和气体燃烧器的制作方法

1.本实用新型涉及燃烧器领域，具体地涉及一种和气体燃烧器。

背景技术：

2.随着我国现代化建设的发展，对环境污染实施有效的控制已变得越来越重要和紧迫，石油化工工业的技术进步和可持续发展也已成为人们关注的焦点，随着国家环保总局《石油炼制工业污染物排放标准》(gb31570-2015)的颁布实施，根据市场信息了解，目前国内石油化工行业中，重整装置四合一加热炉使用的燃烧器普遍为自然通风，在使用过程中发现有排放中烟气nox浓度偏高、氧含量高且不好调整,加热炉热效率低、能耗高、炉管受热不够均匀、易结焦等现象。因此研制一种增效减排型低nox气体燃烧器来提高加热炉热效率，降低氧含量及能耗，提高炉内温度均匀性，使用强制通风燃烧器来替代原自然通风燃烧器，很有必要，市场前景将很广阔。

技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的烟气nox浓度偏高、氧含量高且不好调整，加热炉热效率低、能耗高、炉管受热不够均匀、易结焦的问题，提供一种和气体燃烧器，该通过第一喷口为气体燃烧器提供径向直流的一级燃料，通过第二喷口为气体燃烧器提供轴向直流的二级燃料，一级直流燃料与空气混合燃烧，产生的烟气与二级燃料直流混合燃烧，产生的烟气再与二级燃料混合燃烧，实现燃料分级分段燃烧，有效地抑制no
x
的生成量。
4.为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种，该包括：气喷头和管，所述管的一端设置有气接头，另一端与所述气喷头的进气端密封连接，所述气喷头的侧面设置有沿其径向方向喷射的第一喷口，所述气喷头上位于所述第一喷口的两侧设置有斜向上喷射的第二喷口，两个所述第二喷口面向所述第一喷口的一侧的径向夹角为β1，0＜β1＜180
°
，两个所述第二喷口所在平面与所述气喷头的轴向夹角为α1，0＜α1＜90
°
。
5.优选地，所述气喷头的喷射端的端面设置为弧形面，所述第二喷口的出口设置于所述弧形面上。
6.优选地，位于两侧的所述第二喷口以所述第一喷口所在的纵向平面为对称面对称设置。
7.优选地，所述管面向所述气喷头的一端连接有球头密封管，所述球头密封管上设置有锁紧帽，所述气喷头的进气端的外侧设置有与所述锁紧帽配合使用的外螺纹。
8.优选地，所述管上固定套设有安装法兰，所述安装法兰面向所述气喷头的一侧设置有法兰垫片。
9.本实用新型第二方面提供一种气体燃烧器，该气体燃烧器包括：燃烧器本体，所述燃烧器本体的顶端设置有火盆砖，所述火盆砖内设置有伸入其中的且设置于长明灯端部的直口式稳焰管；所述火盆砖的周向位置安装有多个所述，所述上设置的第一喷口
朝向所述火盆砖的中心径向喷射。
10.优选地，所述火盆砖的中心形成有与其同轴的环形凸台；所述环形凸台的外圈上等间隔设置有多个凸型台，相邻两个所述凸型台之间形成有凹槽缺口；所述火盆砖上位于每个所述凹槽缺口的位置均安装有一个所述，所述环形凸台的外侧与火盆砖上表面形成钝角夹角β2；；所述环形凸台的侧面每间隔一个所述凹槽缺口设置有一个与所述第一喷口对应的径向延伸的径向孔。
11.优选地，所述环形凸台的内径为d4，所述火盆砖的火道呈圆台形状，其喉口出口直径为d3，d4＞d3。
12.优选地，所述燃烧器本体还包括位于所述火盆砖下方且顺次连接的筒体和风箱，所述风箱上设置有调风蝶阀，所述长明灯一端固定于所述风箱上，另一端自所述风箱伸入至所述火盆砖的火道内。
13.优选地，所述风箱包括：风箱本体，所述风箱本体的外筒壁内侧自外而内依次设置有隔热消声材料层和钢丝网层。
