CN212961578U - 超低NOx顶烧制氢气体燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超低NOx顶烧制氢气体燃烧器，包括火盆砖组件、风箱、调风机构、稳定器、中心气枪组件、外枪组件。本发明火盆砖组件的设计，使得中心气枪组件与外枪组件形成一、二级燃烧区，有效的抑制的NOx生成；燃烧器供风采用风箱整体供风，使现场操作简单，避免调风机构外露以及每台燃烧器外置式风道对现场操作带来的不便；燃烧器火盆砖组件通过台阶挂在炉体顶部，并在火盆砖内部设置钢筋骨架和钢纤维，保证了火盆砖的整体结构强度，提高了火盆砖的使用寿命，有效的避免了大块火盆砖块从炉顶砸落。本发明适用于顶烧制氢炉，特别适用于燃烧器数量较多的加热炉；火盆砖组件的特殊设计，使得燃烧形成规则的圆柱火焰，有效防止火焰脱火和发飘。

Description

超低NOx顶烧制氢气体燃烧器

技术领域

本发明属于石油化工加热炉用燃烧器技术领域，特别涉及一种超低NO_x顶烧制氢气体燃烧器。

背景技术

目前国家对环保要求越来越严格，对于炼厂企业加热炉设备的烟气排放也不例外，目前制氢装置燃烧器受工艺要求高炉温的影响，其NOx排放一直居高不下，降低制氢炉燃烧器NOx排放改进技术成为各大燃烧器厂家突破的重点。

现有的制氢燃烧器外置式风道排布较多，给现场操作带来不便，而且大块的火盆砖容易从炉顶砸落下来。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种能有效避免外置式风道排布较多、能避免火盆砖从炉顶砸落、有效抑制NO_x生成的超低NOx顶烧制氢气体燃烧器。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种超低NOx顶烧制氢气体燃烧器，包括火盆砖组件、风箱、调风机构、稳定器、中心气枪组件、外枪组件，火盆砖组件设置在炉体的顶部，并从炉体的顶部插入炉体内，风箱设置在火盆砖组件的顶部，调风机构安装在火盆砖组件的顶部且调风机构处于风箱内，风箱的顶部设有稳定器，稳定器与调风机构焊接成一个整体，中心气枪组件的一端穿过稳定器伸进火盆砖组件内，外枪组件的一端依次穿过稳定器、火盆砖组件伸出火盆砖组件外；

火盆砖组件由前火盆砖和后火盆砖拼接而成，前火盆砖和后火盆砖的两侧都设有二个台阶，火盆砖组件通过台阶设置在炉体的顶部，拼接后的火盆砖组件的上段和中段的截面形成一个倒凸字形，拼接后的火盆砖组件的下段为倒圆锥形，火盆砖组件为圆形中空结构，中空部分为助燃风过道，火盆砖组件上段的顶面设有调风机构安装刻槽，用于安装调风机构，火盆砖组件的四周设有一组等距分布的外插枪孔，外插枪孔贯穿火盆砖组件的上段和中段，火盆砖组件下段的侧面周向均匀分布设置有一组第一圆形通孔，且每个第一圆形通孔靠近火盆砖组件下段轴线的一侧都设有半圆形凹槽，火盆砖组件下段的底部端面周向均匀分布设置有一组第二圆形通孔，第一圆形通孔与第二圆形通孔相连通且一个第一圆形通孔对应一个第二圆形通孔，火盆砖组件下段的出风口处向内收缩形成一个收紧台阶，火盆砖组件的壁的内部设有钢筋骨架和钢纤维；

所述调风机构包括进风筒，进风筒为正方体形，进风筒的两侧都开设有与风箱内部相连通的第一进风方孔，进风筒的顶部设有盲板，进风筒的底部设有出风孔，出风孔与火盆砖组件的内部相连通，手柄轴的一端设有调风手柄，另一端穿过稳定器后套设有连杆，连杆处于进风筒内，连杆的两端各通过一个滑槽和一个拨杆与二个支杆相连，拨杆可在滑槽内滑动，支杆远离连杆的一侧焊接有调风板，一个支杆对应一个调风板，进风筒的两侧各设有二组支撑滚轮，调风板处于二组支撑滚轮之间，调风板上设有与第一进风方孔相对应的第二进风方孔，通过调风板上的第二进风方孔与进风筒上的第一进风方孔的错开大小调节进风量。

