一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器，燃?xì)鈽屔显O(shè)置的節(jié)流小孔實(shí)現(xiàn)一套燃?xì)鈽寶鈬婎^既能在開工階段單燒高瓦，又能在運(yùn)行中燒尾氣，還能在運(yùn)行中尾氣不足時(shí)燒混合燃料的所有工況，且始終保持各工況下的火焰形狀不變，通過預(yù)混管面積和環(huán)形風(fēng)道面積的比例，及預(yù)混管側(cè)壁上軸向和徑向傾斜旋轉(zhuǎn)的一級(jí)燃料噴孔與內(nèi)接板上的二級(jí)燃料噴孔面積的比例實(shí)現(xiàn)燃料與空氣分級(jí)、預(yù)混、分段燃燒，保證了制氫裝置低熱值燃料的利用和補(bǔ)充加熱爐負(fù)荷高熱值燃料的穩(wěn)定燃燒，有效地抑制了NOx的生成，降低NOx排放。
【專利說明】
一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于化工節(jié)能燃燒與環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)入到上世紀(jì)九十年代，隨著節(jié)能和環(huán)保的需要，煉油、化工、化肥的制氫裝置、一段轉(zhuǎn)化爐，開始了對(duì)各裝置自產(chǎn)的尾氣、解析氣、脫附氣等自產(chǎn)氣體的再利用，不再將其送入火炬燃燒。
[0003]制氫頂燒燃燒器用于制氫裝置一段轉(zhuǎn)化爐，裝置運(yùn)行中燃燒器將尾氣和助燃空氣混合后燃燒，為加熱爐提供熱量。由于開工階段沒有尾氣，且裝置運(yùn)行中自產(chǎn)尾氣又不夠負(fù)荷，需要補(bǔ)充燃料，兩種燃料熱值差別大，為此，裝置大多設(shè)置高壓燃料與低壓尾氣兩條供氣系統(tǒng)，相應(yīng)的燃燒器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和操作也較為麻煩復(fù)雜，如果采用單獨(dú)設(shè)計(jì)的高瓦氣槍，開工階段高瓦火焰與運(yùn)行中低壓尾氣火焰的形狀會(huì)不同，又由于高壓燃料或低壓尾氣燃料一部分燃燒在燃燒器火盆磚內(nèi)完成，燃燒后煙氣溫度較高，故有一定量的NOx生成，對(duì)環(huán)境污染有一定的影響。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]基于此，本實(shí)用新型的目的是針對(duì)技術(shù)背景所述，提供一種在開工階段燒高瓦，運(yùn)行中燒裝置自產(chǎn)全部低壓低熱值尾氣，自產(chǎn)尾氣負(fù)荷不足時(shí)還能燒補(bǔ)充高瓦的燃燒器。
[0005]—種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器，包括火盆磚、燃燒器主體、燃?xì)鈽?、長明燈、穩(wěn)定器和調(diào)風(fēng)蝶閥，燃燒器主體與火盆磚同為中空結(jié)構(gòu)，燃燒器主體下端與火盆磚相連，火盆磚與燃燒器主體中間形成空氣流道，燃燒器主體上端設(shè)有助燃空氣通道、長明燈孔和燃?xì)鈽尶祝伎諝馔ǖ纼?nèi)設(shè)有調(diào)風(fēng)蝶閥，長明燈孔設(shè)有長明燈，燃?xì)鈽尶自O(shè)有燃?xì)鈽?，燃?xì)鈽尶咨隙嗽O(shè)有穩(wěn)定器與燃?xì)鈽屵B接，
[0006]燃?xì)鈽屔隙嗽O(shè)有高瓦接頭，高瓦接頭下方連接高瓦接管，高瓦接管下方設(shè)有槍管端頭，槍管端頭上設(shè)有節(jié)流小孔，槍管端頭下方設(shè)有槍管，槍管側(cè)面設(shè)有尾氣接管，槍管上設(shè)有安裝板與穩(wěn)定器連接，槍管下端設(shè)有氣噴頭。
[0007]在其中一個(gè)實(shí)施例中，氣噴頭包括上板、外接管、下板、圍框和燃料空氣預(yù)混管，夕卜接管與下板焊接，下板下方設(shè)有上板，下板與上板外沿通過圍板連接，上板和下板之間開有多個(gè)鉚焊孔，燃料空氣預(yù)混管設(shè)置在鉚焊孔上。
