CN218328145U - 一种低温炉膛用燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种低温炉膛用燃烧器，包括燃烧器筒体、一级燃料喷枪、混合器、二级燃料喷枪和空气通道，所述一级燃料喷枪由燃烧器筒体底部伸入所述燃烧器筒体内部腔体内，二级燃料喷枪设置在燃烧器筒体的壁上，空气通道与燃烧器筒体内部腔体连通，燃烧器筒体内部靠近顶部的位置设置为主燃烧区，二级燃料喷枪通过筒体内壁与主燃烧区隔开，在燃烧器筒体内部还设置有空气分配盘，空气分配盘固定在筒体内壁上。通过分配盘的设置，对进入燃烧器筒体内部的空气进行均匀分配，避免燃烧器筒体周边区域温度过高，进而提高燃烧器的稳定性和安全性，提高耐火砖使用寿命。

Description

一种低温炉膛用燃烧器

技术领域

本实用新型属于管式加热炉用燃烧器技术领域，主要涉及一种低温炉膛燃烧器。

背景技术

随着炼油化工、电力、冶金等行业的迅速发展，工业管式炉对燃烧器提出了更高的环保要求，超低NOx燃烧器在石油化工行业得到了广泛应用。

超低NOx燃烧器是通过降低火焰区温度来降低燃烧过程中热力学NOx的生成。火焰区温度越低NOx生成量越少。但在实际应用过程中当加热炉炉膛温度低，炉膛温度<600℃时，超低NOx燃烧器极易出现燃烧不完全，大量生成中间产物CO，炉膛内不完全燃烧的CO会在火焰区爆燃，引起炉膛负压波动。严重时出现炉膛正压、助燃空气不足、燃烧器火焰熄火等故障，存在安全隐患。

现有技术中公开号为CN209960489U的专利公开了一种燃烧器，采用燃料分级技术，一级燃料采用预混合技术，二级燃料采用烟气回流技术，配有两个独立的燃气调节阀门，调节阀门与燃烧器之间设置压力表，一级燃料和二级燃料比例可以根据需要进行单独调节控制。该现有技术虽然在一定程度上解决了低温炉膛烟气CO超标问题，但在实际使用过程中，燃烧器燃烧时耐火砖温度急剧升高，使得燃烧器筒体周边区域温度明显高于其他区域，影响耐火砖使用寿命，故亟需解决。

实用新型内容

本实用新型公开一种低温炉膛用燃烧器，其目的在于解决现有专利燃烧器燃烧时耐火砖温度急剧升高，使得燃烧器筒体周边区域温度明显高于其他区域，影响耐火砖使用寿命的技术问题，及有效控制燃烧器中NOx的生成的技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种低温炉膛用燃烧器，包括燃烧器筒体2、耐火砖6、一级燃料喷枪1、混合器3、二级燃料喷枪4和空气通道9；所述一级燃料喷枪1伸至所述混合器 3下部入口处与所述混合器3内部连通，所述二级燃料喷枪4设置在所述燃烧器筒体2的壁上，与主燃烧区7隔开沿筒体圆周均布，头部伸出燃烧器筒体筒壁顶部并位于所述耐火砖6外部；所述空气通道9与所述燃烧器筒体2内部腔体连通；所述燃烧器筒体2内部靠近顶部的耐火砖围成的区域内为主燃烧区7；其特征在于，

在所述燃烧器筒体2内部还设置有空气分配盘5，所述空气分配盘5固定在所述耐火砖6底部的空气进口端61下面的筒体内壁14上；所述空气分配盘5 包括盘本体502、分配孔501和连接孔503，所述盘本体502的外形轮廓与所述燃烧器筒体2的筒体内壁14形状配合；所述连接孔503设置在所述盘本体502 的中心部位，所述分配孔501设置在所述连接孔503与所述盘本体502外部边缘之间，多个所述分配孔501沿所述盘本体502的圆周方向均匀分布，且所述分配孔501的长度方向与所述盘本体502的径向方向不共线，单个所述分配孔501由中心向边缘的方向设置为沿所述盘本体502的顺时针或逆时针旋转方向倾斜；

所述混合器3上部穿过所述连接孔503并位于所述主燃烧区7内，所述混合器3顶部均布设置多个直立的导气管，所述导气管顶部连接喷头16，所述喷头朝向耐火砖上方倾斜设置；所述混合器3通过所述导气管连通所述喷头，所述喷头位于主燃烧区7中上部；

在所述燃烧器筒体2的顶部设置有蓄热稳焰罩12，所述蓄热稳焰罩为圆环形盘体，所述蓄热稳焰罩12固定在所述耐火砖6的顶部，并覆盖所述耐火砖6，用耐火胶泥与所述耐火砖连接，所述蓄热稳焰罩中心部设置的中心孔连通所述主燃烧区7内，所述中心孔直径小于所述耐火砖围成的上口部内径，并沿所述中心孔内壁均布设置直立的、若干个上下贯通的U型槽孔1201并与所述中心孔连通。