在其中一个实施例中，稳定器包括稳定器主体、中心气枪插枪套管、外枪插枪套管、看火孔套管、点火孔套管、手柄轴套管；

稳定器主体设置在风箱的顶部，稳定器主体的中间设有中心气枪插枪套管，稳定器主体上对应中心气枪插枪套管的四周设有一组等距分布的外枪插枪套管，稳定器主体上对应中心气枪插枪套管与外枪插枪套管之间设有看火孔套管、点火孔套管、手柄轴套管，看火孔套管和点火孔套管的一端都贯穿稳定器主体伸进进风筒内，中心气枪插枪套管的一端依次贯穿稳定器主体、调风机构伸进火盆砖组件内，中心气枪插枪套管靠近火盆砖组件的一侧设有中心气枪稳焰罩，外枪插枪套管的一端依次贯穿稳定器主体、调风机构伸进外插枪孔内，一根外枪插枪套管对应一个外插枪孔，手柄轴套管的一端焊接在盲板上并与进风筒内部相连通，另一端焊接在稳定器主体上并贯穿稳定器主体，手柄轴的一端设有调风手柄，另一端穿过手柄轴套管后套设有连杆。

在其中一个实施例中，所述外枪组件包括外枪燃气接头、U形气包管、一组外燃气枪杆，一组外燃气枪杆的一端设置在U形气包管上并与U形汽包管相连通，另一端依次穿过外枪插枪套管、外插枪孔伸出火盆砖组件外，一支外燃气枪杆对应一个外枪插枪套管和一个外插枪孔，外燃气枪杆远离U形气包管的那侧设有外燃气枪喷头，且外燃气枪喷头的高度高于第一圆形通孔的高度，外枪燃气接头设置在U形气包管的中部并与U形气包管相连通。

在其中一个实施例中，所述中心气枪组件包括中心气枪燃气接头、中心气枪枪杆，中心气枪枪杆的一端与中心气枪燃气接头相连通，另一端依次穿过中心气枪插枪套管、中心气枪稳焰罩伸进火盆砖组件内，中心气枪枪杆远离中心气枪燃气接头的那侧设有中心气枪喷头。

在其中一个实施例中，所述外燃气枪喷头为第一耐高温喷头。

在其中一个实施例中，所述中心气枪喷头为第二耐高温喷头。

本发明的优点及有益效果：

1、本发明火盆砖组件的设计，使得中心气枪组件与外枪组件形成一、二级燃烧区，有效的抑制的NOx生成。

2、本发明燃烧器供风采用风箱整体供风，使现场操作简单，调风、点火、观火都在燃烧器顶端，避免调风机构外露以及每台燃烧器外置式风道对现场操作带来的不便。

3、本发明燃烧器火盆砖组件通过台阶挂在炉体的顶部，火盆砖组件的壁在浇筑时增加钢纤维，增加了火盆砖组件的强度，有效防止小面积缺块，并在火盆砖组件的壁的内部设置钢筋骨架，保证了火盆砖的整体结构强度，提高了火盆砖的使用寿命，有效的避免了大块火盆砖块从炉顶砸落。

4、本发明适合顶烧制氢炉使用，特别适用于燃烧器数量较多的加热炉。

5、本发明火盆砖组件的结构的特殊设计，使得一级燃烧区和二级燃烧区进行分离，错开燃烧，再通过火盆砖组件下段的第一圆形通孔、第二圆形通孔结合收紧台阶，起到了稳定火焰作用，使燃烧形成规则的圆柱火焰，有效防止火焰脱火和发飘。

附图说明

图1为本发明的侧剖视图。

图2为本发明的主剖视图。

图3为本发明的俯视图。

图4为本发明火盆砖组件的主剖视图。

图5为本发明火盆砖组件的侧剖视图。

图6为本发明火盆砖组件的俯视图。

图7为本发明调风机构的侧视图。

图8为本发明调风机构的主视图。

图9为图7的A-A剖视图。

图10为稳定器的侧视图。

图11为稳定器的主视图。

图12为稳定器的俯视图。

图13为外枪组件的侧视图。

图14为外枪组件的俯视图。

图15为中心气枪组件的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置”在另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是与另一个元件“相连”，它可以是直接连接到另一个元件，或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所实用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

实施例1

请参阅图1至图15，一种超低NOx顶烧制氢气体燃烧器，包括火盆砖组件1、风箱2、调风机构3、稳定器4、中心气枪组件5、外枪组件6。

如图1至图3，火盆砖组件1设置在炉体7的顶部，并从炉体7的顶部插入炉体7内。风箱2设置在火盆砖组件1的顶部。调风机构3安装在火盆砖组件1的顶部且调风机构3处于风箱2内。风箱2的顶部设有稳定器4，稳定器4与调风机构3焊接成一个整体。中心气枪组件5的一端穿过稳定器4伸进火盆砖组件1内。外枪组件6的一端依次穿过稳定器4、火盆砖组件1伸出火盆砖组件1外。

