燃燒器的制造方法
【專利摘要】本申請公開了一種燃燒器，其包括：燃燒室；預(yù)混室，所述預(yù)混室位于所述燃燒室前端，并且在所述預(yù)混室與燃燒室之間形成燃燒器喉口；以及多個供氣流道，所述多個供氣流道形成同軸布置，并位于所述混合室的前端，其中所述多個供氣流道包括：一級助燃風(fēng)流道、二級助燃風(fēng)流道、以及至少一個用于供給可燃?xì)怏w的可燃?xì)怏w流道，其中，所述一級助燃風(fēng)流道位于所述同軸布置的中心，所述二級助燃風(fēng)流道的出口位于所述預(yù)混室內(nèi)。該燃燒器采用兩級配風(fēng)，操作彈性大，適應(yīng)各種工況下的穩(wěn)定運(yùn)行。
【專利說明】
燃燒器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明總體上涉及燃燒器，具體地涉及一種硫磺回收裝置中反應(yīng)爐用酸性氣燃燒器。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油和化工領(lǐng)域有許多硫磺回收裝置，通過燃燒器燃燒酸性氣體進(jìn)行熱反應(yīng)的方法，達(dá)到硫回收利用、保護(hù)環(huán)境的目的。其中酸性氣體通過燃燒器在反應(yīng)爐內(nèi)燃燒反應(yīng)的效果，直接影響整個硫磺回收系統(tǒng)的硫回收利用效率。
[0003]常規(guī)的外混式燃燒器的酸性氣從氣槍噴頭噴出后在燃燒道內(nèi)與助燃空氣邊混合邊燃燒。此種形式燃燒器操作簡單，在低負(fù)荷工況下燃燒穩(wěn)定，不易回火。然而，外混式燃燒器中，混合強(qiáng)度低，混合時間長，酸性氣與助燃空氣在沒有充分混合的情況下就開始燃燒，燃燒強(qiáng)度低，燃燒火焰長，導(dǎo)致爐膛高溫區(qū)后移，在同樣的爐膛尺寸(經(jīng)濟(jì)尺寸)下，高溫?zé)煔庠跔t膛停留時間短，反應(yīng)時間短，反應(yīng)不充分，最終影響整個硫磺回收系統(tǒng)的硫回收效率。
[0004]常規(guī)的預(yù)混式酸性氣燃燒器，酸性氣與助燃空氣先混合后，再噴入燃燒道進(jìn)行燃燒，混合強(qiáng)度高，混合時間短，火焰短促，燃燒徹底，在同樣的爐膛尺寸下，煙氣停留和反應(yīng)時間較長，反應(yīng)充分，硫磺回收效率高。但此種形式燃燒器在低負(fù)荷工況時，容易回火，將燃燒器喉口及槍頭部部件燒毀，因此燃燒器的操作彈性小，低負(fù)荷操作困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種兩級配風(fēng)的燃燒器，其允許根據(jù)實際操作工況(負(fù)荷大小)的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)助燃風(fēng)的配風(fēng)方式，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，提供一種燃燒器，其包括:燃燒室;預(yù)混室，所述預(yù)混室位于所述燃燒室前端，并且在所述預(yù)混室與燃燒室之間形成燃燒器喉口；以及多個供氣流道，所述多個供氣流道形成同軸布置，并位于所述混合室的前端，其中所述多個供氣流道包括:一級助燃風(fēng)流道、二級助燃風(fēng)流道、以及至少一個用于供給可燃?xì)怏w的可燃?xì)怏w流道，其中，所述一級助燃風(fēng)流道位于所述同軸布置的中心，所述二級助燃風(fēng)流道的出口位于所述預(yù)混室內(nèi)。
[0007]優(yōu)選地，所述一級助燃風(fēng)流道的最小橫截面積小于二級助燃風(fēng)流道的最小橫截面積的30%，更優(yōu)選地可以小于后者的15%。
[0008]在一種實施方式中，所述一級助燃風(fēng)流道的出口位于所述預(yù)混室內(nèi)。在另一實施方式中，所述一級助燃風(fēng)流道的出口位于所述燃燒器喉口處。
