CN219640246U - 一种低负荷燃烧器及应用低负荷燃烧器的加热炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低负荷燃烧器及应用低负荷燃烧器的加热炉，应用于油气集输加热设备技术领域，燃烧器包括燃气管、第一风门管筒、第二风门和燃烧器本体，燃气管连接第一风门管筒，第一风门管筒通过管道连接至燃烧器本体的进气端，通过第一风门管筒提供进入燃烧器本体的一次风入口，通过第二风门提供进入燃烧器本体的二次风入口，上述部件为燃烧器本体提供低负荷燃烧所需的空气量；加热炉的烟火管安装该燃烧器；该燃烧器及加热炉能够适应更低负荷下燃料的高效燃烧，负荷调整更精确，保证燃料燃烧充分，避免燃料浪费，同时燃料达到最优燃烧比，减少了烟气排放，减少了空气污染。

Description

一种低负荷燃烧器及应用低负荷燃烧器的加热炉

技术领域

本实用新型涉及油气集输加热设备技术领域，特别是一种低负荷燃烧器及应用低负荷燃烧器的加热炉。

背景技术

油气集输过程采用的加热炉是油田企业油气生产及输送系统中的重要设备，其作用是加热经过其中的介质(如原油、清水、天然气等)，使其达到生产工艺所需温度，保障油气正常输送和生产系统的正常。随着油气产量下降，加热炉的运行负荷相应下降，即燃料量下降，当下降到经济负荷值及以下后，助燃空气量不便控制，燃料燃烧火焰不稳定，造成加热炉运行效率不达标、火管局部积碳，严重的造成火管局部损坏。为保持加热设备的运行效率达标和设备完好，需要控制好助燃空气量，此低负荷加热炉燃烧器能实现较好控制助燃空气量要求，保障低负荷下加热炉运行效率较高及不发生火管局部积碳现象。

目前生产企业未生产出满足加热炉低负荷下安全高效运行的加热炉，在低负荷运行空气量控制方面，现有技术能够通过采用附火管，解决加热炉低负荷运行的空气量配比，但该附火管在负荷率10％以下情况，空气量调节对于现场员工很难操作，需要更换不同内径的附火管以满足需求，但更换附火管存在维护困难问题。而现有的加热炉燃烧器，在低负荷(低于经济运行负荷)运行时，助燃空气量不便控制，燃料燃烧火焰不稳定，造成加热炉运行效率不达标、火管局部积碳，导致浪费燃料，烟气不达标造成污染环境，可能造成火管局部损坏的技术问题。因此，需要研制一种低负荷燃烧器及应用低负荷燃烧器的加热炉满足加热炉低负荷状态安全高效运行的燃烧器装置。

实用新型内容

本实用新型的实用新型目的在于：针对现有技术存在的上述加热炉在负荷率10％以下运行时难调节的问题，提供一种低负荷燃烧器及应用低负荷燃烧器的加热炉，能够适应更低负荷下燃料的高效燃烧，实现低负荷下助燃空气量调节，负荷调整更精确，保证燃料燃烧充分，避免燃料浪费，同时燃料达到最优燃烧比，减少了烟气排放，减少了空气污染。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种低负荷燃烧器，其包括燃气管、第一风门管筒、第二风门和燃烧器本体，燃气管连通至第一风门管筒第一侧，第一风门管筒的第二侧通过管道连通至燃烧器本体的进气端，第一风门管筒设有第一进风口和第一风调节块，第一风调节块连接至第一风门管筒，第一风调节块通过相对第一风门管筒转动进行调节第一进风口的一次进风量，第二风门包括第二进风口和第二风调节块，第二进风口设在燃烧器本体的进气端，第二风调节块连接在燃烧器本体的进气端，第二风调节块通过相对燃烧器本体转动进行调节第二进风口的二次进风量。

通过第一风门管筒提供进入燃烧器本体的一次风入口，通过第二风门提供进入燃烧器本体的二次风入口，通过第一风门调节块对第一进风口调节，通过第二风门调节块对第二进风口调节，实现对燃烧器所需空气量调节，由于设置两次进风量的调节，能够在有限进风的情况下，进一步增强对空气量的微调，能够在10％以下的低负荷下实现燃烧器进入空气量的有效调节，能够适应更低负荷下燃料的高效燃烧，负荷调整更精确，保证燃料燃烧充分，避免燃料浪费，同时燃料达到最优燃烧比，减少了烟气排放，减少了空气污染。