14.通过上述技术方案，该通过第一喷口为气体燃烧器提供径向直流的一级燃料，通过第二喷口为气体燃烧器提供轴向直流的二级燃料，一级直流燃料与空气混合燃烧，产生的烟气与二级燃料直流混合燃烧，产生的烟气再与二级燃料混合燃烧，实现燃料分级分段燃烧，有效地抑制no
x
的生成量。
附图说明
15.图1是气喷头的一种优选实施方式的剖面结构示意图；
16.图2是气喷头的一种优选实施方式的整体结构正视示意图；
17.图3是的一种优选实施方式的整体结构侧视示意图；
18.图4是的一种优选实施方式的整体结构后视示意图；
19.图5是的一种优选实施方式的整体结构俯视示意图；
20.图6是气体燃烧器的一种优选实施方式的整体结构示意图；
21.图7是气体燃烧器的一种优选实施方式的俯视图；
22.图8是火盆砖的一种优选实施方式的剖面结构示意图；
23.图9是火盆砖的一种优选实施方式的俯视图；
24.图10是风箱的一种优选实施方式的剖面结构示意图；
25.图11是风箱的一种优选实施方式的底面结构示意图。
26.附图标记说明
27.1-火盆砖；2-筒体；3-；3-1-气喷头；3-2-锁紧帽；3-3-球头密封管；3-4-管；3-5-法兰垫片；3-6-安装法兰；3-7-气接头；3-8-第二喷口；3-9-第一喷口；3-10-锥形面；4-燃料分配器；5-风箱；5-1-钢丝网层；5-2-隔热消声材料层；5-3-风箱本体；6-长明灯；7-调风蝶阀；8-直口式稳焰管；9-火道；10-环形凸台；11-凸型台；12-凹槽缺口；13-径向孔；14-安装孔。
具体实施方式
28.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处
所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
29.在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，“上下左右、前后内外”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。
30.参见图1-5所示的3，该3包括：气喷头3-1和管3-4，所述管3-4的一端设置有气接头3-7，另一端与所述气喷头3-1的进气端密封连接，所述气喷头3-1的侧面设置有沿其径向方向喷射的第一喷口3-9，所述气喷头3-1上位于所述第一喷口3-9的两侧设置有斜向上喷射的第二喷口3-8，两个所述第二喷口3-8面向所述第一喷口3-9的一侧的径向夹角为β1，0＜β1＜180
°
，两个所述第二喷口3-8所在平面与所述气喷头3-1的轴向夹角为α1，0＜α1＜90
°
。
31.通过上述技术方案的实施，该3通过第一喷口3-9为气体燃烧器提供径向直流的一级燃料，通过第二喷口3-8为气体燃烧器提供轴向直流的二级燃料，一级直流燃料与空气混合燃烧，产生的烟气与二级燃料直流混合燃烧，产生的烟气再与二级燃料混合燃烧，实现燃料分级分段燃烧，有效地抑制no
x
的生成量。
32.在该实施方式中，所述气喷头3-1的喷射端的端面设置为弧形面，所述第二喷口3-8的出口设置于所述弧形面上。通过将气喷头3-1的喷射端的端面设置为弧形面可以增加第二喷口3-8出口位置的平滑性，提升燃料喷射效果。
33.在该实施方式中，为了进一步提升燃料的喷射效果，所述气喷头3-1的内顶面设置为锥形面3-10，所述第二喷口3-8的喷射方向与所述锥形面3-10的表面相垂直。
34.在该实施方式中，为了进一步提升燃料的喷射效果，使得燃烧效果更好，位于两侧的所述第二喷口3-8以所述第一喷口3-9所在的纵向平面为对称面对称设置。