[0008]在其中一個(gè)實(shí)施例中，燃料空氣預(yù)混管側(cè)壁設(shè)有至少兩個(gè)一級(jí)燃料噴孔，一級(jí)燃料噴孔傾斜旋轉(zhuǎn)設(shè)置在燃料空氣預(yù)混管上。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，上板環(huán)燃料空氣預(yù)混管內(nèi)、外圍各設(shè)有二級(jí)燃料噴孔。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，長明燈為便攜式電子點(diǎn)火棒。
[0011 ]在其中一個(gè)實(shí)施例中，穩(wěn)定器設(shè)有高度調(diào)節(jié)裝置，分別連接燃?xì)鈽屌c燃燒器主體。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，燃燒器主體為多層結(jié)構(gòu)，最外層設(shè)有主體外筒體，最內(nèi)層設(shè)有主體隔熱內(nèi)襯，主體外筒體與主體隔熱內(nèi)襯之間設(shè)有主體內(nèi)筒體。
[0013]上述一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器，實(shí)現(xiàn)一套燃?xì)鈽寶鈬婎^既能在開工階段單燒高瓦，又能在運(yùn)行中燒尾氣，還能在運(yùn)行中尾氣不足時(shí)燒混合燃料的所有工況，且始終保持各工況下的火焰形狀不變。
[0014]適用于高、低壓燃?xì)獾娜紵?，特別適用于對(duì)制氫裝置、一段轉(zhuǎn)化爐尾氣、解析氣、脫附氣等自產(chǎn)低壓低熱值氣體燃料燃燒的使用。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)不意圖。
[0016]圖2為燃?xì)鈽尳Y(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為氣噴頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為氣噴頭俯視圖。
[0019]圖5為預(yù)混管結(jié)構(gòu)示意圖。
[°02°]圖6為預(yù)混管俯視圖。
[0021 ]圖7為節(jié)流小孔結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了便于理解本實(shí)用新型，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實(shí)用新型的首選實(shí)施例。但是，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本實(shí)用新型的公開內(nèi)容更加透徹全面。
[0023]需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“設(shè)置”在另一個(gè)元件，它可以是直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連通”另一個(gè)元件，它可以是直接連通到另一個(gè)元件，或者可能同時(shí)存在居中元件。
[0024]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實(shí)用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實(shí)用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本實(shí)用新型。
[0025]請(qǐng)參照?qǐng)D1，一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器主要由火盆磚1、燃燒器主體2、燃?xì)鈽?、長明燈4、穩(wěn)定器5、調(diào)風(fēng)蝶閥6組成。
