高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器，實現(xiàn)長明燈采用便攜式電子點火棒點火，再由長明燈點燃尾氣槍或高瓦氣槍的兩級點火方式；兼顧開工高瓦工況和補充高瓦工況；通過預混管面積和環(huán)形風道面積的比例，及預混管側壁上軸向和徑向傾斜旋轉的一級燃料噴孔與內接板上的二級燃料噴孔面積的比例實現(xiàn)燃料與空氣分級、預混、分段燃燒，燃燒火焰剛直穩(wěn)定，有效的降低了過剩空氣系數(shù)，提高了燃燒效率，有效地抑制NOX的生成量；筒體部件隔熱消聲性能優(yōu)異；實現(xiàn)了高效、節(jié)能、低NOX排放與低噪聲的環(huán)保目的。
【專利說明】
高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器
技術領域
[0001]本實用新型涉及節(jié)能燃燒技術與環(huán)境保護領域，特別是涉及高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器。
【背景技術】
[0002]進入到上世紀90年代，隨著節(jié)能和環(huán)保的需要，煉油、化工、化肥生產的制氫裝置加熱爐、一段反應爐開始了對各裝置自產的尾氣、解析氣、脫附氣等自產氣體的再利用，不再將其送入火炬燃燒，再將含有熱能的煙氣排入大氣中。傳統(tǒng)的制氫頂燒燃燒器，裝置運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，且裝置運行中自產尾氣又不夠負荷，需要補充燃料，兩種燃料熱值差別較大，因此一般均需設置高壓燃料與低壓尾氣二條供氣系統(tǒng)，為此燃燒器也需設置二套供氣與燃燒系統(tǒng)。因此，燃燒器結構和操作較為復雜和麻煩。同時，由于高壓燃料或低壓尾氣燃燒均在燃燒器火盆轉內完成，燃燒后煙氣溫度較高，故有一定量氮氧化物的生成，對環(huán)境有一定影響。
【實用新型內容】
[0003]基于此，有必要針對【背景技術】中存在的問題，提供一種高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器，能實現(xiàn)多種燃料在一個燒嘴中燃燒，結構簡單、操作難度降低，且能大幅度降低煙氣中氮氧化物排放量，滿足制氫裝置運行中所需的熱能。
[0004]—種高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器，包括火盆磚、卡套在所述火盆磚上的筒體部件、設置在所述筒體部件頂端的穩(wěn)定器以及分別通過所述穩(wěn)定器插入所述筒體部件和火盆磚的尾氣槍和長明燈，所述筒體部件內腔與所述火盆磚內腔連通，形成空氣流道，所述筒體部件頂端位于所述穩(wěn)定器的一側設有進風口，所述進風口上設有調風蝶閥，所述尾氣槍包括尾氣接管、外槍管、內槍管和氣噴頭，所述內槍管插設在所述外槍管內，所述外槍管的頂端與所述內槍管密封連接，所述尾氣接管與所述外槍管靠近頂端的一側連接，所述氣噴頭分別與所述外槍管和內槍管的底端連接；
[0005]所述氣噴頭包括與所述外槍管連接的外接管、與所述內槍管連接的內接管、與所述外接管連接的外接板、與所述內接管連接的內接板以及連接所述外接板和內接板的圍板，所述圍板、外接板和內接板組成一個中空圓盤結構，所述圍板與所述火盆磚之間形成環(huán)形風道，所述中空圓盤結構上設有多圈以圓盤中心呈同心圓分布且貫穿所述外接板和內接板的預混管，每個所述預混管側壁上設有多個沿軸向和徑向傾斜旋轉的一級燃料噴孔，所述內接板上設有多圈以圓盤中心呈同心圓分布的二級燃料噴孔，所述預混管形成的多圈同心圓位于所述二級燃料噴孔形成的多圈同心圓之間。
[0006]在其中一個實施例中，所述筒體部件包括外筒體、設置在所述外筒體內的內筒體以及設置在所述外筒體和內筒體之間的隔熱內襯，所述內筒體上分布有消聲孔，所述穩(wěn)定器設置在所述內筒體的頂端，所述進風口設置在所述內筒體頂端位于所述穩(wěn)定器的一側，所述尾氣槍和長明燈分別通過所述穩(wěn)定器插入所述內筒體和火盆磚內，所述內筒體內腔與所述火盆磚內腔連通形成空氣流道。
[0007]在其中一個實施例中，所有所述預混管的面積之和與所述環(huán)形風道的面積比例為40:60。
[0008]在其中一個實施例中，所有所述一級燃料噴孔的面積之和與所有所述二級燃料噴孔的面積之和的比例為65:35。
[0009]在其中一個實施例中，所述穩(wěn)定器上設有尾氣槍高度調節(jié)裝置，用于調整所述尾氣槍通過所述穩(wěn)定器插入所述內筒體和火盆磚的深度。