[0009]優(yōu)選地，所述二級助燃風(fēng)流道位于所述同軸布置的最外層。
[0010]所述可燃?xì)怏w流道可以包括位于所述一級和二級助燃風(fēng)流道之間燃料氣流道。
[0011]在一些實施例中，所述可燃?xì)饬鞯肋€可以包括位于所述一級和二級助燃風(fēng)流道之間的酸性氣流道。優(yōu)選地，所述酸性氣流道位于所述燃料氣流道的外側(cè)。
[0012]優(yōu)選地，燃燒器還可以包括:用于控制所述一級助燃風(fēng)流道的開閉的第一閥門；用于控制所述二級助燃風(fēng)流道的開閉的第二閥門；和控制器，該控制器接收指示所述酸性氣流道中的流量的信號，并基于該信號控制所述第一閥門和第二閥門。
[0013]優(yōu)選地，所述控制器構(gòu)造為:當(dāng)所述酸性氣流道中的流量為滿負(fù)荷流量的25%以下時，控制所述第一閥門打開所述一級助燃風(fēng)流道，并控制所述第二閥門關(guān)閉所述二級助燃風(fēng)流道。
[0014]優(yōu)選地，所述控制器進(jìn)一步構(gòu)造為:當(dāng)所述酸性氣流道中的流量為滿負(fù)荷流量的25%以上時，控制所述第一閥門打開所述一級助燃風(fēng)流道，并控制所述第二閥門逐步打開所述二級助燃風(fēng)流道；當(dāng)所述酸性氣流道中的流量為滿負(fù)荷流量的75%以上時，全部打開所述二級助燃風(fēng)流道。
[0015]根據(jù)本發(fā)明實施例，采用兩級配風(fēng)，燃燒器操作彈性大，適應(yīng)各種工況下的穩(wěn)定運(yùn)行。
【附圖說明】
[0016]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是根據(jù)第一實施例的燃燒器的多個流體通道的橫截面圖；
[0019]圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本申請作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實施例僅僅用于解釋相關(guān)發(fā)明，而非對該發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與發(fā)明相關(guān)的部分。
[0021]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本申請。
[0022]首先結(jié)合圖1和圖2介紹根據(jù)本發(fā)明第一實施例的燃燒器100。
[0023]圖1是燃燒器100的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是燃燒器100的多個流體通道的橫截面圖。
[0024]如圖1所示，燃燒器100包括:燃燒室1、位于燃燒室1前端的預(yù)混室20、和位于預(yù)混室20前端的多個供氣流道30。在預(yù)混室20與燃燒室10之間形成燃燒器喉口 10a。多個供氣流道30形成同軸布置。
[0025]如圖1所示，在本實施例中，所述多個供氣流道30包括從內(nèi)向外依次布置的一級助燃風(fēng)流道31、燃料氣流道32、酸性氣流道33和二級助燃風(fēng)流道34。一級助燃風(fēng)流道31位于所述同軸布置的中心。圖2的橫截面圖更加清晰地示出了多個供氣流道的上述布置。
[0026]根據(jù)本發(fā)明實施例，在設(shè)計時，一級助燃風(fēng)流道流通量與二級助燃風(fēng)流道流通量相差一定比例，一級助燃風(fēng)流通量小。優(yōu)選地，一級助燃風(fēng)流道31的流通量設(shè)計為顯著小于二級助燃風(fēng)流道34的流通量。優(yōu)選地，所述一級助燃風(fēng)流道的最小橫截面積小于二級助燃風(fēng)流道的最小橫截面積的30%，更優(yōu)選地小于15%。