[0026]主體內(nèi)筒體22上設(shè)有消聲孔、隔熱內(nèi)襯23起隔熱和消聲的作用，主體內(nèi)筒體22構(gòu)成空氣流道，火盆磚I安裝在加熱爐頂板上，燃燒器主體2卡套在火盆磚I上，帶外保溫的對(duì)開調(diào)風(fēng)蝶閥6安裝在燃燒器主體2助燃空氣通道上，穩(wěn)定器5安裝在燃燒器主體2面板上，穩(wěn)定器5上裝有燃?xì)鈽?，燃?xì)鈽?的位置通過調(diào)節(jié)穩(wěn)定器8上的支撐螺栓高度來實(shí)現(xiàn)。
[0027]請(qǐng)參照?qǐng)D2，設(shè)置在燃?xì)鈽?上的高瓦接頭36和尾氣接管37通過金屬軟管分別與裝置高瓦管線和尾氣管線相連接。
[0028]請(qǐng)參閱圖3，燃?xì)鈽?的組成部件氣噴頭31由上板311、外接管312、下板313、圍框314、燃料空氣預(yù)混噴管71組成。
[0029]外接管312與下板313管孔焊接，圍框314分別與上板311和下板313外沿焊接，燃料空氣預(yù)混噴管71上下端與上板311和下板313開有的多個(gè)鉚焊孔鉚接，組裝成中空的氣噴頭31部件。
[0030]請(qǐng)參閱圖4?5，燃料空氣預(yù)混噴管71側(cè)壁上都設(shè)計(jì)了多個(gè)具有軸向角和徑向角傾斜旋轉(zhuǎn)的一級(jí)燃料噴孔74，上板311環(huán)燃料空氣預(yù)混噴管71內(nèi)外圍另開有二級(jí)燃料噴孔73。
[0031]運(yùn)行中，助燃空氣經(jīng)過裝置高溫?zé)煔庥酂峄厥疹A(yù)熱，一定壓力的熱空氣(500Pa左右)進(jìn)入對(duì)開調(diào)風(fēng)蝶閥6，根據(jù)負(fù)荷大小，通過對(duì)開調(diào)風(fēng)蝶閥6控制總風(fēng)量，熱空氣進(jìn)入燃燒器主體2內(nèi)腔，經(jīng)過氣噴頭31和火盆磚I內(nèi)腔的環(huán)隙流道。
[0032]氣噴頭31與火盆磚I內(nèi)腔的環(huán)隙流道將送入的助燃空氣進(jìn)行分級(jí)，通過氣噴頭31的燃料空氣混合管71內(nèi)腔孔的空氣是為一級(jí)(一次)，通過設(shè)置在氣噴頭上的圍框314與火盆磚I內(nèi)腔環(huán)隙的空氣是為二級(jí)(二次)，空氣分級(jí)為燃燒器進(jìn)行低NOx燃燒創(chuàng)造條件。
[0033]請(qǐng)參照?qǐng)D3、圖6，運(yùn)行中，低壓低熱值尾氣由尾氣接管37進(jìn)入燃?xì)鈽?，經(jīng)過槍管32流向中空的氣噴頭31，從設(shè)置在燃料空氣預(yù)混噴管71側(cè)壁的一級(jí)燃料噴孔74噴出，是為一級(jí)燃料，從上板311環(huán)燃料空氣預(yù)混噴管71內(nèi)外圍另開的二級(jí)燃料噴孔73噴出，是為二級(jí)燃料。
[0034]至此低壓低熱值尾氣流過中空的氣噴頭31，實(shí)現(xiàn)了燃燒器的燃料分級(jí)，一級(jí)燃料和一次空氣預(yù)混實(shí)現(xiàn)一段燃燒，燃燒后煙氣與二次空氣、二次燃料混合實(shí)現(xiàn)二段燃燒，燃料與空氣分級(jí)分段燃燒有效地抑制NOx生成量。
[0035]請(qǐng)參照?qǐng)D2與圖7，燃?xì)鈽尣捎酶咄呓涌谠O(shè)計(jì)適用于制氫裝置的開工工況和運(yùn)行中尾氣不足時(shí)補(bǔ)充高瓦負(fù)荷的工況。
[0036]在使用狀態(tài)時(shí)，通過高瓦接頭36，高瓦進(jìn)入高瓦接管35，再通過燃?xì)鈽寴尮芏祟^34上開有的節(jié)流小孔341，高瓦降壓，在槍管32內(nèi)與低瓦尾氣混合，實(shí)現(xiàn)燃?xì)鈽屢惶讱鈬婎^既能在開工階段單燒高瓦，又能在運(yùn)行中燒尾氣，還能在運(yùn)行中尾氣不足時(shí)燒混合燃料的所有工況，且始終保持各工況下的火焰形狀不變。