在实用新型较佳的实施方案中，上述第一风调节块呈弧形，第一风调节块贴覆在第一风门管筒的第一侧，第一风调节块的内侧靠在燃气管的外壁，第一风调节块能够沿燃气管外一周相对转动；通过上述设置，第一风调节块能够以围绕第一风门管筒旋转的方式进行转动，从而实现对第一进风口的开闭。

在实用新型较佳的实施方案中，上述第一进风口设为弧形槽口，或设为沿弧形排布的若干个通孔，第一进风口的长度＜第一风调节块的长度；通过上述设置提供不同的第一进风口的排布形式，能够与第一风调节块相匹配。

在实用新型较佳的实施方案中，上述第一风门管筒还设有第一连接件，第一风调节块通过第一连接件固定在第一风门管筒，第一连接件在第一风调节块调节位置后连接在第一进风口处；通过第一连接件能够将第一风调节块进行固定，便于操作第一风调节块。

在实用新型较佳的实施方案中，上述第二风调节块呈板状，第二风调节块转动时能够对第二进风口进行遮挡；或第二风调节块设为环形，第二风调节块设有进风窗，进风窗能够在第二风调节块转动时对准第二进风口；通过上述设置提供不同的第二风调节块设置方式，实现对第二进风口的空气量调节。

在实用新型较佳的实施方案中，上述第二进风口设有若干个且分布于管道外周的燃烧器本体的进气端；通过上述设置能够连通燃烧器本体，为燃烧器本体内部提供低负荷需要的空气量。

在实用新型较佳的实施方案中，上述第二风门还设有第二连接件，第二风调节块通过第二连接件固定在燃烧器本体的进气端；通过第二连接件能够将第二风调节块进行固定，便于操作第二风调节块。

在实用新型较佳的实施方案中，上述燃烧器本体还包括法兰盘，法兰盘设在燃烧器本体进气端的外周，法兰盘用于对外连接安装；通过法兰盘便于将燃烧器安装在加热炉。

在实用新型较佳的实施方案中，上述燃烧器本体包括进风段、喷嘴、过渡段、混合段、支撑杆、火口筒体和空气筒，喷嘴设在进风段，混合段的两端分别连接过渡段，一过渡段连接进风段，另一过渡段连接火口筒体，火口筒体的外侧通过支撑杆连接并支撑在空气筒的一端，空气筒的另一端为燃烧器本体的进气端；通过燃烧器本体能够提供燃烧所需的火源，通过过渡段形成楔形的燃烧所需气流通道，在混合段进行混合，提供低负荷燃烧的点火条件。

一种应用低负荷燃烧器的加热炉，其上述的低负荷燃烧器，燃烧器通过法兰盘安装在加热炉的烟火管管口，燃烧器主体设于加热炉的烟火管内；该加热炉使用了上述的燃烧器，能够为油气集输过程中加热介质提供低负荷稳定的燃烧环境，确保加热炉在低负荷下较高的运行效率，扩展加热炉经济运行区间，减少生产设备，降低建设资金投入。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、该燃烧器通过第一风门调节块对第一进风口调节，通过第二风门调节块对第二进风口调节，实现对燃烧器所需空气量调节，能够在有限进风的情况下，进一步增强对空气量的微调，能够在10％以下的低负荷下实现燃烧器进入空气量的有效调节，能够适应更低负荷下燃料的高效燃烧，负荷调整更精确，保证燃料燃烧充分，避免燃料浪费，同时燃料达到最优燃烧比，减少了烟气排放，减少了空气污染。

2、该加热炉安装了燃烧器，解决了加热炉在低负荷情况下，燃料与助燃空气量的匹配和调节问题，保证加热炉在低负荷下较高的运行效率，在低负荷运行情况下，扩展加热炉经济运行区间，同时，通过燃烧器直接能够实现调节，方便员工操作，减少了生产设备，降低建设资金投入。