[0010]在其中一個實施例中，所述尾氣槍還包括支撐部件，所述支撐部件位于所述內槍管的頂端。
[0011]在其中一個實施例中，所述高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器還包括高瓦器槍，所述支撐部件用于支撐所述高瓦器槍。
[0012]在其中一個實施例中，所述高瓦器槍包括高瓦管、設置在高瓦管頂端的高瓦接頭、設置在高瓦管底端的高瓦噴頭和設置在所述高瓦管靠近頂端的安裝板，所述安裝板用于將所述高瓦管固定在所述支撐部件上。
[0013]在其中一個實施例中，所述支撐部件包括支撐板和支撐桿，所述支撐桿用于支撐使用狀態(tài)時的高瓦器槍，所述支撐板用于支撐備用狀態(tài)時的高瓦器槍。
[0014]在其中一個實施例中，所述長明燈包括穩(wěn)焰管以及插設在所述穩(wěn)焰管內的瓦斯管和點火棒，所述瓦斯管的頂端設有瓦斯接頭，所述瓦斯管的底端設有噴嘴，所述點火棒靠近頂端設有點火棒套管，所述穩(wěn)焰管靠近頂端設有安裝法蘭，所述安裝法蘭用于固定所述穩(wěn)焰管。
[0015]上述高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器，通過中空圓盤結構上的預混管及圍板與火盆磚之間形成的環(huán)形風道將空氣分級;通過預混管側壁上的一級燃料噴孔和內接板上的二級燃料噴孔將燃料分級;還通過預混管和預混管上的一級燃料噴孔將燃料與空氣預混，保證了低壓低熱值尾氣的利用和補充加熱爐高熱值燃料的穩(wěn)定燃燒，實現(xiàn)了分級燃燒，降低了火焰表面溫度，有效抑制了氮氧化物的生成，從而實現(xiàn)燃燒煙氣低氮氧化物的排放。
[0016]此外，上述高強預混式地氮氧化物氣體燃燒器，能實現(xiàn)多種燃料在一個燒嘴中燃燒，開工階段燒高瓦，運行中燒裝置自產的低壓低熱值尾氣，自尾氣負荷不足時還能燒補充的尚瓦。
【附圖說明】
[0017]圖1為一實施方式的高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器的結構示意圖。
[0018]圖2為圖1中尾氣槍的結構示意圖。
[0019]圖3為圖2中氣噴頭的結構示意圖。
[0020]圖4為助燃空氣和低壓低熱值尾氣經過預混管的狀態(tài)示意圖。
[0021 ]圖5為低壓低熱值尾氣從預混管側壁進入預混管的狀態(tài)示意圖。
[0022]圖6為一實施方式的高瓦氣槍的結構不意圖。
[0023]圖7為一實施方式的長明燈的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了便于理解本實用新型，下面將參照相關附圖對本實用新型進行更全面的描述。附圖中給出了本實用新型的首選實施例。但是，本實用新型可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本實用新型的公開內容更加透徹全面。
[0025]需要說明的是，當元件被稱為“設置”在另一個元件，它可以是直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件與另一個元件“連接”時，它可以是直接連接到另一個元件，或者可能同時存在居中元件。
[0026]除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本實用新型的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術語只是為了描述具體實施例的目的，不是旨在于限制本實用新型。
[0027]請參閱圖1，一實施方式的高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器，包括火盆磚10、筒體部件20、穩(wěn)定器30、尾氣槍40和長明燈50。
[0028]其中，筒體部件20卡套在火盆磚10上，且筒體部件20內腔與火盆磚10內腔連通，形成空氣流道。
[0029]穩(wěn)定器30設置在筒體部件20的頂端。
[0030]筒體部件20的頂端位于穩(wěn)定器30的一側設有進風口 200。進風口 200上設有調風蝶閥210 0
[0031]運行中，助燃空氣經過裝置高溫煙氣余熱回收預熱，一定壓力的熱空氣(500Pa左右)進入對開調風蝶閥210，根據(jù)負荷大小，通過對開調風蝶閥210控制總風量，熱空氣進入筒體部件20內腔和火盆磚10內腔。
