專利名稱：一種大調(diào)節(jié)能力的側(cè)壁氣體燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種大調(diào)節(jié)能力的側(cè)壁氣體燃燒器，特別是一種適用于乙烯裂解爐以燃料氣為燃料的貼壁火焰氣體燃燒器。
背景技術(shù)：
燃燒器是乙烯裂解爐的主要部件之一，大多數(shù)裂解爐采用了側(cè)壁燃燒器和底部燃燒器聯(lián)合供熱的方式，這種配置方式可獲得較均勻的爐管軸向溫度分布。側(cè)壁燃燒器通常采用半預(yù)混式燃燒器，利用燃料噴嘴噴出的燃料氣引射空氣，在引射器內(nèi)燃料氣與空氣進(jìn)行混合使?jié)舛葓?chǎng)、溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)趨于一致，噴出燒嘴火孔形成貼壁火焰。前期的技術(shù)和燃燒裝置在火焰形狀、火焰直徑、熱流密度分布方面取得了不同程度的成功，但對(duì)于燃燒器而言，還需要一些改進(jìn)，特別是側(cè)壁燃燒器的調(diào)節(jié)能力和日常維護(hù)。眾所周知，燃燒器的調(diào)節(jié)比(燃燒器最大負(fù)荷與最小負(fù)荷之比)制約著裂解爐的操作彈性，目前底部擴(kuò)散式燃燒器的調(diào)節(jié)比可達(dá)1 :8，而側(cè)壁半預(yù)混式燃燒器的調(diào)節(jié)比通常僅為1 :3，這是由于燃燒器結(jié)構(gòu)形式不同造成的，側(cè)壁燃燒器如要實(shí)現(xiàn)高調(diào)節(jié)比或廣燃料適用范圍，需改變?nèi)剂蠂娮炜讖剑袝r(shí)還要改變燒嘴火孔面積，這就需要更換燃料噴嘴和燒嘴，但現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的燃料噴嘴不宜拆卸，更換使用貴重金屬材料的燒嘴也不經(jīng)濟(jì)；另外側(cè)壁燃燒器燃料噴嘴也不宜在線維護(hù)，這有可能影響到爐子的操作周期。CN00247075. 6公開了一種側(cè)壁氣體燃燒器，主要由燃料氣進(jìn)口管、引射器、燒嘴組成，特點(diǎn)是在進(jìn)氣口端設(shè)有外、內(nèi)消音器及視火孔，燃料氣進(jìn)口管的出口端設(shè)有置于引射器內(nèi)的燃?xì)鈬婎^，引射器前端接有燒嘴，燒嘴頭部為碗狀，其碗部周邊開有數(shù)個(gè)矩形噴孔；引射器、燒嘴外圍設(shè)有燒嘴磚，外消音器與燒嘴磚之間設(shè)有二次助燃空氣調(diào)節(jié)器。該氣體燃燒器火焰貼壁燃燒，燃燒狀況好，使用壽命長(zhǎng)，操作方便，噪音低，但由于受結(jié)構(gòu)形式所限，調(diào)節(jié)能力不大，燃料適用范圍不廣，也不宜在線維護(hù)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種大調(diào)節(jié)能力的側(cè)壁氣體燃燒器，特別是一種適用于乙烯裂解爐上的以燃料氣為燃料的貼壁火焰?zhèn)缺跉怏w燃燒器，它不僅可以滿足工藝要求，并且便于日常維護(hù)。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的—種大調(diào)節(jié)能力的側(cè)壁氣體燃燒器，主要由風(fēng)箱1、進(jìn)氣管4、燃料噴嘴5、引射器6、燒嘴7、燒嘴磚8組成，其特征在于進(jìn)氣管4的入口處接在進(jìn)氣三通2的主管上，主管的另一端與堵頭3螺紋連接，支管與燃?xì)夤芫€連接，進(jìn)氣管4置于引射器6內(nèi)，進(jìn)氣管4出口端開有內(nèi)螺紋孔9，燃料噴嘴5 —端開有十字槽10，可通過其外螺紋由進(jìn)氣管4入口端旋入進(jìn)氣管4出口端的內(nèi)螺紋孔9，燃料噴嘴5中心開有燃料噴孔11，使從進(jìn)氣三通2引入的燃料氣經(jīng)燃料噴孔11噴入引射器6，引射一次助燃空氣并與之混合后經(jīng)燒嘴7的火孔12噴入爐膛燃燒，通過燒嘴7與燒嘴磚8之間環(huán)隙進(jìn)入爐膛的二次助燃空氣也在燃燒區(qū)參與燃燒。