如图4至图6，火盆砖组件1由前火盆砖9和后火盆砖10拼接而成，前火盆砖9和后火盆砖10的两侧都设有二个台阶11，火盆砖组件1通过台阶11设置在炉体7的顶部；拼接后的火盆砖组件1的上段和中段的截面形成一个倒凸字形，拼接后的火盆砖组件1的下段为倒圆锥形。火盆砖组件1为圆形中空结构，中空部分为助燃风过道12。火盆砖组件1上段的顶面设有调风机构安装刻槽13，用于安装调风机构3；调风机构安装刻槽13的设计起到火盆砖组件1与燃烧器之间找正的作用，并有效防止助燃风泄漏。火盆砖组件1的四周设有一组等距分布的外插枪孔14，外插枪孔14的数量为4个，外插枪孔14贯穿火盆砖组件1的上段和中段。火盆砖组件1下段的侧面周向均匀分布设置有一组第一圆形通孔15，且每个第一圆形通孔15靠近火盆砖组件1下段轴线的一侧都设有半圆形凹槽16。火盆砖组件1下段的底部端面周向均匀分布设置有一组第二圆形通孔17。第一圆形通孔15与第二圆形通孔17相连通且一个第一圆形通孔15对应一个第二圆形通孔17。火盆砖组件1下段的出风口处向内收缩形成一个收紧台阶18；当助燃风与中心气枪组件5混合燃烧后，在收紧台阶18处增加出口压降，使火焰通过火盆砖组件1上的第一圆形通孔15和第二圆形通孔17引燃火盆砖组件1外部的外枪组件6，起到稳定火焰的作用。火盆砖组件1的壁的内部设有钢筋骨架19和钢纤维。

如图1、图2、图7至图9，所述调风机构3包括进风筒20，进风筒20为正方体形。进风筒20的两侧都开设有与风箱2内部相连通的第一进风方孔21。进风筒20的顶部设有盲板22。进风筒20的底部设有出风孔23，出风孔23与火盆砖组件1的内部相连通。手柄轴24的一端设有调风手柄25，另一端穿过稳定器4后套设有连杆26。连杆26处于进风筒20内，连杆26的两端各通过一个滑槽27和一个拨杆28与二个支杆29相连，拨杆28可在滑槽27内滑动。支杆29远离连杆26的一侧焊接有调风板30，一个支杆29对应一个调风板30。进风筒20的两侧各设有二组支撑滚轮31（用于支撑调风板并限定调风板的运行轨迹），调风板30处于二组支撑滚轮31之间。调风板30上设有与第一进风方孔21相对应的第二进风方孔32，通过调风板30上的第二进风方孔32与进风筒20上的第一进风方孔21的错开大小调节进风量。需要说明的是：调风板30上的第二进风方孔32的数量和大小与进风筒20上的第一进风方孔21的数量和大小都是一致的。

如图1、图2、图10至图12，稳定器4包括稳定器主体33、中心气枪插枪套管34、外枪插枪套管3535、看火孔套管36、点火孔套管37、手柄轴套管38。

稳定器主体33设置在风箱2的顶部。稳定器主体33的中间设有中心气枪插枪套管34。稳定器主体33上对应中心气枪插枪套管34的四周设有一组等距分布的外枪插枪套管35，外枪插枪套管35的数量为4根。稳定器主体33上对应中心气枪插枪套管34与外枪插枪套管35之间设有看火孔套管36、点火孔套管37、手柄轴套管38。看火孔套管36和点火孔套管37的一端都贯穿稳定器主体33伸进进风筒20内。中心气枪插枪套管34的一端依次贯穿稳定器主体33、调风机构3伸进火盆砖组件1内。中心气枪插枪套管34靠近火盆砖组件1的一侧设有中心气枪稳焰罩39，中心气枪稳焰罩39起到稳定中心气枪组件5火焰的作用。外枪插枪套管35的一端依次贯穿稳定器主体33、调风机构3伸进外插枪孔14内，一根外枪插枪套管35对应一个外插枪孔14。手柄轴套管38的一端焊接在盲板22上并与进风筒20内部相连通，另一端焊接在稳定器主体33上并贯穿稳定器主体33。手柄轴24的一端设有调风手柄25，另一端穿过手柄轴套管38后套设有连杆26。