35.在该实施方式中，所述管3-4面向所述气喷头3-1的一端连接有球头密封管3-3，所述球头密封管3-3上设置有锁紧帽3-2，所述气喷头3-1的进气端的外侧设置有与所述锁紧帽3-2配合使用的外螺纹。通过将锁紧帽3-2配合安装在外螺纹上，使得球头密封管3-3与气喷头3-1的端部之间实现密封，避免燃料泄漏。其中，采用的是气喷头3-1连接端的锥面与球面接头硬密封锁紧结构，螺纹锁紧结构的利用方便了气喷头3-1维修更换，方便了气喷头3-1喷孔方位的对正。
36.在该实施方式中，所述管3-4上固定套设有安装法兰3-6，所述安装法兰3-6面向所述气喷头3-1的一侧设置有法兰垫片3-5。通过安装法兰3-6的设置便于将3整体安装在气体燃烧器上，法兰垫片3-5设置在安装法兰3-6和气体燃烧器的安装面之间。
37.此外，参见图6-11所示，本实用新型第二方面提供一种气体燃烧器，该气体燃烧器包括：燃烧器本体，所述燃烧器本体的顶端设置有火盆砖1，所述火盆砖1内设置有伸入其中的且设置于长明灯6端部的直口式稳焰管8；所述火盆砖1的周向位置安装有多个所述3，所述3上设置的第一喷口3-9朝向所述火盆砖1的中心径向喷射。
38.通过上述技术方案的实施，多个3的气接头3-7通过燃料管道与燃料分配器4连接，燃料分配器4与燃料供应源连接，通过燃料分配器4将燃料分配至多个3，第一喷口3-9与燃烧器本体呈径向的水平布置，从此喷出的燃料径向轴心距离为h1，产生径向直流，是为一级燃料，通过长明灯6引燃，起引火孔的作用，第二喷口3-8与燃烧器本体呈轴向夹角α1和径向夹角β1的倾斜布置，从此喷出的燃料产生轴向直流，是为二级燃料。一级直流
燃料与空气混合燃烧，产生的烟气与二级燃料直流混合燃烧，产生的烟气再与二级燃料混合燃烧，以此实现燃料分级分段燃烧，有效地抑制no
x
生成量的目的。
39.在该实施方式中，所述火盆砖1的中心形成有与其同轴的环形凸台10；所述环形凸台10的外圈上等间隔设置有多个凸型台11，相邻两个所述凸型台11之间形成有凹槽缺口12；所述火盆砖1上位于每个所述凹槽缺口12的位置均安装有一个所述3，所述环形凸台10的外侧与火盆砖1上表面形成钝角夹角β2；；所述环形凸台10的侧面每间隔一个所述凹槽缺口12设置有一个与所述第一喷口3-9对应的径向延伸的径向孔13。
40.如图7所示的一种实施方式中，火盆砖1的周围位于环形凸台10的外侧周向等间隔设置有8个用于安装3的安装孔14，3自下往上插入该安装孔14，通过安装法兰3-6安装在火盆砖1上，此时，对应安装有8个3，其中4个3中的第一喷口3-9能够从径向孔13喷射至火盆砖1的中心用于与长明灯6配合引燃，另外4个3中的第一喷口3-9由于没有对应设置径向孔13，其所喷射的直流燃料从凹槽缺口12处引射烟气回流，同时燃烧烟气在环形凸台10外侧产生驻涡直流，射流引射烟气回流和烟气驻涡回流的作用，实现了燃料的稳定燃烧，降低了火焰表面温度，有效地抑制了烟气中nox的生成量。
41.在该实施方式中，所述环形凸台10的内径为d4，所述火盆砖1的火道9呈圆台形状，其喉口出口直径为d3，d4＞d3。运行时，环形凸台10的内径d3与火道9的喉口出口内径d4尺寸的组合，使空气流产生一定偏转，增大了空气流与燃气流的交角，改善了气流混合条件，提高了入口处的空气流速，强化了空气与燃气的混合，特别是与一级燃料的混合，有利于实现合理比例的烟气回流。燃烧火道9中，由于火盆砖1径向孔13的作用，在火盆砖1内的凹台下游形成一个高温烟气回流区，使燃料从喷头喷出后立即被回流的高温烟点燃，这就保证了燃烧器燃烧的稳定性。