[0008]本實(shí)用新型中，燒嘴7還可由燒嘴頭13、燒嘴本體14、緊固螺栓15、緊固螺母16組成，燒嘴頭13為碗狀，碗檐底部有數(shù)個(gè)(最好是3 10個(gè))圓周均布的凸臺(tái)17，各凸臺(tái)高度相同，碗根部有便于緊固螺栓15延伸穿過的中心開孔，燒嘴本體14為筒狀，其一端在軸心處固定有一套管，套管內(nèi)部嵌有緊固螺栓15，另一端端面有多組(最好有2 4組)圓周均布的凹槽18，每組凹槽深度相同，每組最好有3 10個(gè)均布的凹槽(與凸臺(tái)數(shù)相符)，各組凹槽間夾角α相同，最好α為5° 30° ；各組凹槽深度不同，凹槽18和凸臺(tái)17的橫截面形狀相匹配，橫截面形狀最好為多邊形或圓形；凸臺(tái)可嵌入凹槽中，通過緊固螺栓15穿過燒嘴頭13和燒嘴本體14并由緊固螺母16固定。燒嘴頭13和燒嘴本體14的連接間隙形成燒嘴火孔12，通過改變燒嘴頭13中凸臺(tái)17插入不同的組的凹槽18，由于各組凹槽深度不同，由此產(chǎn)生不同的間隙，可組成不同燒嘴火孔12的燒嘴7。本實(shí)用新型是CN00247075. 6的改進(jìn)，可通過燃料噴嘴的在線更換，或離線同時(shí)調(diào)節(jié)燃料噴嘴孔徑和燒嘴火孔大小，實(shí)現(xiàn)側(cè)壁燃燒器的高調(diào)節(jié)比和廣燃料適用范圍，同時(shí)節(jié)省了貴重金屬材料，另外也可在線維護(hù)燃燒器燃料噴嘴。更具體地舉例，一臺(tái)側(cè)壁燃燒器備有多套燃料噴嘴5，其燃料噴孔11各不相同，根據(jù)燃燒器能力或燃料的不同使用不同的燃料噴嘴5，在線更換時(shí)，切斷需要更換的側(cè)壁燃燒器燃料氣源，旋開堵頭3，通過頭部帶有磁性的長(zhǎng)十字螺絲刀將需要更換的一套燃料噴嘴5旋出，反之換入另一套燃料噴嘴5，同理也可在線對(duì)燃料噴嘴5進(jìn)行維護(hù)，操作方便經(jīng)濟(jì)。如果經(jīng)工藝計(jì)算僅靠改變?nèi)剂蠂娮炜讖讲荒軡M足燃燒器能力或燃料適用范圍的要求，需改變燒嘴火孔12面積，離線維護(hù)時(shí)將燒嘴7取出，旋開連接燒嘴頭13和燒嘴本體14的緊固螺栓15和緊固螺母16，通過燒嘴頭13上凸臺(tái)17和與之匹配的燒嘴本體14上凹槽18的不同組的配合來調(diào)節(jié)燒嘴火孔12的大小。本實(shí)用新型側(cè)壁氣體燃燒器中燃料噴嘴5的材料需為磁性材料。在使用本實(shí)用新型時(shí)，最好采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)方法進(jìn)行引射器6和燒嘴7流道的設(shè)計(jì)；采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)方法確定燃料噴孔11、燒嘴火孔12的尺寸和數(shù)量，從而滿足工藝要求。本實(shí)用新型的側(cè)壁氣體燃燒器特別適合在裂解爐上使用，適用燃料范圍廣，火焰貼壁燃燒，燃燒狀況好，噪音低；而且本實(shí)用新型的燃燒器在維護(hù)和控制上更加簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)比可達(dá)1 :8或更高，裂解爐運(yùn)行時(shí)給了操作者更大的彈性和安全性。本實(shí)用新型的特征和優(yōu)點(diǎn)可通過下面的具體實(shí)施方式
和附圖中進(jìn)一步描述。