所述的燃烧器，其中，所述空气分配盘5的下部设置有支撑件13，所述支撑件13的一端连接在所述空气分配盘5的下部，所述支撑件13的另一端连接在所述筒体内壁14的内侧；所述支撑件13倾斜设置，所述支撑件13与所述空气分配盘5的外端部、筒体内壁14形成三角支撑结构。

所述的燃烧器，其中，在所述燃烧器筒体2靠近底部的位置开设有空气通道9，在所述空气通道9的外部设置有空气调节阀11。

所述的燃烧器，其中，在所述燃烧器筒体2的底部连接有燃料气供给系统，将主燃料气通过燃气三通15分为两路，其中一路连接所述一级燃料喷枪1并通入到混合器3内部，另一路连接二级燃料的进气端。

所述的燃烧器，其中，所述燃料气供给系统还包括有二级燃料集气腔17。

所述的燃烧器，其中，所述中心孔直径小于所述耐火砖围成的上口部内径的值为20～40mm。

所述的燃烧器，其中，所述分配孔(501)沿孔长度一侧边缘设置导流片 (504)，所述导流片与盘本体(502)夹角设置为30～60度之间；所述导流片位于各个所述分配孔的同一侧边缘设置。

本实用新型的有益效果：

本实用新型设置分配盘，对进入燃烧器筒体内部的空气进行均匀分配，避免燃烧器筒体耐火砖周边区域温度过高，进而提高燃烧器的稳定性和安全性，提高耐火砖使用寿命。耐火砖上方设置蓄热稳焰罩，提高燃气燃烧稳定性，防止火焰脱火，并用于保证一级燃料和助燃空气沿着耐火砖内壁面向上流通进行燃烧，对火焰根部起到稳定的作用，有效控制燃烧器中NOx的生成。

附图说明

图1是本实用新型燃烧器的剖视示意图；

图2为本实用新型燃烧器的外部结构示意图；

图3是本实用新型的空气分配盘俯视示意图。

图4是本实用新型的空气分配盘立体结构示意图。

图5是本实用新型的蓄热稳焰罩立体结构示意图。

附图标记说明：

1、一级燃料喷枪，2、燃烧器筒体，3、混合器，4、二级燃料喷枪，5、空气分配盘，6、耐火砖，空气进口端61，7、主燃烧区，8、流通腔，9、空气通道，10、挡风板，11、空气调节阀，12-蓄热稳焰罩，13、支撑件，14、筒体内壁，15、燃气三通，16、喷头，501、分配孔，502、盘本体，503、连接孔，504、导流片，1201、U型槽孔

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-3所示，本实施例提供了一种低温炉膛用燃烧器，包括燃烧器筒体2、一级燃料喷枪1、混合器3、二级燃料喷枪4和空气通道9，一级燃料喷枪1由燃烧器筒体2底部伸入燃烧器筒体2内部腔体内，二级燃料喷枪4设置在燃烧器筒体2的壁上，空气通道9与燃烧器筒体2内部腔体连通，燃烧器筒体2内部靠近顶部的位置设置为主燃烧区7，二级燃料喷枪4通过筒体内壁14与主燃烧区7隔开，在燃烧器筒体2内部还设置有空气分配盘5，空气分配盘5固定在筒体内壁14上，用于对进入燃烧器筒体2内部的空气进行均匀分配，避免燃烧器筒体周边区域温度过高，进而提高燃烧器的稳定性和安全性，提高耐火砖使用寿命。

在本实施方式中，空气分配盘5的下部设置有支撑件13，支撑件13的一端连接在空气分配盘5的下部，支撑件13的另一端连接在筒体内壁14的内侧，支撑件13的设置对空气分配盘5起到支撑固定的作用，保证空气分配盘的工作稳定性。优选的，支撑件13倾斜设置，支撑件13与空气分配盘5的外端部、筒体内壁14形成三角支撑结构，增加支撑件13对空气分配盘5的支撑稳定性。

参见图3、4所示，空气分配盘5包括盘本体502、分配孔501和连接孔503，盘本体502的外形轮廓与燃烧器筒体2的筒体内壁14形状配合，使得进入燃烧器筒体2内部的空气均需要经过空气分配盘的均匀分配后才可进入主燃烧区7 内。