42.在该实施方式中，为了进一步提供一种燃烧器本体，所述燃烧器本体还包括位于所述火盆砖1下方且顺次连接的筒体2和风箱5，所述风箱5上设置有调风蝶阀7，所述长明灯6一端固定于所述风箱5上，另一端自所述风箱5伸入至所述火盆砖1的火道9内。通过调风蝶阀7可以调整助燃空气的风量，长明灯6稳焰管前端直口设计，有利于在任何情况下一级燃料的引燃，实现一级燃料距离燃烧器本体轴心距h1的径向射流气体稳定燃烧。
43.在该实施方式中，所述风箱5包括：风箱本体5-3，所述风箱本体5-3的外筒壁内侧自外而内依次设置有隔热消声材料层5-2和钢丝网层5-1。
44.通过上述方案的实施，风箱5采用的消声结构及低热传导设计，隔热保温性能优异，使风箱5向外散热损失降至最低，因而是一种性能优异的低nox气体燃烧器。
45.在该实施方式中，所述隔热消声材料层5-2为陶瓷纤维棉衬里。陶瓷纤维棉衬里的厚度根据需要设置，设置足够厚的隔热消声材料层5-2，有效的降低了风箱5对外散热，同时由于钢丝网层5-1和内衬隔热材料的阻尼性消音，使得助燃空气在燃烧器内高速流动产生的噪音得到迅速衰减，实现燃烧器的低噪音排放，满足燃烧器运行时噪音小于80dba及风箱5外表面温度低于60℃要求。
46.在本实用新型中，燃料射流有两个作用：一是增加了气流的絮动,强化了混合过程；二是直流中心的回流区使大量烟气回流并与燃气和空气的混合物相混合，加热了混合物，提高了反应区温度，降低了火焰中心温度，强化了化学反应过程。
47.在本实用新型的一种实施方式中，环形凸台10的内径为d4，火道9呈圆台形状，其
喉口出口直径为d3，d4＞d3，燃料气通过燃料分配器4分配至各个3中，从第一喷口3-9d1、和第二喷口3-8d2喷出实现燃烧器的燃料分级，再通过轴向夹角和火盆砖1外侧夹角β2，第一喷口3-9d1与径向孔13h2形成径向夹角的组合实现了燃料与空气的强化混合，达到稳定燃烧的目的。通过环形凸台10外侧的多个凸型台11形成的凹槽缺口12，及3喷头燃料喷孔多方位喷孔夹角的设置，利用射流的引射作用和变径处的直流作用，及燃料旋转射流和火盆砖1内环形凸台10产生的直流作用，实现燃烧器的烟气回流。
48.多种措施的组合实施，实现了燃料的分级稳定燃烧，降低了火焰表面温度，有效地抑制了烟气中nox的生成，从而实现了燃烧烟气的低nox排放，同时燃烧器主体采用的消声结构及低热传导设计，隔热保温性能优异，使箱体向外散热损失降至最低，因而是一种性能优异的低nox气体燃烧器，其排放的烟气浓度在50mg/nm3以下，达到了高效、节能、低no
x
污染排放与低噪声的环保目的。
49.安装时，风箱5与筒体2上法兰相连接，火盆砖1固定在筒体2上，3插入至安装孔14后通过安装法兰3-6安装，从风箱5底部插入设置的长明灯6，分别插入风箱5及筒体2上设置的安装孔14处，采用便携式电子点火棒或人工火把点燃。
50.气体燃烧器先点燃长明灯6，再由长明灯6点燃3的两级点火方式，适用于热空气强制通风和冷空气自然通风操作工况，在燃料压力、组分变化等复杂环境下都能稳定燃烧，达到高效、节能、低no
x
污染排放与低噪声的环保目的。
51.本实用新型是一种性能优异的低nox气体燃烧器，能满足gb31570-2015《石油炼制工业污染物排放标准》对石化工艺加热炉大气污染物nox排放控制要求，因而达到了高效、节能、低nox污染排放与低噪声的环保目的。
52.以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
53.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
54.此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