附图说明

图1为本实用新型低负荷燃烧器的结构示意图；

图2为本实用新型低负荷燃烧器的进气一端的示意图；

图3为本实用新型的第一进风口调节过程的示意图；

图4为本实用新型的第二进风口调节过程的示意图；

图5为本实用新型低负荷燃烧器的另一结构示意图；

图6为本实用新型的实施例2的实施方式示意图；

图7为本实用新型的实施例2的实施方式示意图；

图8为本实用新型的应用低负荷燃烧器的加热炉的示意图；

图中标记：1-燃气管，2-第一风门管筒，21-第一进风口，22-第一风调节块，23-第一连接件，3-第二风门，31-第二进风口，32-第二风调节块，33-第二连接件，34-进风窗，4-法兰盘，5-进风段，6-喷嘴，7-过渡段，8-混合段，9-支撑杆，10-火口筒体，11-空气筒。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

请参照图1，本实施例提供一种低负荷燃烧器，其包括燃气管1、第一风门管筒2、第二风门3和燃烧器本体，燃烧器本体为燃烧器提供点火的主要结构，其余部件为燃烧器本体提供低负荷燃烧所需的空气量，燃气管1为现有输送燃气的管子，燃气管1连接第一风门管筒2，第一风门管筒2通过管道连接至燃烧器本体的进气端；通过第一风门管筒2提供进入燃烧器本体的一次风入口，通过第二风门3提供进入燃烧器本体的二次风入口，能够适应更低负荷下燃料的高效燃烧，负荷调整更精确，保证燃料燃烧充分，避免燃料浪费，同时燃料达到最优燃烧比，减少了烟气排放，减少了空气污染。在本实施例中，燃烧器具有一次风入口和二次风入口，即具有两个风入口，在其他实施方式中，可设置三次风入口或四次风入口，即可设置三个风入口和四个风入口等。

请参照图2，本实施例中，第一风门管筒2呈圆柱形，其两侧分别为圆形面，其第一侧与燃气管1连接且内部连通，其第二侧通过管道与燃烧器本体的进气端连接且内部连通，第一风门管筒2设有第一进风口21和第一风门调节块，燃烧器本体的进气端设有第二进风口31和第二风门3调节块，这样，在第一风门管筒2处提供一次进风，在燃烧器本体的进气端提供二次进风，通过第一风门调节块对第一进风口21调节，通过第二风门3调节块对第二进风口31调节，能够在有限进风的情况下，进一步增强对空气量的微调，能够在10％以下的低负荷下实现燃烧器进入空气量的有效调节。

请参照图3，本实施例中，第一风调节块22呈弧形的片状，具体地，第一风调节块22呈半圆环形，第一风调节块22的内侧靠在燃气管1的外壁，第一风调节块22的一端设有第一连接孔，第一风门管筒2还设有第一连接件23，第一连接件23采用螺栓，螺栓连接在第一连接孔内，螺栓的一端始终卡在第一进风口21内，螺栓的另一端外露于第一风调节块22表面，调节好位置后，拧紧螺栓，即第一风调节块22通过第一连接件23固定在第一风门管筒2，这样对第一风调节块22的位置进行了固定，通过第一连接件23便于操作第一风调节块22进行转动调节位置，这样，第一风调节块22能够沿燃气管1外一周相对转动。第一风调节块22贴覆在第一风门管筒2的第一侧，第一进风口21设在第一风门管筒2的第一侧，第一进风口21设为弧形槽口，该弧形槽口贯通第一风门管筒2内外两侧，弧形槽口的形状与第一风门调节块的弧形弯曲形状一致，第一风调节块22通过相对第一风门管筒2转动，即可调节第一风调节块22遮挡第一进风口21的面积，进而调节第一进风口21的一次进风量。

请参照图4，本实施例中，第二风调节块32呈圆形的板状，且第二风调节块32的中心处设有通孔，该通孔的设置便于第二风调节块32进行一定幅度的活动，第二风门3包括第二进风口31和第二风调节块32，第二进风口31设在燃烧器本体的进气端，第二进风口31贯穿燃烧器本体进气端的端壁两侧，第二进风口31设有三个，分别等距间隔地分布在连接燃烧器本体进气端的管道外侧，且第二进风口31与管道外壁之间具有间隔；第二风调节块32设有第二连接孔，在燃烧器本体进气端的端壁对应位置设有第三螺栓孔，第二连接件33采用螺栓，螺栓穿过第二连接孔和第三螺栓孔将第二风调节块32连接并覆在燃烧器本体的进气端，第二风调节块32能够相对燃烧器本体转动并调节位置，调节到位后，采用螺栓将第二风调节块32进行锁紧，转动时能够对第二进风口31进行遮挡，通过遮挡程度调节第二进风口31的二次进风量，通过第二连接件33便于操作第二风调节块32进行转动调节位置，这样，外部空气能够连通燃烧器本体内，通过第二进风口31为燃烧器本体内部提供低负荷需要的空气量。