参见图1所示，在燃烧器筒体2内部还设置有混合器3，用于对燃料和空气进行混合。一级燃料喷枪1伸至混合器3下部入口处与混合器3内部连通。连接孔503设置在盘本体502的中心部位，连接孔503用于供混合器3穿过，保证一级燃料通过混合器3后、再与经过空气分配盘5均匀分配的空气进行进一步混合燃烧。优选的，将所述混合器3设置为文丘里混合器，有助于燃料与空气的充分混合。所述混合器3顶部均布设置多个直立的导气管，所述导气管顶部连接喷头16，所述喷头朝向耐火砖上方倾斜设置；所述混合器3通过所述导气管连通所述喷头，所述喷头位于主燃烧区7中上部；

参见图3、4所示，分配孔501设置在连接孔503与盘本体502外部边缘之间，多个分配孔501沿盘本体502的圆周方向均匀分布，且分配孔501的长度方向与盘本体502的径向方向不共线，单个分配孔501由中心向边缘的方向设置为沿盘本体502的顺时针方向、也可逆时针方向旋转倾斜。分配孔501边缘设置导流片504，导流片与盘本体502夹角设置为30～60度之间，所述导流片位于各个分配孔同一侧边缘设置，且沿分配孔长度方向的一侧边缘设置。空气通过空气分配盘5形成旋流。使得通过空气通道9进入燃烧器筒体2内部的空气能够在筒体内部均匀分布，空气均匀进入空气进口61，防止燃烧器空气通道9 与燃烧器筒体2不对称布置空气偏流，空气在耐火砖内部偏流会造成主燃烧区7 内部温度分布不均，空气量小流速低的区域火焰温度高，空气量大流速高的区域火焰温度低。耐火砖6下部设置空气分配盘5可避免主燃烧区7局部温度过高。

参见图1、5所示，在燃烧器筒体2的顶部还设置有蓄热稳焰罩12，由重质耐火材料烧结而成，重质耐火材料可以选用刚玉莫来石或堇青莫来石为已有技术，蓄热稳焰罩12位于耐火砖6的顶部，并覆盖耐火砖6，用耐火胶泥与所述耐火砖连接，主燃烧区内部火焰将其加热为一个均匀的热载体，其温度达到800℃～1000℃，燃料喷枪喷出的燃料，通过蓄热稳焰罩被加热后其温度更加接近燃料着火点，提高燃料燃烧稳定性，防止火焰出现脱火现象；用于保证一级燃料和助燃空气沿着耐火砖7内壁面向上流通进行燃烧，对火焰根部起到稳定的作用，有效控制燃烧器中NOx的生成。优选的，蓄热稳焰罩12设置为多孔蓄热罩，其为圆环形盘体，中心部设置中心孔连通所述主燃烧区7内，所述中心孔直径小于所述耐火砖围成的上口部内径，优选所述中心孔直径小于所述耐火砖围成的上口部内径的值为20～40mm；并沿所述中心孔内壁均布设置直立的、若干个上下贯通的U型槽孔1201并与所述中心孔连通；喷头16喷出的一级燃料在主燃烧区7燃烧，火焰直接加热蓄热稳焰罩12，蓄热稳焰罩采用重质耐火材料，比重大，蓄热能力强，中心内圈设有若干个U型槽孔1201，增加与火焰的接触面，更利于快速蓄热。提高燃烧稳定性。

在燃烧器筒体2靠近底部的位置开设有空气通道9，外界环境中的空气通过空气通道9进入到燃烧器筒体2内部经过流通腔8后，再与燃料混合参与燃烧。在空气通道9内部设置空气调节挡板10，通过调节空气调节挡板10的旋转角度，调节空气的进入量，进而实现对燃烧器内部燃料与空气比例的合理调节。优选的，在空气通道9的外部设置有空气调节阀11，空气调节阀11与空气调节挡板 10连接，用于控制空气调节挡板10的旋转角度，保证空气通道9的正常开闭。

参见图2所示，在燃烧器筒体2的底部连接有燃料气供给系统，具体的，将主燃料气通过燃气三通15分为两路，其中一路连接一级燃料喷枪1并通入到文丘里混合器3内部，混合器3顶部设置有多个喷头16，从混合器3内部排出的燃料通过喷头16进入主燃烧区7、在主燃烧区7内燃烧。另一路连接二级燃料的进气端。

燃料气采用分级燃烧技术，每一路燃料气配有独立的燃料调节阀，单独控制负荷大小。在连接一级燃料喷枪1的连接管路上设置有一级燃料调节阀，用于调节一级燃料的进气量，进而实现对一级燃料和助燃空气比例的调节。

经燃气三通15后连接二级燃料进口端的连接管路上设置有二级燃料调节阀，通过调节二级燃料调节阀进而调节一级燃料和二级燃料的分配比例。进一步的，所述燃料气供给系统还包括有二级燃料集气腔17，二级燃料集气腔17设置在燃烧器筒体2的底部，且与燃烧器筒体2相连接，增加二级燃料集气腔17的安装稳定性。二级燃料调节阀通过连接管路将二级燃料通入到二级燃料集气腔17的内部，其中，在二级燃料集气腔17上设置有二级燃料进口。其中二级燃料进口设置在二级燃料集气腔17的下部，且通过连接管路与二级燃料调节阀相连接。