[0037]燃燒器采用便攜式電子點(diǎn)火棒點(diǎn)燃主氣槍的一級(jí)點(diǎn)火方式。點(diǎn)火時(shí)，遵循火等氣的安全原則，確定燃燒器具備點(diǎn)火條件后，將便攜式電子點(diǎn)火棒點(diǎn)從穩(wěn)定器5上的點(diǎn)火孔插入到位后，啟動(dòng)點(diǎn)火按鈕，點(diǎn)火棒頂端放電打火，此時(shí)稍開燃?xì)忾y通入燃?xì)?，燃燒器即被點(diǎn)燃。點(diǎn)完火后應(yīng)退出點(diǎn)火棒防止燒壞，蓋住點(diǎn)火孔。
[0038]氣噴頭31中燃料空氣預(yù)混噴管71內(nèi)孔的結(jié)構(gòu)面積和火盆環(huán)隙風(fēng)道面積比例分配一、二級(jí)(次)風(fēng)量，分配比例約為40: 60。
[0039]氣噴頭中設(shè)置在燃料空氣預(yù)混噴管上的一級(jí)燃料噴孔74與環(huán)設(shè)在燃料空氣預(yù)混噴管71內(nèi)外圍的二級(jí)燃料噴孔73面積之和的分配比例約為65: 35。
[0040]—級(jí)燃料和一次空氣預(yù)混實(shí)現(xiàn)一段燃燒，形成的中心火焰層，此時(shí)是在低空氣量高燃料濃度下燃燒，故降低了中心火焰溫度，煙氣繼續(xù)向爐內(nèi)垂直噴射與二次燃料混合后，混合煙氣環(huán)火盆磚I間隙與二次空氣混合實(shí)現(xiàn)二段燃燒，此時(shí)是在高空氣量低燃料濃度下燃燒，由于一、二級(jí)燃料都是在非化學(xué)當(dāng)量比下的混合燃燒，燃燒溫度低，所以NOx生成受到抑制，當(dāng)兩組濃淡燃燒分別完成后，剩余燃?xì)夂褪Ｓ嗫諝庠诨鹧嫔喜拷M合實(shí)現(xiàn)完全燃燒。[0041 ]因此燃燒溫度和氧濃度都低，NOx生成再次受到抑制，達(dá)到降低排放煙氣中的NOx濃度目的，其排放的煙氣濃度在100mg/Nm3以下，典型的燃料分級(jí)和濃淡燃燒，低NOx燃燒技術(shù)有效地抑制NOx生成量。
[0042]在一級(jí)燃料噴孔74產(chǎn)生的強(qiáng)旋流作用下，加速了一級(jí)燃料與空氣的混合，增加了混合的均勻性，從而促進(jìn)了燃燒反應(yīng)，防止火焰局部高溫的產(chǎn)生，使火焰具有均勻的較低的溫度水平。
[0043]由于燃?xì)馀c空氣混合均勻性的增強(qiáng)，燃?xì)饪梢栽谳^低的過剩空氣量實(shí)現(xiàn)完全燃燒，因此，燃燒過程氧的分壓力有所降低。
[0044]在燃?xì)鈴?qiáng)旋流作用下，旋流中心火道出口處產(chǎn)生回流區(qū)，形成煙氣自身循環(huán)，它不僅起到穩(wěn)定火焰和加速燃燒反應(yīng)的作用，同時(shí)也起到降低燃燒區(qū)溫度和氧氣濃度的作用。由此，NOx生成受到抑制，從而減少了NOx的排放。
[0045]燃燒器主體2采用消聲結(jié)構(gòu)及低熱傳導(dǎo)設(shè)計(jì)，隔熱保溫性能優(yōu)異，使燃燒器箱體向外散熱損失降至最低，且具有的消音作用，故在燃燒過程中有效降低了助燃空氣在燃燒器內(nèi)高速流動(dòng)產(chǎn)生的噪音，其噪聲可控制在SOdB(A)以下，因而達(dá)到高效、節(jié)能、低NOx污染排放與低噪聲的環(huán)保目的。
[0046]上述一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器采用了燃料與空氣分級(jí)、燃料預(yù)混等低NOx燃燒技術(shù)和穩(wěn)定火焰措施，通過燃?xì)鈽寶鈬婎^31的燃料、空氣預(yù)混管71內(nèi)腔及設(shè)置在氣噴頭31上的圍框314與火盆磚I內(nèi)腔的環(huán)隙實(shí)現(xiàn)了燃燒器的空氣分級(jí)；
[0047]通過設(shè)置在燃料空氣混合管71上的一級(jí)燃料噴孔74設(shè)置在上板311上的二級(jí)燃料噴孔73實(shí)現(xiàn)了燃燒器的燃料分級(jí);還通過一級(jí)燃料噴孔74和空氣流道在燃料空氣預(yù)混管71內(nèi)實(shí)現(xiàn)了燃料與空氣的預(yù)混，保證了制氫裝置低熱值燃料的利用和補(bǔ)充加熱爐負(fù)荷高熱值燃料的穩(wěn)定燃燒，實(shí)現(xiàn)了分級(jí)燃燒，降低了火焰表面溫度，有效地抑制了 NOx的生成，從而實(shí)現(xiàn)燃燒煙氣低NOx排放。