请参照图1，本实施例中，燃烧器本体还包括法兰盘4，法兰盘4设在燃烧器本体进气端的外周，法兰盘4的内缘与燃烧器本体进气端的端壁外周焊接固定，法兰盘4的外缘设有螺栓孔并采用螺栓将其对外连接安装。其中，燃烧器本体采用现有的燃烧器部分结构，燃烧器本体包括进风段5、喷嘴6、过渡段7、混合段8、支撑杆9、火口筒体10和空气筒11，其中过渡段7的结构采用喇叭状，其竖剖面呈梯形，混合段8的结构采用圆筒状，其竖剖面呈矩形，也可采用其他形式的结构，如混合段8采用长方体形状，过渡段7采用四棱锥台形状，混合段8和过渡段7之间可采用弧形过渡连接，如图5所示。本实施例中，首先进风段5连接在燃烧器本体进气端的端壁内侧，其外部为空气筒11，空气筒11的外端也连接在燃烧器本体进气端的端壁内侧，第二进风口31位于空气筒11的内缘范围内，过渡段7包括两段，第一过渡段7和第二过渡段7，第一过渡段7连接进风段5，喷嘴6设在第一过渡段7内，混合段8的两端分别连接第一过渡段7和第二过渡段7，第二过渡段7连接火口筒体10，火口筒体10呈环形且位于燃烧器本体的尾端，火口筒体10的外侧通过焊接支撑杆9连接并支撑在空气筒11的内端，通过燃烧器本体能够提供燃烧所需的火源，通过过渡段7形成楔形的燃烧所需气流通道，在混合段8进行混合，提供低负荷燃烧的点火条件。

实施例2

请参照图6，本实施例提供一种低负荷燃烧器，该燃烧器与实施例1大致相同，不同之处在于：第一进风口21的设置，本实施例中，第一进风口21设为若干个通孔，若干个通孔相互之间等距间隔，且沿与第一风调节块22弯曲度一致的弧形排布，若干个通孔的总体长度＜第一风调节块22的长度，这样便于第一风调节块22对第一进风口21遮挡；第一连接件23采用螺杆，当第一风调节块22转动调节位置后，螺杆插入第一连接孔后插入其中一个第一进风口21中进行固定，可在第一进风口21的通孔端部设置螺纹，使得螺杆能够旋转拧紧，通过上述设置提供不同的第一进风口21的排布形式，能够与第一风调节块22相匹配，其他结构和使用方法和实施例1中相同。

实施例3

请参照图7，本实施例提供一种低负荷燃烧器，该燃烧器与实施例1大致相同，不同之处在于：第二风调节块32设为环形，第二风调节块32的环内侧正好与连接燃烧器本体进气端的管道外侧相匹配，第二风调节块32能够连接并覆在燃烧器本体进气端相对转动，第二风调节块32的第二连接孔内插入第二连接件33，第二连接件33采用螺杆，而燃烧器本体进气端的端壁外侧凹设有环形分布的内螺纹孔，内螺纹孔也可设为贯穿端壁内外侧的孔，在第二风调节块32调节到合适位置后，通过螺杆的连接将第二风调节块32的位置固定；第二风调节块32还设有进风窗34，进风窗34为至少一段弧形段的通孔，进风窗34贯穿第二风调节块32的两侧，本实施例中进风窗34为三段相互间隔分布的弧形段通孔，第二进风口31设有三组，每组三个圆孔呈弧形排布，圆孔贯穿燃烧器本体进气端的端壁，进风窗34和第二进风口31的位置设置，使得进风窗34能够在第二风调节块32转动时对准第二进风口31，通过进风窗34和第二进风口31的重合面积，实现进风量的调节；通过上述设置提供不同的第二风调节块32设置方式，实现对第二进风口31的空气量调节。

实施例4

请参照图8，本实施例提供一种应用低负荷燃烧器的加热炉，本实施例采用实施例1-3任一种低负荷燃烧器，燃烧器通过法兰盘4安装在加热炉的烟火管管口，法兰盘4与烟火管管口之间为螺栓连接固定，燃烧器主体置于加热炉的烟火管内，该加热炉使用了实施例1-3中的燃烧器，能够为油气集输过程中加热介质提供低负荷稳定的燃烧环境，确保加热炉在低负荷下较高的运行效率，扩展加热炉经济运行区间，减少生产设备，降低建设资金投入。