圖1是本實(shí)用新型燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型燃燒器進(jìn)氣管的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實(shí)用新型燃燒器燃料噴嘴的結(jié)構(gòu)圖；圖4是本實(shí)用新型燃燒器燒嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型燃燒器燒嘴頭的結(jié)構(gòu)圖；圖6是圖5的A向視圖；圖7是本實(shí)用新型燃燒器燒嘴本體的結(jié)構(gòu)圖；圖8是圖7的B向視圖。
4[0023]圖中1-風(fēng)箱，2-進(jìn)氣三通，3-堵頭，4-進(jìn)氣管，5-燃料噴嘴，6_引射器，7_燒嘴，8-燒嘴磚，9-內(nèi)螺紋孔，10-十字槽，11-燃料噴孔，12-燒嘴火孔，13-燒嘴頭，14-燒嘴本體，15-緊固螺栓，16-緊固螺母，17-凸臺(tái)，18-凹槽。
具體實(shí)施方式
圖1所示是一種應(yīng)用本實(shí)用新型的用于乙烯裂解爐的大調(diào)節(jié)能力側(cè)壁氣體燃燒器，主要由風(fēng)箱1、進(jìn)氣三通2、堵頭3、進(jìn)氣管4、燃料噴嘴5、引射器6、燒嘴7、燒嘴磚8組成。它僅是本實(shí)用新型的一種形式，本實(shí)用新型并不僅限于此。參閱圖1，進(jìn)氣三通2主管一端與堵頭3螺紋連接，主管另一端與進(jìn)氣管4入口端連接，支管與燃?xì)夤芫€連接，燃料氣經(jīng)進(jìn)氣三通2從進(jìn)氣管4進(jìn)入，經(jīng)燃料噴嘴5噴入引射器6，通過引射一次助燃空氣與之在引射器6內(nèi)混合后，經(jīng)燒嘴7進(jìn)入爐膛燃燒區(qū)。通過燒嘴7與燒嘴磚8之間環(huán)隙進(jìn)入爐膛的二次助燃空氣也在燃燒區(qū)參與燃燒。參閱圖1、2、3，進(jìn)氣管4置于引射器6內(nèi)，進(jìn)氣管4出口端開有內(nèi)螺紋孔9，燃料噴嘴5 —端開有十字槽10，可通過其外螺紋由進(jìn)氣管4入口端旋入進(jìn)氣管4出口端的內(nèi)螺紋孔9，燃料噴嘴5中心開有燃料噴孔11。參閱圖4，燒嘴7由燒嘴頭13、燒嘴本體14、緊固螺栓15、緊固螺母16。它僅是本實(shí)用新型的一種形式，本實(shí)用新型并不僅限于此。參閱圖5、6，燒嘴頭13上有8個(gè)均布的凸臺(tái)17，凸臺(tái)高度相同。參閱圖7、8，燒嘴本體14上有三組凹槽18，每組有8個(gè)均布的凹槽18，凹槽深度相同，三組凹槽即有三組深度不同的凹槽。參閱圖4、5、6、7、8，燒嘴7通過緊固螺栓15、緊固螺母16，以及和與之匹配的燒嘴本體14上凹槽18的不同配合來調(diào)節(jié)燒嘴火孔12的大小。圖1中引射器6、燒嘴7的流道設(shè)計(jì)采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖3、4中燃料噴孔11、燒嘴火孔12的尺寸、方位和數(shù)量采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。該側(cè)壁氣體燃燒器操作彈性大，適用燃料范圍廣，控制維護(hù)方便。
權(quán)利要求1.一種大調(diào)節(jié)能力的側(cè)壁氣體燃燒器，主要由風(fēng)箱(1)、進(jìn)氣管(4)、燃料噴嘴(5)、引射器(6)、燒嘴(7)、燒嘴磚(8)組成，其特征在于進(jìn)氣管(4)的入口處接在進(jìn)氣三通(2)的主管上，主管的另一端與堵頭(3)螺紋連接，支管與燃?xì)夤芫€連接，進(jìn)氣管(4)置于引射器(6) 