如图1、图2、图13和图14，外枪组件6包括外枪燃气接头60、U形气包管61、一组外燃气枪杆62。外燃气枪杆62的数量为4支。一组外燃气枪杆62的一端设置在U形气包管61上并与U形汽包管61相连通，另一端依次穿过外枪插枪套管65、外插枪孔64伸出火盆砖组件1外，一支外燃气枪杆62对应一个外枪插枪套管35和一个外插枪孔14。外燃气枪杆62远离U形气包管61的那侧设有外燃气枪喷头63，且外燃气枪喷头63的高度高于第一圆形通孔15的高度。外枪燃气接头60设置在U形气包管61的中部并与U形气包管61相连通。

如图1、图2、图15，中心气枪组件5包括中心气枪燃气接头51、中心气枪枪杆52。中心气枪枪杆52的一端与中心气枪燃气接头51相连通，另一端依次穿过中心气枪插枪套管34、中心气枪稳焰罩39伸进火盆砖组件1内。中心气枪枪杆52远离中心气枪燃气接头51的那侧设有中心气枪喷头53。

其中，外燃气枪喷头63为第一耐高温喷头。中心气枪喷头53为第二耐高温喷头。外燃气枪喷头63和中心气枪喷头53的燃气喷射端上的喷孔都是均匀分布的，且喷孔的数量和大小都根据燃烧器负荷大小而定。

需要说明的是：点火孔套管内安装的的是点火组件，看火孔套管内安装的是看火孔组件。

本发明的工作原理及其工作过程

调风机构的工作原理：调节手柄25通过手柄轴24带动调风机构3内部的连杆26，再通过连26杆带动进风筒20两侧的调风板30，通过调风板30上的第二进风方孔32与进风筒20上的第一进风方孔21错开大小调节进风量。

助燃风的路线：风箱2内的助燃风通过调风机构3的第一进风方孔21和第二进风方孔32进入进风筒20内，然后经进风筒20底部的出风孔23进入火盆砖组件1的助燃风过道12里。

一级燃烧和二级燃烧：火盆砖组件1内部的助燃风与中心气枪组件5喷射的燃气形成一级燃烧；一级燃烧后，收紧台阶18增加出口压降，使火焰通过火盆砖组件1下段上的第一圆形通孔15和第二圆形通孔17引燃火盆砖组件1下段外部的外枪组件6，形成二级燃烧。

本发明的优点及有益效果：

1、本发明火盆砖组件的设计，使得中心气枪组件与外枪组件形成一、二级燃烧区，有效的抑制的NOx生成。

2、本发明燃烧器供风采用风箱整体供风，使现场操作简单，调风、点火、观火都在燃烧器顶端，避免调风机构外露以及每台燃烧器外置式风道对现场操作带来的不便。

3、本发明燃烧器火盆砖组件通过台阶挂在炉体的顶部，火盆砖组件的壁在浇筑时增加钢纤维，增加了火盆砖组件的强度，有效防止小面积缺块，并在火盆砖组件的壁的内部设置钢筋骨架，保证了火盆砖的整体结构强度，提高了火盆砖的使用寿命，有效的避免了大块火盆砖块从炉顶砸落。火盆砖组件的材质采用Al₂O₃ ≥65%。

4、本发明适合顶烧制氢炉使用，特别适用于燃烧器数量较多的加热炉。

5、本发明火盆砖组件的结构的特殊设计，使得一级燃烧区和二级燃烧区进行分离，错开燃烧，再通过火盆砖组件下段的第一圆形通孔、第二圆形通孔结合收紧台阶，起到了稳定火焰作用，使燃烧形成规则的圆柱火焰，有效防止火焰脱火和发飘。

以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种超低NOx顶烧制氢气体燃烧器，其特征在于，包括火盆砖组件、风箱、调风机构、稳定器、中心气枪组件、外枪组件，火盆砖组件设置在炉体的顶部，并从炉体的顶部插入炉体内，风箱设置在火盆砖组件的顶部，调风机构安装在火盆砖组件的顶部且调风机构处于风箱内，风箱的顶部设有稳定器，稳定器与调风机构焊接成一个整体，中心气枪组件的一端穿过稳定器伸进火盆砖组件内，外枪组件的一端依次穿过稳定器、火盆砖组件伸出火盆砖组件外；

