CN221881457U - 一种主次分级耦合大功率低氮燃烧器 - Google Patents

一种主次分级耦合大功率低氮燃烧器 Download PDF

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舒稳强
杨旭
陈志军
陈昊
于经纬
王兵
张昊
李新鹏
平涛
周军
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Abstract

本实用新型公开了一种主次分级耦合大功率低氮燃烧器,包括主壳体,主壳体设有燃烧腔,燃烧腔顶部设有火盆砖,火盆砖的底部均匀开设有若干个径向大通孔,顶部均匀开设有若干个径向小通孔和若干个轴向小通孔,燃烧腔内均匀分布有若干个燃气喷枪,燃气喷枪的上端分支为主燃气部和次燃气部,主燃气部的顶部设置主燃气喷头,主燃气喷头与径向大通孔一一对应设置组成第一燃烧区;次燃气部的顶部设置次燃气喷头,次燃气喷头与径向大通孔和轴向小通孔组成第二燃烧区。本燃烧器结构紧凑,燃烧负荷高,NOx排放量低。

Description

一种主次分级耦合大功率低氮燃烧器
技术领域
本实用新型涉及能源化工装备技术领域,具体涉及一种主次分级耦合大功率低氮燃烧器。
背景技术
石化企业的加热炉设备在运行过程中,产生了大量的烟气排放,其中NOx带来了大气污染,对环境、人身健康产生了恶劣的影响。分级燃烧器的工作原理是通过一定结构设计将燃料与空气区分为两级或多级,形成燃气过量而空气不足的分级气流,并对应通过燃烧形成浓、淡火焰,合理调节温度场分布(避免出现局部高温),降低火焰峰值温度、火焰高度,进而达到降低NOx的效果。
目前已有的一些分级燃烧器降低烟气中氮氧化物含量效果较好,但功率较小,结构不够紧凑,不适用于负荷较大的加热炉。
实用新型内容
为解决上述问题,本实用新型提供一种主次分级耦合大功率低氮燃烧器。
本实用新型采用的技术方案是:
一种主次分级耦合大功率低氮燃烧器,包括主壳体,主壳体设有燃烧腔,燃烧腔顶部设有火盆砖,火盆砖的中心部设有与燃烧腔连通的圆形通道,圆形通道的上端设有火焰阻挡部,火盆砖的底部均匀开设有若干个径向大通孔,顶部均匀开设有若干个径向小通孔,火焰阻挡部上均匀开设有若干个轴向小通孔,燃烧腔内均匀分布有若干个燃气喷枪,燃气喷枪的上端分支为主燃气部和次燃气部,主燃气部的顶部设置主燃气喷头,主燃气喷头与径向大通孔一一对应设置组成第一燃烧区;次燃气部的顶部设置次燃气喷头,次燃气喷头与径向大通孔和轴向小通孔组成第二燃烧区。
进一步地,径向大通孔的孔径是径向小通孔的3.5-5.75倍,且径向小通孔的数量是径向大通孔的两倍。
进一步地,径向小通孔的孔径与轴向小通孔的孔径相等,且两者一一对应设置。
进一步地,主燃气喷头上开设有4个朝向火盆砖的主燃喷孔,主燃喷孔沿轴向向上倾斜30°设置。
进一步地,次燃气喷头上开设有朝向火盆砖内侧壁的1个次燃喷孔,次燃喷孔沿轴向向上倾斜15°设置。
进一步地,主燃气部沿火盆砖的外侧壁延伸到径向大通孔的底部,次燃气部沿火盆砖的内侧壁延伸,其高度与主燃气部一致。
进一步地,火焰阻挡部由火盆砖的内侧壁向中心部径向延伸形成。
进一步地,火盆砖的下部呈圆柱形,上部呈圆台形。
本实用新型的有益效果:
1.本实用新型提供的分级低氮燃烧器,通过燃气喷头、火盆砖,分别引导燃气、空气,外侧形成多个主燃气射流区、主燃烧区,产生还原性氛围,降低NOx排放;内侧形成一个内部燃烧区,形成内部大回流区,增强火焰刚度,提高燃尽率,提高燃烧负荷。
2.通过合理调节内外喷孔直径、位置排布方式,能够在维持具有良好火焰刚度的情况下,调节火焰的燃烧径向区域范围,使燃烧区域的热负荷分布更为均匀。
3.本燃烧器的整体尺寸较小,结构紧凑,便于安装和维护,并提供更大的灵活性和适应性,适用于不同的燃烧器布置和应用场景。
4.在上述增益效果的支持下,使采用本燃烧器的加热炉能够获得大负荷服役环境下火焰刚度充足,烟气中NOx排放达标,加热炉运行稳定的技术优势。
附图说明
图1为本实用新型的主次分级耦合大功率低氮燃烧器的立体结构图。
图2为图1的主视图。
图3为图1的剖视图。
图4为图1的俯视图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及一种优选的实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