內(nèi)，進(jìn)氣管(4)出口端開有內(nèi)螺紋孔(9)，燃料噴嘴(5) —端開有十字槽(10)，可通過其外螺紋由進(jìn)氣管(4)入口端旋入進(jìn)氣管(4)出口端的內(nèi)螺紋孔(9)，燃料噴嘴(5)中心開有燃料噴孔(11)，使從進(jìn)氣三通(2)引入的燃料氣經(jīng)燃料噴孔(11)噴入引射器(6)，引射一次助燃空氣并與之混合后經(jīng)燒嘴(7)的火孔(12)噴入爐膛燃燒，通過燒嘴(7)與燒嘴磚(8)之間環(huán)隙進(jìn)入爐膛的二次助燃空氣也在燃燒區(qū)參與燃燒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的側(cè)壁氣體燃燒器，其特征在于，燒嘴(7)由燒嘴頭(13)、燒嘴本體(14)、緊固螺栓(15)、緊固螺母(16)組成，燒嘴頭(13)為碗狀，碗檐底部有多個(gè)圓周均布的凸臺(tái)(17)，各凸臺(tái)高度相同，碗根部有便于緊固螺栓(15)延伸穿過的中心開孔，燒嘴本體(14)為筒狀，其一端在軸心處固定有一套管，套管內(nèi)部嵌有緊固螺栓(15)，另一端端面有多組圓周均布的凹槽(18)，每組凹槽深度相同，各組凹槽間夾角α相同，各組凹槽深度不同，凹槽(18)和凸臺(tái)(17)的橫截面形狀相匹配，凸臺(tái)可嵌入凹槽中，通過緊固螺栓 (15)穿過燒嘴頭(13)和燒嘴本體(14)并由緊固螺母(16)固定；燒嘴頭(13)和燒嘴本體 (14)的連接間隙形成燒嘴火孔(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的側(cè)壁氣體燃燒器，其特征在于均布的凸臺(tái)(17)有3 10個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的側(cè)壁氣體燃燒器，其特征在于燒嘴本體(14)上有2 4組與燒嘴頭(13)凸臺(tái)(17)相匹配的凹槽(18)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的側(cè)壁氣體燃燒器，其特征在于各組凹槽(18)間的夾角α為 5° 30°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的側(cè)壁氣體燃燒器，其特征在于凸臺(tái)(17)和凹槽(18)的橫截面形狀為多邊形或圓形。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種大調(diào)節(jié)能力的側(cè)壁氣體燃燒器，主要由風(fēng)箱(1)、進(jìn)氣三通(2)、堵頭(3)、進(jìn)氣管(4)、燃料噴嘴(5)、引射器(6)、燒嘴(7)、燒嘴磚(8)組成，從進(jìn)氣三通(2)引入的燃料氣通過引射器(6)引射一次助燃空氣并與之混合后經(jīng)燒嘴(7)噴入爐膛燃燒，二次助燃空氣通過燒嘴(7)與燒嘴磚(8)之間環(huán)隙進(jìn)入爐膛參與燃燒。通過燃料噴嘴(5)的在線更換，或調(diào)節(jié)燒嘴(7)火孔大小，實(shí)現(xiàn)側(cè)壁燃燒器的大調(diào)節(jié)能力和廣燃料適用范圍，另外也可在線維護(hù)燃燒器燃料噴嘴(5)。該側(cè)壁氣體燃燒器，特別適合在裂解爐上使用，火焰貼壁燃燒，燃燒狀況好，噪音低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，在維護(hù)和控制上更加簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)F23D14/04GK202328246SQ201120460989
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月20日
發(fā)明者劉韞硯, 張建, 李金科, 毛小亮 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 天華化工機(jī)械及自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院