技术特征：

1.一种气体燃烧器，其特征在于，所述气体燃烧器包括：燃烧器本体，所述燃烧器本体的顶端设置有火盆砖(1)，所述火盆砖(1)内设置有伸入其中的且设置于长明灯(6)端部的直口式稳焰管(8)；所述火盆砖(1)的周向位置安装有多个(3)，所述(3)包括：气喷头(3-1)和管(3-4)，所述管(3-4)的一端设置有气接头(3-7)，另一端与所述气喷头(3-1)的进气端密封连接；所述气喷头(3-1)的侧面设置有沿其径向方向朝向所述火盆砖(1)的中心径向喷射的第一喷口(3-9)，所述气喷头(3-1)上位于所述第一喷口(3-9)的两侧设置有斜向上喷射的第二喷口(3-8)；两个所述第二喷口(3-8)面向所述第一喷口(3-9)的一侧的径向夹角为β1，0＜β1＜180
°
，两个所述第二喷口(3-8)所在平面与所述气喷头(3-1)的轴向夹角为α1，0＜α1＜90
°
；所述火盆砖(1)的中心形成有与其同轴的环形凸台(10)；所述环形凸台(10)的外圈上等间隔设置有多个凸型台(11)，相邻两个所述凸型台(11)之间形成有凹槽缺口(12)；所述火盆砖(1)上位于每个所述凹槽缺口(12)的位置均安装有一个所述(3)，所述环形凸台(10)的外侧与火盆砖(1)上表面形成钝角夹角β2；所述环形凸台(10)的侧面每间隔一个所述凹槽缺口(12)设置有一个与所述第一喷口(3-9)对应的径向延伸的径向孔(13)。2.根据权利要求1所述的气体燃烧器，其特征在于，所述环形凸台(10)的内径为d4，所述火盆砖(1)的火道(9)呈圆台形状，其喉口出口直径为d3，d4＞d3。3.根据权利要求1或2所述的气体燃烧器，其特征在于，所述燃烧器本体还包括位于所述火盆砖(1)下方且顺次连接的筒体(2)和风箱(5)，所述风箱(5)上设置有调风蝶阀(7)，所述长明灯(6)一端固定于所述风箱(5)上，另一端自所述风箱(5)伸入至所述火盆砖(1)的火道(9)内。4.根据权利要求3所述的气体燃烧器，其特征在于，所述风箱(5)包括：风箱本体(5-3)，所述风箱本体(5-3)的外筒壁内侧自外而内依次设置有隔热消声材料层(5-2)和钢丝网层(5-1)。5.根据权利要求1所述的气体燃烧器，其特征在于，所述气喷头(3-1)的喷射端的端面设置为弧形面，所述第二喷口(3-8)的出口设置于所述弧形面上。6.根据权利要求1所述的气体燃烧器，其特征在于，位于两侧的所述第二喷口(3-8)以所述第一喷口(3-9)所在的纵向平面为对称面对称设置。7.根据权利要求1所述的气体燃烧器，其特征在于，所述管(3-4)面向所述气喷头(3-1)的一端连接有球头密封管(3-3)，所述球头密封管(3-3)上设置有锁紧帽(3-2)，所述气喷头(3-1)的进气端的外侧设置有与所述锁紧帽(3-2)配合使用的外螺纹。8.根据权利要求1或5-7中的任意一项所述的气体燃烧器，其特征在于，所述管(3-4)上固定套设有安装法兰(3-6)，所述安装法兰(3-6)面向所述气喷头(3-1)的一侧设置有法兰垫片(3-5)。

技术总结

本实用新型涉及燃烧器领域，公开了一种和气体燃烧器，该包括：气喷头和管，管的一端设置气接头，另一端与气喷头的进气端密封连接，气喷头的侧面设置有径向喷射的第一喷口，气喷头上位于第一喷口的两侧设置有斜向上喷射的第二喷口，两个第二喷口面向第一喷口的一侧的径向夹角为β1，0＜β1＜180

技术研发人员：

伍志勇 李江山 张绍良 刘宝君 梁允生 姜立宝 赵佳 高东斌

受保护的技术使用者：

中海油惠州石化有限公司

技术研发日：

2022.03.16

技术公布日：

2023/3/3