CN220103119U - 燃氢洁净燃烧器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种燃氢洁净燃烧器，多级燃料气枪包括分支气枪、分支气枪一级喷头和分支气枪二级喷头，分支气枪一级喷头穿过燃烧器箱体组件进入烧嘴砖内并贴近烧嘴砖内壁，分支气枪二级喷头穿过燃烧器箱体组件从烧嘴砖外围伸出，烧嘴砖外围对应分支气枪二级喷头设有引火斜面，所述烧嘴砖的端部周向均布有多个稳焰孔，在烧嘴砖端部内壁设有稳焰槽，各稳焰孔与稳焰槽相连。本实用新型采用氢气作为燃料，由于氢气的燃烧速度很快，通过烧嘴砖特殊的斜面，减缓氢气空气的混合强度，从而降低火焰的峰值温度场，再结合降低热力型NOx机理，利用燃料气分级耦合烟气对流，确保了在降低NOx的前提下，还能遏制CO2的排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业燃烧器技术领域，具体涉及一种燃氢洁净燃烧器，适用于炼油、化工及煤化工炉等工业加热炉。
背景技术
习主席在二十大报告讲到：坚持绿水青山就是金山银山的理念，对标此理念我们炼油化工主要从事的就是如何减少污染物的排放，设计生产环保型炼油化工装置，主要表现在节能（对比原操作条件下，少使用燃料气实现同样的传热效果），同时为能如期实现碳达峰、碳中和目标，做应有的技术支持。目前在使用清洁燃料（天然气）的前提下，使用洁净燃料（H2等）燃烧，可以非常有效的减少CO2的生成，在此条件下燃氢燃烧器应运而生，以实现低碳转型。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足，提供了一种燃氢洁净燃烧器，采用氢气作为燃料，在主枪点燃后，一级燃料气喷到稳焰槽上形成一级火焰，燃烧后的火焰分散在稳焰槽内，在烧嘴砖端部形成稳定的能量圈，部分火焰从与稳焰槽相连的稳焰孔喷出，引燃外部二级燃料气喷枪沿引火斜面喷出的燃料气，确保气枪能被快速引燃并稳定燃烧。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种燃氢洁净燃烧器，包括燃烧器箱体组件、烧嘴砖、多级燃料气枪和长明灯，所述多级燃料气枪包括分支气枪、分支气枪一级喷头和分支气枪二级喷头，所述分支气枪连接分支气枪一级喷头和分支气枪二级喷头，分支气枪一级喷头穿过燃烧器箱体组件进入烧嘴砖内并贴近烧嘴砖内壁，分支气枪二级喷头穿过燃烧器箱体组件从烧嘴砖外围伸出，烧嘴砖外围对应分支气枪二级喷头设有向内聚拢的引火斜面，所述烧嘴砖的端部周向均布有多个稳焰孔，在烧嘴砖端部内壁设有稳焰槽，各稳焰孔与稳焰槽相连。
优选的，所述烧嘴砖内壁与分支气枪一级喷头保持间隙在5-10mm。
优选的，所述稳焰孔包括相互连通的径向孔和轴向孔，所述径向孔的出口朝向引火斜面，所述轴向孔的出口朝向烧嘴砖的顶端面。
优选的，10%负荷从分支气枪一级喷头喷出，90%负荷从分支气枪二级喷头喷出。
优选的，所述长明灯从燃烧器箱体组件的安装底板插入，停留在中间燃烧通道中间位置。
本实用新型的有益效果是：
1.低CO2：由于采用了纯氢气做为燃料，燃烧后没有CO2的生成（2H2+O2=2H2O），是实现碳达峰的首选燃料气之一；
2.低NOx，利用低氮原理，将燃料气分成多级喷枪耦合烟气对流特性，来有效降低热力型NOx的生成；
3.短火焰：由于氢气的燃烧活性比较强，与氧气的反应燃烧速度很快（理想状态下的传播速度可以达到4.83m/s），其形成的火焰相对常规低氮燃烧器要短。
附图说明
图1为本实用新型的一种燃氢洁净燃烧器的结构示意图。
图2为图1的A向视图。
图3为烧嘴砖的B向俯视图。
图4为图3的局部放大图。
其中：燃烧器箱体组件1；视火孔组件1.1；助燃风对开式调风机构1.2；安装底板1.3；托砖板1.4；燃烧器箱体板1.5；烧嘴砖2；中间燃烧通道2.1；稳焰孔2.2；稳焰槽2.3；引火斜面2.4；多级燃料气枪3；主燃料气接口3.1；燃料气盘管3.2；气枪安装板3.3；分支气枪3.4；分支气枪一级喷头3.5；分支气枪二级喷头3.6；长明灯4；长明灯燃料气接口4.1；长明灯气管4.2；长明灯稳焰罩4.3。