采用现有的燃烧器、本实施例的加热炉工作运行，在以下对比不同情况下试验运行效果：

1、使用小功率燃烧器安装在一台燃气水套加热炉上。该水套炉在5％-7％负荷率运行期间，燃烧器处燃气燃烧状态稳定，水套加热炉运行效率74％左右，试运行10天，火管的火焰上部内壁处有积碳痕迹，此方式投入的直接生产成本与使用附火管相当，但造成燃气浪费。

2、使用安装有低负荷燃烧器的加热炉。在3％-5％负荷率运行期间，燃烧器处燃气燃烧状态稳定，水套炉运行效率接近82.0％，较使用原燃烧器的运行效率提高10.0％，较使用附火管的运行效率提高3.0％。试运行30天，期间未发生熄火现象，检查燃烧器出口段火管表面，未发现积碳现象。

所以，本实施例的加热炉，能够具有更好的燃烧效果和经济效益。

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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低负荷燃烧器，其特征在于，包括燃气管、第一风门管筒、第二风门和燃烧器本体，所述燃气管连通至所述第一风门管筒第一侧，所述第一风门管筒的第二侧通过管道连通至所述燃烧器本体的进气端，所述第一风门管筒设有第一进风口和第一风调节块，所述第一风调节块连接至第一风门管筒，所述第一风调节块通过相对第一风门管筒转动进行调节第一进风口的一次进风量，所述第二风门包括第二进风口和第二风调节块，所述第二进风口设在所述燃烧器本体的进气端，所述第二风调节块连接在所述燃烧器本体的进气端，所述第二风调节块通过相对所述燃烧器本体转动进行调节第二进风口的二次进风量。

2.根据权利要求1所述的低负荷燃烧器，其特征在于，所述第一风调节块呈弧形，所述第一风调节块贴覆在所述第一风门管筒的第一侧，所述第一风调节块的内侧靠在所述燃气管的外壁，所述第一风调节块能够沿燃气管外一周相对转动。

3.根据权利要求2所述的低负荷燃烧器，其特征在于，所述第一进风口设为弧形槽口，或设为沿弧形排布的若干个通孔，所述第一进风口的长度＜所述第一风调节块的长度。

4.根据权利要求1所述的低负荷燃烧器，其特征在于，所述第一风门管筒还设有第一连接件，所述第一风调节块通过所述第一连接件固定在所述第一风门管筒，所述第一连接件在所述第一风调节块调节位置后连接在所述第一进风口处。

5.根据权利要求1所述的低负荷燃烧器，其特征在于，所述第二风调节块呈板状，所述第二风调节块转动时能够对所述第二进风口进行遮挡；或所述第二风调节块设为环形，所述第二风调节块设有进风窗，所述进风窗能够在所述第二风调节块转动时对准所述第二进风口。

6.根据权利要求1所述的低负荷燃烧器，其特征在于，所述第二进风口设有若干个且分布于所述管道外周的燃烧器本体的进气端。

7.根据权利要求1所述的低负荷燃烧器，其特征在于，所述第二风门还设有第二连接件，所述第二风调节块通过所述第二连接件固定在所述燃烧器本体的进气端。

8.根据权利要求1-7任一所述的低负荷燃烧器，其特征在于，所述燃烧器本体还包括法兰盘，所述法兰盘设在所述燃烧器本体进气端的外周，所述法兰盘用于对外连接安装。

9.根据权利要求8所述的低负荷燃烧器，其特征在于，所述燃烧器本体包括进风段、喷嘴、过渡段、混合段、支撑杆、火口筒体和空气筒，所述喷嘴设在所述进风段，所述混合段的两端分别连接所述过渡段，一所述过渡段连接所述进风段，另一所述过渡段连接所述火口筒体，所述火口筒体的外侧通过所述支撑杆连接并支撑在所述空气筒的一端，所述空气筒的另一端为所述燃烧器本体的进气端。

10.一种应用低负荷燃烧器的加热炉，其特征在于，采用权利要求8或9所述的低负荷燃烧器，所述燃烧器通过所述法兰盘安装在加热炉的烟火管管口，所述燃烧器主体设于加热炉的烟火管内。