[0027]在本實施例中，如圖1所示，一級助燃風(fēng)流道31的出口31a和二級助燃風(fēng)流道34的出口 34a均位于預(yù)混室20內(nèi)。
[0028]燃燒器100可以包括分別用于控制一級助燃風(fēng)流道31和二級助燃風(fēng)流道34的開閉的第一和第二閥門(未示出)。
[0029]燃料氣流道32的主要作用是在開工初期提供燃料氣，用于提高燃燒爐爐膛溫度。當(dāng)爐膛溫度達(dá)到一定時，通入酸性氣，關(guān)閉燃料氣。
[0030]當(dāng)燃燒器100大負(fù)荷運(yùn)行時，例如當(dāng)酸性氣流道33中的流量為滿負(fù)荷流量的25%以上時，需要助燃空氣的流量比較大。此時，可以將二級助燃風(fēng)流道34逐步打開，保證酸性氣燃燒所需助燃風(fēng)，形成預(yù)混式燃燒，保證燃燒效果。優(yōu)選地，當(dāng)所述酸性氣流道33中的流量為滿負(fù)荷流量的75 %以上時，將一、二級助燃風(fēng)流道31、34全部打開，提高燃燒效果。
[0031]可以看到，根據(jù)本實施例，燃燒器100在大負(fù)荷運(yùn)行時，尤其在正常工況(設(shè)計負(fù)荷)運(yùn)行時，二級助燃風(fēng)與酸性氣在預(yù)混室內(nèi)20進(jìn)行強(qiáng)力混合，再從燃燒器喉口 1a噴出進(jìn)行燃燒。這種方式所采用的預(yù)混式燃燒，酸性氣與助燃風(fēng)混合強(qiáng)度高，混合時間短，火焰短促，燃燒徹底，在同樣的爐膛尺寸下，煙氣停留和反應(yīng)時間長，反應(yīng)充分，硫磺回收利用效率高，燒氨除雜效果好。
[0032]當(dāng)燃燒器100小負(fù)荷運(yùn)行時，需要的助燃空氣的流量大大減少。此時，可以將二級助燃風(fēng)流道34流量調(diào)小，甚至關(guān)閉，而打開一級助燃風(fēng)流道31。例如當(dāng)酸性氣流道33中的流量為滿負(fù)荷流量的25%以下時，可以僅打開一級助燃風(fēng)流道31。
[0033]可以看到，燃燒器在小負(fù)荷運(yùn)行時，酸性氣及助燃風(fēng)的流量相比設(shè)計負(fù)荷時的流量小了很多。按照傳統(tǒng)的預(yù)混式結(jié)構(gòu)，其在燃燒器喉口的處的流速非常低，燃燒時非常容易發(fā)生回火而造成燃燒器100頭部燒壞。然而，本發(fā)明的燃燒器100在小負(fù)荷運(yùn)行時，可調(diào)小甚至關(guān)閉二級助燃風(fēng)流道34，打開一級助燃風(fēng)流道31。由于一級助燃風(fēng)流道31設(shè)置在中心位置，使得其流道的流量設(shè)計可以較小，從而使得助燃風(fēng)在燃燒器喉口 1a處可保持較高的流速，并對其周圍流速較慢的酸性氣產(chǎn)生負(fù)壓引射作用。這導(dǎo)致燃燒器喉口 1a處的酸性氣與助燃風(fēng)的混合氣維持合理的流速，從而保證火焰剛直有力，不回火，很好的解決了預(yù)混式燃燒器小負(fù)荷運(yùn)行易回火這一難題。
[0034]綜合來看，燃燒器100采用兩級配風(fēng)，操作彈性大，適應(yīng)各種工況下的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0035]優(yōu)選地，燃燒器100還可以包括控制器(圖中未示出)，該控制器可以構(gòu)造為接收指示酸性氣流道33中的流量的信號，并基于該信號控制上述用于一級助燃風(fēng)流道31和二級助燃風(fēng)流道34的第一閥門和第二閥門。
[0036]以下參照圖3介紹根據(jù)本發(fā)明第二實施例的燃燒器200。
[0037]燃燒器200與根據(jù)第一實施例的燃燒器100具有基本相同的結(jié)構(gòu)，不同之處在于:燃燒器200的一級助燃風(fēng)流道31的出口不是位于預(yù)混室內(nèi)，而是位于燃燒器喉口 1a處。