火盆砖组件由前火盆砖和后火盆砖拼接而成，前火盆砖和后火盆砖的两侧都设有二个台阶，火盆砖组件通过台阶设置在炉体的顶部，拼接后的火盆砖组件的上段和中段的截面形成一个倒凸字形，拼接后的火盆砖组件的下段为倒圆锥形，火盆砖组件为圆形中空结构，中空部分为助燃风过道，火盆砖组件上段的顶面设有调风机构安装刻槽，用于安装调风机构，火盆砖组件的四周设有一组等距分布的外插枪孔，外插枪孔贯穿火盆砖组件的上段和中段，火盆砖组件下段的侧面周向均匀分布设置有一组第一圆形通孔，且每个第一圆形通孔靠近火盆砖组件下段轴线的一侧都设有半圆形凹槽，火盆砖组件下段的底部端面周向均匀分布设置有一组第二圆形通孔，第一圆形通孔与第二圆形通孔相连通且一个第一圆形通孔对应一个第二圆形通孔，火盆砖组件下段的出风口处向内收缩形成一个收紧台阶，火盆砖组件的壁的内部设有钢筋骨架和钢纤维；

所述调风机构包括进风筒，进风筒为正方体形，进风筒的两侧都开设有与风箱内部相连通的第一进风方孔，进风筒的顶部设有盲板，进风筒的底部设有出风孔，出风孔与火盆砖组件的内部相连通，手柄轴的一端设有调风手柄，另一端穿过稳定器后套设有连杆，连杆处于进风筒内，连杆的两端各通过一个滑槽和一个拨杆与二个支杆相连，拨杆可在滑槽内滑动，支杆远离连杆的一侧焊接有调风板，一个支杆对应一个调风板，进风筒的两侧各设有二组支撑滚轮，调风板处于二组支撑滚轮之间，调风板上设有与第一进风方孔相对应的第二进风方孔，通过调风板上的第二进风方孔与进风筒上的第一进风方孔的错开大小调节进风量。

2.根据权利要求1所述的超低NOx顶烧制氢气体燃烧器，其特征在于，稳定器包括稳定器主体、中心气枪插枪套管、外枪插枪套管、看火孔套管、点火孔套管、手柄轴套管；

稳定器主体设置在风箱的顶部，稳定器主体的中间设有中心气枪插枪套管，稳定器主体上对应中心气枪插枪套管的四周设有一组等距分布的外枪插枪套管，稳定器主体上对应中心气枪插枪套管与外枪插枪套管之间设有看火孔套管、点火孔套管、手柄轴套管，看火孔套管和点火孔套管的一端都贯穿稳定器主体伸进进风筒内，中心气枪插枪套管的一端依次贯穿稳定器主体、调风机构伸进火盆砖组件内，中心气枪插枪套管靠近火盆砖组件的一侧设有中心气枪稳焰罩，外枪插枪套管的一端依次贯穿稳定器主体、调风机构伸进外插枪孔内，一根外枪插枪套管对应一个外插枪孔，手柄轴套管的一端焊接在盲板上并与进风筒内部相连通，另一端焊接在稳定器主体上并贯穿稳定器主体，手柄轴的一端设有调风手柄，另一端穿过手柄轴套管后套设有连杆。

3.根据权利要求2所述的超低NOx顶烧制氢气体燃烧器，其特征在于，所述外枪组件包括外枪燃气接头、U形气包管、一组外燃气枪杆，一组外燃气枪杆的一端设置在U形气包管上并与U形汽包管相连通，另一端依次穿过外枪插枪套管、外插枪孔伸出火盆砖组件外，一支外燃气枪杆对应一个外枪插枪套管和一个外插枪孔，外燃气枪杆远离U形气包管的那侧设有外燃气枪喷头，且外燃气枪喷头的高度高于第一圆形通孔的高度，外枪燃气接头设置在U形气包管的中部并与U形气包管相连通。

4.根据权利要求2所述的超低NOx顶烧制氢气体燃烧器，其特征在于，所述中心气枪组件包括中心气枪燃气接头、中心气枪枪杆，中心气枪枪杆的一端与中心气枪燃气接头相连通，另一端依次穿过中心气枪插枪套管、中心气枪稳焰罩伸进火盆砖组件内，中心气枪枪杆远离中心气枪燃气接头的那侧设有中心气枪喷头。

5.根据权利要求3所述的超低NOx顶烧制氢气体燃烧器，其特征在于，所述外燃气枪喷头为第一耐高温喷头。

6.根据权利要求4所述的超低NOx顶烧制氢气体燃烧器，其特征在于，所述中心气枪喷头为第二耐高温喷头。

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