[0048]實(shí)現(xiàn)一套燃?xì)鈽寶鈬婎^既能在開工階段單燒高瓦，又能在運(yùn)行中燒尾氣，還能在運(yùn)行中尾氣不足時(shí)燒混合燃料的所有工況，且始終保持各工況下的火焰形狀不變。
[0049]適用于高、低壓燃?xì)獾娜紵?，特別適用于對(duì)制氫裝置、一段轉(zhuǎn)化爐尾氣、解析氣、脫附氣等自產(chǎn)低壓低熱值氣體燃料燃燒的使用。
[0050]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器，包括火盆磚、燃燒器主體、燃?xì)鈽?、長明燈、穩(wěn)定器和調(diào)風(fēng)蝶閥，所述燃燒器主體與所述火盆磚同為中空結(jié)構(gòu)，所述燃燒器主體下端與所述火盆磚相連，所述火盆磚與所述燃燒器主體中間形成空氣流道，所述燃燒器主體上端設(shè)有助燃空氣通道、長明燈孔和燃?xì)鈽尶?，所述助燃空氣通道?nèi)設(shè)有所述調(diào)風(fēng)蝶閥，所述長明燈孔設(shè)有所述長明燈，所述燃?xì)鈽尶自O(shè)有所述燃?xì)鈽?，所述燃?xì)鈽尶咨隙嗽O(shè)有所述穩(wěn)定器與所述燃?xì)鈽屵B接， 其特征在于，所述燃?xì)鈽屔隙嗽O(shè)有高瓦接頭，所述高瓦接頭下方連接高瓦接管，所述高瓦接管下方設(shè)有槍管端頭，所述槍管端頭上設(shè)有節(jié)流小孔，所述槍管端頭下方設(shè)有槍管，所述槍管側(cè)面設(shè)有尾氣接管，所述槍管上設(shè)有安裝板與所述穩(wěn)定器連接，所述槍管下端設(shè)有氣噴頭。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器，其特征在于，所述氣噴頭包括上板、外接管、下板、圍框和燃料空氣預(yù)混管，所述外接管與所述下板焊接，所述下板下方設(shè)有所述上板，所述下板與所述上板外沿通過所述圍框連接，所述上板和所述下板之間開有多個(gè)鉚焊孔，所述燃料空氣預(yù)混管設(shè)置在所述鉚焊孔上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器，其特征在于，所述燃料空氣預(yù)混管側(cè)壁設(shè)有至少兩個(gè)一級(jí)燃料噴孔，所述一級(jí)燃料噴孔傾斜旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述燃料空氣預(yù)混管上。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器，其特征在于，所述上板環(huán)燃料空氣預(yù)混管內(nèi)、外圍各設(shè)有二級(jí)燃料噴孔。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器，其特征在于，所述長明燈為便攜式電子點(diǎn)火棒。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器，其特征在于，所述穩(wěn)定器設(shè)有高度調(diào)節(jié)裝置，分別連接所述燃?xì)鈽屌c所述燃燒器主體。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多燃料制氫頂燒低NOx燃燒器，其特征在于，所述燃燒器主體為多層結(jié)構(gòu)，最外層設(shè)有主體外筒體，最內(nèi)層設(shè)有主體隔熱內(nèi)襯，所述主體外筒體與所述主體隔熱內(nèi)襯之間設(shè)有主體內(nèi)筒體。
【文檔編號(hào)】F23D14/58GK205535801SQ201620098311
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年2月1日
【發(fā)明人】游述懷, 任征軍, 羅映波
【申請(qǐng)人】岳陽鐘鼎熱工電磁科技有限公司