[0038]根據(jù)本實施例，當(dāng)燃燒器200大負(fù)荷運(yùn)行時，例如當(dāng)酸性氣流道33中的流量為滿負(fù)荷流量的25%以上時，可以將二級助燃風(fēng)流道34打開，形成預(yù)混式燃燒，保證燃燒效果。優(yōu)選地，當(dāng)所述酸性氣流道33中的流量為滿負(fù)荷流量的75%以上時，將一、二級助燃風(fēng)流道31、34全部打開，提高燃燒效果。
[0039]當(dāng)燃燒器200小負(fù)荷運(yùn)行時，可以將二級助燃風(fēng)流道34流量調(diào)小，甚至關(guān)閉，而打開一級助燃風(fēng)流道31。例如當(dāng)酸性氣流道33中的流量為滿負(fù)荷流量的25%以下時，可以僅打開一級助燃風(fēng)流道31。
[0040]根據(jù)本實施例，由于燃燒器200的一級助燃風(fēng)流道31的出口31a位于燃燒器喉口10a，所以酸性氣在通過燃燒器喉口 1a后才與一級助燃風(fēng)流道31的助燃風(fēng)相遇。僅打開一級助燃風(fēng)流道31時，酸性氣和助燃風(fēng)在燃燒室10內(nèi)邊混合邊燃燒，形成外混式燃燒。不僅如此，由于一級助燃風(fēng)流道31設(shè)置在中心位置，使得其流道的流量設(shè)計可以較小，從而助燃風(fēng)在燃燒器喉口 1a處可保持較高的流速，并對其周圍流速較慢的酸性氣產(chǎn)生負(fù)壓引射作用。這導(dǎo)致燃燒器喉口 1a處的酸性氣與助燃風(fēng)的混合氣維持合理的流速，從而保證火焰剛直有力，不回火。因此，燃燒器200在低負(fù)荷工況下燃燒穩(wěn)定，不易回火，很好地解決了燃燒器小負(fù)荷運(yùn)行易回火這一難題。
[0041 ]僅打開二級助燃風(fēng)流道34時，二級助燃風(fēng)與酸性氣在預(yù)混室內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)力混合，形成預(yù)混式燃燒。這種情況下，酸性氣與助燃風(fēng)混合強(qiáng)度高，混合時間短，火焰短促，燃燒徹底。
[0042]當(dāng)同時打開一級助燃風(fēng)流道31和二級助燃風(fēng)流道34時，來自二級助燃風(fēng)流道34的助燃風(fēng)與酸性氣在預(yù)混室20中預(yù)混，形成預(yù)混燃燒；同時，來自一級助燃風(fēng)流道31的助燃風(fēng)與酸性氣在燃燒室10中邊混合邊燃燒，形成外混式燃燒，從而整體上形成預(yù)混與外混結(jié)合的混合式燃燒。
[0043]可以看到，燃燒器200采用兩級配風(fēng)，操作彈性大，適應(yīng)各種工況下的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0044]需要注意的是，盡管以上實施例中，燃料氣流道32、酸性氣流道33、二次助燃風(fēng)流道34按照此順序從內(nèi)向外布置，但是本發(fā)明并不限于此，而是可以應(yīng)用于上述流道具有不同內(nèi)外布置關(guān)系的燃燒器。例如可以根據(jù)各個流道中流量大小的相對關(guān)系改變不同流道的內(nèi)外布置。例如，具有最大流量的流道可以布置在直徑最大最外層。
[0045]進(jìn)一步，需要注意的是，盡管以上結(jié)合酸性氣燃燒器介紹了本發(fā)明的實施例，但是本發(fā)明也并不限于酸性氣燃燒器。本發(fā)明的二級配風(fēng)結(jié)構(gòu)(一級助燃風(fēng)流道和二級助燃風(fēng)流道結(jié)構(gòu))可以應(yīng)用于其他的燃燒器，以與上述實施例中相似的方式實現(xiàn)燃燒器不同工況下的穩(wěn)定燃燒，避免預(yù)混式燃燒器在低工況下的回火問題。例如，本發(fā)明可以應(yīng)用于這樣的燃燒器:燃燒器的多個供氣通道除了一級和二級助燃風(fēng)流道之外僅包括一個其他流道(如廢氣燃燒器中的廢氣流道，或熱風(fēng)爐燃燒器中的燃料氣流道)。