实施方式
参见图1-4，本实用新型涉及一种燃氢洁净燃烧器，包括燃烧器箱体组件1、烧嘴砖2、多级燃料气枪3和长明灯4，所述所述燃烧器箱体组件1是做成燃烧器的主要部件，它包括视火孔组件1.1、助燃风对开式调风机构1.2、安装底板1.3、托砖板1.4和箱体板1.5，所述烧嘴砖2安装在托砖板1.4上，
所述多级燃料气枪3从安装底板1.3向上插入，所述多级燃料气枪3包括主燃料气接口3.1、燃料气盘管3.2、气枪安装板3.3、分支气枪3.4、分支气枪一级喷头3.5和分支气枪二级喷头3.6，所述分支气枪3.4连接分支气枪一级喷头3.5和分支气枪二级喷头3.6，多级燃料气枪3为了减少燃烧后的高温区域与空气接触时间，90%负荷需要从烧嘴砖2外面喷入炉膛燃烧，是降低NOx的关键部件，其中分支气枪一级喷头3.5穿过托砖板1.4进入烧嘴砖2内的中间燃烧通道2.1并贴近烧嘴砖2内壁，所述烧嘴砖2内壁与分支气枪一级喷头保持间隙在5-10mm，分支气枪二级喷头3.6从烧嘴砖2外围伸出，烧嘴砖外围对应分支气枪二级喷头3.6设有向内聚拢的引火斜面2.4，引火斜面2.4能有效延缓燃料气与空气的混合，减缓火焰峰值温度。所述烧嘴砖2的端部周向均布有多个稳焰孔2.2，在烧嘴砖2端部内壁设有稳焰槽2.3，各稳焰孔2.2与稳焰槽2.3相连，所述稳焰槽2.3周向分布有多个半圆环状凹槽，具有蓄能作用。
如图所述稳焰孔2.2包括相互连通的径向孔和轴向孔，所述径向孔的出口朝向引火斜面2.4，所述轴向孔的出口朝向烧嘴砖2的顶端面。
在主枪点燃后，一级燃料气喷到稳焰槽2.3上形成一级火焰，燃烧后的火焰分散在稳焰槽2.3内，在烧嘴砖2端部形成稳定的能量圈，部分火焰从与稳焰槽2.3相连的稳焰孔2.2喷出，引燃外部二级燃料气喷枪沿引火斜面2.4喷出的燃料气，确保气枪能被快速引燃并稳定燃烧。
所述长明灯4是引燃和保护燃烧的重要部件，由燃料气接口4.1、气管4.2、稳焰罩4.3组成，它从安装底板1.3插入，停留在中间燃烧通道2.1中间位置。
工作原理：
由于氢气的燃烧速度很快，通过烧嘴砖特殊的斜面，减缓氢气空气的混合强度，从而降低火焰的峰值温度场，再结合降低热力型NOx机理，利用燃料气分级耦合烟气对流，确保了在降低NOx的前提下，还能遏制CO2的排放。
除上述实施例外，本实用新型还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种燃氢洁净燃烧器，包括燃烧器箱体组件、烧嘴砖、多级燃料气枪和长明灯，所述多级燃料气枪包括分支气枪、分支气枪一级喷头和分支气枪二级喷头，所述分支气枪连接分支气枪一级喷头和分支气枪二级喷头，其特征在于：分支气枪一级喷头穿过燃烧器箱体组件进入烧嘴砖内并贴近烧嘴砖内壁，分支气枪二级喷头穿过燃烧器箱体组件从烧嘴砖外围伸出，烧嘴砖外围对应分支气枪二级喷头设有向内聚拢的引火斜面，所述烧嘴砖的端部周向均布有多个稳焰孔，在烧嘴砖端部内壁设有稳焰槽，各稳焰孔与稳焰槽相连。
2.根据权利要求1所述的一种燃氢洁净燃烧器，其特征在于：所述烧嘴砖内壁与分支气枪一级喷头保持间隙在5-10mm。
3.根据权利要求1所述的一种燃氢洁净燃烧器，其特征在于：所述稳焰孔包括相互连通的径向孔和轴向孔，所述径向孔的出口朝向引火斜面，所述轴向孔的出口朝向烧嘴砖的顶端面。
4.根据权利要求1所述的一种燃氢洁净燃烧器，其特征在于：10%负荷从分支气枪一级喷头喷出，90%负荷从分支气枪二级喷头喷出。
5.根据权利要求1所述的一种燃氢洁净燃烧器，其特征在于：所述长明灯从燃烧器箱体组件的安装底板插入，停留在中间燃烧通道中间位置。
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