在二级燃料集气腔17上还设置有多个二级燃料出口，多支二级燃料喷枪4 通过二级燃料出口与二级燃料集气腔17相连通，使得二级燃料喷枪4沿燃烧器筒体2的圆周均匀布置在耐火砖6外侧。优选的，二级燃料喷枪4数量为3支以上，每支穿过燃烧器筒体2筒壁的内部，头部伸出耐火砖6，露出炉膛平面。使得二级燃料喷到燃烧器耐火砖6上方与空气接触后燃烧。

在本实施方式中，燃烧器筒体2设置为圆柱状结构，燃烧器通过固定螺钉安装到管式加热炉上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种低温炉膛用燃烧器，包括燃烧器筒体(2)、耐火砖(6)、一级燃料喷枪(1)、混合器(3)、二级燃料喷枪(4)和空气通道(9)；所述一级燃料喷枪(1)伸至所述混合器(3)下部入口处与所述混合器(3)内部连通，所述二级燃料喷枪(4)设置在所述燃烧器筒体(2)的壁上，与主燃烧区(7)隔开沿筒体圆周均布，头部伸出燃烧器筒体筒壁顶部并位于所述耐火砖(6)外部；所述空气通道(9)与所述燃烧器筒体(2)内部腔体连通；所述燃烧器筒体(2)内部靠近顶部的耐火砖围成的区域内为主燃烧区(7)；其特征在于，

在所述燃烧器筒体(2)内部还设置有空气分配盘(5)，所述空气分配盘(5)固定在所述耐火砖(6)底部的空气进口端(61)下面的筒体内壁(14)上；所述空气分配盘(5)包括盘本体(502)、分配孔(501)和连接孔(503)，所述盘本体(502)的外形轮廓与所述燃烧器筒体(2)的筒体内壁(14)形状配合；所述连接孔(503)设置在所述盘本体(502)的中心部位，所述分配孔(501)设置在所述连接孔(503)与所述盘本体(502)外部边缘之间，多个所述分配孔(501)沿所述盘本体(502)的圆周方向均匀分布，且所述分配孔(501)的长度方向与所述盘本体(502)的径向方向不共线，单个所述分配孔(501)由中心向边缘的方向设置为沿所述盘本体(502)的顺时针或逆时针旋转方向倾斜；

所述混合器(3)上部穿过所述连接孔(503)并位于所述主燃烧区(7)内，所述混合器(3)顶部均布设置多个直立的导气管，所述导气管顶部连接喷头(16)，所述喷头朝向耐火砖上方倾斜设置；所述混合器(3)通过所述导气管连通所述喷头，所述喷头位于主燃烧区(7)中上部；

在所述燃烧器筒体(2)的顶部设置有蓄热稳焰罩(12)，所述蓄热稳焰罩为圆环形盘体，所述蓄热稳焰罩(12)固定在所述耐火砖(6)的顶部，并覆盖所述耐火砖(6)，用耐火胶泥与所述耐火砖连接，所述蓄热稳焰罩中心部设置的中心孔连通所述主燃烧区(7)内，所述中心孔直径小于所述耐火砖围成的上口部内径，并沿所述中心孔内壁均布设置直立的、若干个上下贯通的U型槽孔(1201)并与所述中心孔连通。

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述空气分配盘(5)的下部设置有支撑件(13)，所述支撑件(13)的一端连接在所述空气分配盘(5)的下部，所述支撑件(13)的另一端连接在所述筒体内壁(14)的内侧；所述支撑件(13)倾斜设置，所述支撑件(13)与所述空气分配盘(5)的外端部、筒体内壁(14)形成三角支撑结构。

3.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，在所述燃烧器筒体(2)靠近底部的位置开设有空气通道(9)，在所述空气通道(9)的外部设置有空气调节阀(11)。

4.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，在所述燃烧器筒体(2)的底部连接有燃料气供给系统，将主燃料气通过燃气三通(15)分为两路，其中一路连接所述一级燃料喷枪(1)并通入到混合器(3)内部，另一路连接二级燃料的进气端。

5.根据权利要求4所述的燃烧器，其特征在于，所述燃料气供给系统还包括有二级燃料集气腔(17)。

6.根据权利要求4所述的燃烧器，其特征在于，所述中心孔直径小于所述耐火砖围成的上口部内径的值为20～40mm。

7.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述分配孔(501)沿孔长度一侧边缘设置导流片(504)，所述导流片与盘本体(502)夹角设置为30～60 度之间；所述导流片位于各个所述分配孔的同一侧边缘设置。

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