[0046]以上描述僅為本申請的較佳實施例以及對所運(yùn)用技術(shù)原理的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本申請中所涉及的發(fā)明范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時也應(yīng)涵蓋在不脫離所述發(fā)明構(gòu)思的情況下，由上述技術(shù)特征或其等同特征進(jìn)行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征進(jìn)行互相替換而形成的技術(shù)方案。
【主權(quán)項】
1.一種燃燒器，包括: 燃燒室； 預(yù)混室，所述預(yù)混室位于所述燃燒室前端，并且在所述預(yù)混室與燃燒室之間形成燃燒器喉口；以及 多個供氣流道，所述多個供氣流道形成同軸布置，并位于所述混合室的前端， 其中，所述多個供氣流道包括:一級助燃風(fēng)流道、二級助燃風(fēng)流道、以及至少一個用于供給可燃?xì)怏w的可燃?xì)怏w流道，其中，所述一級助燃風(fēng)流道位于所述同軸布置的中心，所述二級助燃風(fēng)流道的出口位于所述預(yù)混室內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃燒器，其中，所述一級助燃風(fēng)流道的最小橫截面積小于二級助燃風(fēng)流道的最小橫截面積的30%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述燃燒器，其中，所述一級助燃風(fēng)流道的出口位于所述預(yù)混室內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述燃燒器，其中，所述一級助燃風(fēng)流道的出口位于所述燃燒器喉口處。5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的燃燒器，其中，所述二級助燃風(fēng)流道位于所述同軸布置的最外層。6.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的燃燒器，其中，所述可燃?xì)怏w流道包括位于所述一級和二級助燃風(fēng)流道之間燃料氣流道。7.如權(quán)利要求6所述的燃燒器，其中，所述可燃?xì)饬鞯肋€包括位于所述一級和二級助燃風(fēng)流道之間的酸性氣流道。8.如權(quán)利要求7所述的燃燒器，其中，所述酸性氣流道位于所述燃料氣流道的外側(cè)。9.如權(quán)利要求7所述的燃燒器，還包括: 用于控制所述一級助燃風(fēng)流道的開閉的第一閥門； 用于控制所述二級助燃風(fēng)流道的開閉的第二閥門；和 控制器，該控制器接收指示所述酸性氣流道中的流量的信號，并基于該信號控制所述第一閥門和第二閥門。10.如權(quán)利要求9所述的燃燒器，其中，所述控制器構(gòu)造為:當(dāng)所述酸性氣流道中的流量為滿負(fù)荷流量的25%以下時，控制所述第一閥門打開所述一級助燃風(fēng)流道，并控制所述第二閥門關(guān)閉所述二級助燃風(fēng)流道。11.如權(quán)利要求10所述的燃燒器，其中，所述控制器進(jìn)一步構(gòu)造為:當(dāng)所述酸性氣流道中的流量為滿負(fù)荷流量的25%以上時，控制所述第一閥門打開所述一級助燃風(fēng)流道，并控制所述第二閥門逐步打開所述二級助燃風(fēng)流道;當(dāng)所述酸性氣流道中的流量為滿負(fù)荷流量的75 %以上時，全部打開所述二級助燃風(fēng)流道。
【文檔編號】F23D14/60GK105972595SQ201610484936
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月24日
【發(fā)明人】程向鋒, 李建偉
【申請人】洛陽明遠(yuǎn)石化技術(shù)有限公司