参阅图1-图4,本实施例提供一种主次分级耦合大功率低氮燃烧器,包括:主壳体2,主壳体2内设有燃烧腔,主壳体2顶部设有火盆砖3,火盆砖3的下部呈圆柱形,上部呈圆台形,火盆砖3的中心部设有与燃烧腔连通的圆形通道,所述圆形通道与燃烧腔组成空气主流道。
火盆砖3的圆形通道的上端设有圆环形的火焰阻挡部,火焰阻挡部由火盆砖3的内侧壁向中心部径向延伸形成。火焰阻挡部的设置可延长燃气在火盆砖3内部的停留的时间,使燃料尽可能充分燃烧,减小NOx的产生。
火盆砖3圆台部的底部均匀开设有6个径向大通孔31,顶部均匀开设有12个径向小通孔32,火焰阻挡部上均匀开设有12个轴向小通孔33,6个径向大通孔31、12个径向小通孔32和12个轴向小通孔33均与圆形通道连通。径向大通孔31的孔径是径向小通孔32的3.5-5.75倍,具体实施时可根据燃烧器功率及燃料分配比率确定。径向小通孔32的孔径与轴向小通孔33的孔径相等,且两者一一对应设置。通过合理调节内外喷孔直径、位置排布方式,能够在维持具有良好火焰刚度的情况下,调节火焰的燃烧径向区域范围,使燃烧区域的热负荷分布更为均匀,减小NOx的产生。
燃烧腔内均匀分布有6个燃气喷枪,燃气喷枪的枪体沿燃烧腔的内侧壁竖直向上延伸,在火盆砖3的底部分为主燃气部4和次燃气部5两部分。主燃气部4沿火盆砖3的外侧壁延伸到径向大通孔31的底部,其顶部设置有可拆卸的主燃气喷头42,主燃气喷头42上开设有四个朝向火盆砖3的主燃喷孔,主燃喷孔沿轴向向上倾斜30°,与6个径向大通孔31组成第一燃烧区。次燃气部5沿火盆砖3的内侧壁延伸,其高度与主燃气部4一致,从而可以形成内部大回流区。次燃气部5的顶部设置有可拆卸的次燃气喷头52,次燃气喷头52上开一个朝向火盆砖3内侧壁的次燃喷孔,次燃喷孔沿轴向向上倾斜15°,与12个径向小通孔32和12个轴向小通孔33组成第二燃烧区。
主壳体2外部下侧设有与侧进风道1,侧进风道1与燃烧腔相通,且其上设有风门,用于调节进风风量量。
本实用新型使用时,燃气从燃气喷枪的底部进入,分别从主燃气喷头42和次燃气喷头52喷出引导空气,在火盆砖3外侧形成多个主燃气射流区、主燃烧区,产生还原性氛围,降低NOx排放;在火盆砖3内侧形成一个内部燃烧区,形成内部大回流区,增强火焰刚度,提高燃尽率,降低NOx产生量。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种主次分级耦合大功率低氮燃烧器,包括主壳体(2),其特征在于,主壳体(2)内设有燃烧腔,燃烧腔顶部设有火盆砖(3),火盆砖(3)的中心部设有与燃烧腔连通的圆形通道,圆形通道的上端设有火焰阻挡部,火盆砖(3)的底部均匀开设有若干个径向大通孔(31),顶部均匀开设有若干个径向小通孔(32),火焰阻挡部上均匀开设有若干个轴向小通孔(33),燃烧腔内均匀分布有若干个燃气喷枪,燃气喷枪的上端分支为主燃气部(4)和次燃气部(5),主燃气部(4)的顶部设置主燃气喷头(42),主燃气喷头(42)与径向大通孔(31)一一对应设置组成第一燃烧区;次燃气部(5)的顶部设置次燃气喷头(52),次燃气喷头(52)与径向大通孔(31)和轴向小通孔(33)组成第二燃烧区。
2.根据权利要求1所述的一种主次分级耦合大功率低氮燃烧器,其特征在于,径向大通孔(31)的孔径是径向小通孔(32)的3.5-5.75倍,且径向小通孔(32)的数量是径向大通孔(31)的两倍。
3.根据权利要求2所述的一种主次分级耦合大功率低氮燃烧器,其特征在于,径向小通孔(32)的孔径与轴向小通孔(33)的孔径相等,且两者一一对应设置。
4.根据权利要求1所述的一种主次分级耦合大功率低氮燃烧器,其特征在于,主燃气喷头(42)上开设有4个朝向火盆砖(3)的主燃喷孔,主燃喷孔沿轴向向上倾斜30°设置。
5.根据权利要求4所述的一种主次分级耦合大功率低氮燃烧器,其特征在于,次燃气喷头(52)上开设有朝向火盆砖(3)内侧壁的1个次燃喷孔,次燃喷孔沿轴向向上倾斜15°设置。
6.根据权利要求5所述的一种主次分级耦合大功率低氮燃烧器,其特征在于,主燃气部(4)沿火盆砖(3)的外侧壁延伸到径向大通孔(31)的底部,次燃气部(5)沿火盆砖(3)的内侧壁延伸,其高度与主燃气部(4)一致。
7.根据权利要求1所述的一种主次分级耦合大功率低氮燃烧器,其特征在于,火焰阻挡部由火盆砖(3)的内侧壁向中心部径向延伸形成。
8.根据权利要求1所述的一种主次分级耦合大功率低氮燃烧器,其特征在于,火盆砖(3)的下部呈圆柱形,上部呈圆台形。
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