷嘴36喷射出的蒸汽可降低分支管道24产生的火焰的温度，进而降低整体火焰的燃烧温度，并最终使NOx的排放浓度降低。主体38设置于邻近分支管道24的另外的优点在于，分支管道24负责燃烧器所需的小部分燃料，因此产生的火焰较小，蒸汽被喷出后既降低了局部火焰的温度，又不影响整体火焰的稳定燃烧。

在图示实施例中，主体38的定位取决于分支管道，当然在本申请的构思下，如果需要并且空间布局允许的话，主体38的定位也可以取决于主管道，例如但非限制的，将主体38设置成邻近主管道。当主体38布置成邻近主管道时，蒸汽可以降低主管道燃烧的火焰的温度，进而降低整体火焰的燃烧温度，从而降低NOx的排放浓度。

蒸汽管道28的高度可以设置在任何设计高度上，可以是如图1中示出的在风箱11内的接近燃烧室13的位置上，即第三喷嘴36设置在风箱11的顶部；也可以设置地更高，如在燃烧室13内。

在图示实施例中，由于燃烧器的本体具有矩形横截面，第三喷嘴36的主体成形为直管道。可以想到第三喷嘴36的主体还可以成形为弯曲的管道，当燃烧器的本体具有其他形状的横截面，如圆形时。管道形状还可以是其他形状。

在图5示出的实施例中，第三喷嘴36的主体38具有多个喷孔46，蒸汽经由所述喷孔46被喷射出。喷孔46的位置取决于靠近其的燃料管道（即主管道或分支管道）的位置。在图示实施例中，多个喷孔46沿分支管道24分布在主体38上。主管道22和分支管道24有三对，并且成排布置，喷孔46也成排地布置在第三喷嘴36的主体38上，共有5个喷孔，其中从下往上的第1、3、5个喷孔46对应于三个分支管道。

取决于分支管道的多少，喷孔的数量可以设置成更多或更少。在图示实施例中，喷孔46的形状为圆孔。可以想到，喷孔的形状还可以是其他的孔形状。喷孔的大小和角度可以根据所喷射的蒸汽量进行设计。对于圆形的喷孔，喷孔的大小指孔径。在这里，所谓的“角度”是蒸汽流喷出的方向，喷孔的角度可以是朝上（沿纵向方向），或者倾斜一定角度以偏向于分支管道。在图示实施例中，多个喷孔46排列成单排的直线，当然，喷孔也可以有其他形式的排列，例如但非限制的，多个喷孔可以构成其他线型的排孔，或者由多排孔构成。

另外，在图示实施例中，第三喷嘴36的主体38为横截面为圆形的管道。可以想到，管道还可以具有其他的形状，例如但非限制的，矩形、方形、多边形或不规则形状等。

如上所述的蒸汽管道的各部分的尺寸，如第三喷嘴的主体38、第一输送部分42、第二输送部分44的尺寸也可以根据蒸汽用量进行设计。

蒸汽管道由碳钢、不锈钢或其他金属材料制成。

回到图1，风箱11的一侧设置有进风口14，允许空气进入。进入到风箱11内的空气一部分进入长明灯26的管道内与燃料混合，其他部分被引导到燃烧室13内参与燃烧。主管道22和长明灯26都是从风箱11的底部进入，并在风箱11内在纵向方向上延伸直到进入燃烧室13内。蒸汽管道28从风箱11的侧面16进入，如在图中看到的，蒸汽管道28的第二输送部分44从蒸汽源19起延伸到风箱11内，并且在大致长明灯26和分支管道24的延长线所限定的空间内折弯以与长明灯26和分支管道24平行的方向继续延伸，折弯后的延伸段形成第一输送部分42。最后，在第一输送部分42的端部形成在横向方向上延伸的第三喷嘴36的主体38。第三喷嘴36可以与第一输送部分42、第二输送部分44一体形成，也可以通过焊接等连接方式与第一输送部分42、第二输送部分44制造在一起。上述的允许蒸汽管道通过的风箱11的侧面16与风箱的进风口14相对。蒸汽管道28可以通过各种已知的附接技术固定在该风箱的侧面16上，例如但非限制地，蒸汽管道28通过螺栓连接到风箱11上，或者采用焊接技术连接到风箱11上。蒸汽管道28也可以通过各种已知的附接技术与蒸汽源19连接，例如但非限制地，蒸汽管道28通过法兰连接、螺纹连接、或焊接与蒸汽源19连接。

虽然已详细地示出并描述了本申请的具体实施例以说明本申请的原理，但应理解的是，本申请可以其它方式实施而不脱离这样的原理。

Claims (10)

1.一种燃烧器，包括在纵向方向上延伸的本体(10)，所述本体(10)内设置：

燃料通过的主管道(22)，所述主管道(22)在所述纵向方向上延伸并且其端部具有第一喷嘴(32)，

燃料通过的分支管道(24)，所述分支管道(24)在所述纵向方向上延伸并且其端部具有第二喷嘴(34)，

其特征是所述本体(10)还包括：

蒸汽通过的蒸汽管道(28)，所述蒸汽管道(28)的至少一部分在所述纵向方向上延伸并且其端部具有第三喷嘴(36)，所述第三喷嘴(36)具有在横向方向上延伸的主体(38)，所述主体(38)设置为邻近所述主管道(22)和所述分支管道(24)中的至少一者。

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征是：所述第三喷嘴(36)的主体(38)成形为管道形状，所述管道具有圆形、矩形、方形、多边形或不规则形状的横截面。

3.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征是：所述主管道(22)和所述分支管道(24)分别有若干个，所述第三喷嘴(36)的主体(38)具有多个喷孔(46)，所述多个喷孔(46)沿若干个所述主管道(22)或所述分支管道(24)分布在所述第三喷嘴(36)的主体(38)上。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的燃烧器，其特征是：所述燃烧器的本体(10)包括位于上方的燃烧室(13)，所述燃烧室(13)内布置耐火砖(15)，所述主管道(22)穿过所述耐火砖(15)，所述分支管道(24)设置在所述耐火砖(15)的内侧；所述燃烧器还包括长明灯(26)，所述长明灯(26)位于所述耐火砖(15)内侧的空间内，所述蒸汽管道(28)位于所述长明灯(26)与所述分支管道(24)之间。

5.根据权利要求3所述的燃烧器，其特征是：所述燃烧器的本体(10)在所述横向方向上具有矩形的横截面；在所述横截面中，所述分支管道(24)中的每一个定位成与所述主管道(22)中的一个对应，并且所述主管道(22)、所述分支管道(24)和所述喷孔(46)分别成排布置。

6.根据权利要求4所述的燃烧器，其特征是：所述燃烧器的本体(10)还包括位于下方的风箱(11)，所述第三喷嘴(36)的高度设置为位于所述风箱(11)内的接近所述燃烧室(13)的位置或者位于所述燃烧室(13)内。

7.根据权利要求6所述的燃烧器，其特征是：所述蒸汽管道(28)的另一部分从所述风箱(11)的侧面(16)通过以用于连接蒸汽源(19)。

8.根据权利要求7所述的燃烧器，其特征是：所述蒸汽管道(28)固定在所述风箱(11)的侧面(16)上。

9.根据权利要求6所述的燃烧器，其特征是：所述风箱(11)的侧面(16)与所述风箱(11)的进风口(14)相对。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的燃烧器，其特征是：所述蒸汽管道(28)和所述第三喷嘴(36)由金属材料制成。

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