[0032]尾氣槍40通過穩(wěn)定器30插入筒體部件20和火盆磚10。
[0033]在本實施方式中，穩(wěn)定器30上設有尾氣槍高度調節(jié)裝置32，用于調整尾氣槍40通過穩(wěn)定器30插入筒體部件20和火盆磚10的深度。
[0034]請查閱圖2，尾氣槍40包括尾氣接管42、外槍管44、內槍管46和氣噴頭48。
[0035]其中，內槍管46插設在外槍管44內。外槍管44的頂端與內槍管46密封連接。
[0036]尾氣接管42與外槍管44靠近頂端的一側連接。
[0037]氣噴頭48分別與外槍管44和內槍管46的底端連接。
[0038]請參閱圖3，氣噴頭48包括與外槍管44連接的外接管482、與內槍管46連接的內接管484、與外接管482連接的外接板486、與內接管484連接的內接板488以及連接上述外接板486與內接板488的圍板487。
[0039 ]圍板487、外接板486和內接板488組成一個中空圓盤結構。
[0040]圍板487與火盆磚10之間形成環(huán)形風道。
[0041 ] 上述中空圓盤結構上設有多圈以圓盤中心呈同心圓分布且貫穿外接板486和內接板488的預混管400。
[0042]其中，每個預混管400的側壁上設有多個沿軸向和徑向傾斜旋轉的一級燃料噴孔402。
[0043 ] 上述內接板488上設有多圈以圓盤中心呈同心圓分布的二級燃料噴孔404。
[0044]其中，預混管400形成的多圈同心圓位于二級燃料噴孔404形成的多圈同心圓之間。
[0045]運行中，氣噴頭48和火盆磚10內腔將進入火盆磚10內腔的熱空氣進行分級，通過預混管400的空氣為一次空氣，通過圍板487與火盆磚10形成的環(huán)形風道的空氣為二次空氣，空氣分級為燃燒器低氮氧化物燃燒創(chuàng)造了條件。
[0046]運行中，從管路來的裝置自產全部低壓低熱值尾氣由尾氣接管42流向外槍管44和內槍管46形成的環(huán)隙，流向中空圓盤結構，從預混管400側壁的多個沿軸向和徑向傾斜旋轉的一級燃料噴孔402噴出的為一級燃料，從內接板488上的二級燃料噴孔404噴出的為二級燃料，至此，低壓低熱值尾氣流過氣噴頭48，實現(xiàn)了燃燒器的燃料分級。
[0047]—級燃料和一次空氣預混實現(xiàn)一段燃燒，燃燒后煙氣與二次空氣、二級燃料混合實現(xiàn)二段燃燒，燃料與空氣分級分段燃燒有效抑制了氮氧化物的生成量。
[0048]請參閱圖4?5，一級燃料和一次空氣在預混管內產生旋流預混，氣體混合強度高，流體紊流度大，燃燒火焰穩(wěn)定，有效降低了過?？諝庀禂?shù)，提高了燃燒效率，避免了因一、二次風調節(jié)比例不當而導致的燃燒不充分。
[0049]在本實施方式中，所有預混管400的面積之和與環(huán)形風道的面積比例約為40:60，即所有預混管400和環(huán)形風道分配一、二次空氣的分配比例約為40:60。
[0050]所有一級燃料噴孔402的面積之和與二級燃料噴孔404的面積之和的比例約為65:35，即所有一級燃料噴孔402和二級燃料噴孔404分配一、二級燃料量的分配比例約為65:35ο
[0051]—級燃料和一次空氣預混實現(xiàn)一段燃燒，形成中心火焰層，此時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)向爐內垂直噴射，與二次燃料、二次空氣混合實現(xiàn)二段燃燒，此時是在高空氣量低燃料濃度下燃燒，由于一、二級燃料都是在非化學當量比下的混合燃燒，燃燒溫度低，所以氮氧化物的生成受到抑制，當兩組濃淡燃燒分別完成后，剩余燃料和剩余空氣在火焰上部組合實現(xiàn)完全燃燒，因此燃燒溫度和氧濃度都較低，氮氧化物的生成再次受到抑制，達到降低排放煙氣中氮氧化物濃度的目的，其排放的煙氣濃度在100mg/Nm3以下。
[0052]此外，在預混管400側壁上設置的多個沿軸向和徑向傾斜旋轉的一級燃料噴孔402產生的強旋流作用下，加速了一級燃料和一次空氣的混合，增加了混合的均勻性，從而促進了燃燒反應，防止了火焰局部高溫的產生，使火焰具有均勻的較低的溫度水平。由于燃料與空氣混合均勻性的增強，燃料可以在較低的過?？諝饬繉崿F(xiàn)完全燃燒，因此，燃燒過程中氧的分壓力有所降低。在燃料強旋流作用下，旋流中心火道口處產生回流區(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的作用，同時也起到降低燃燒區(qū)溫度和氧氣濃度的作用，由此，氮氧化物生成收到抑制，從而減少了氮氧化物的排放。
[0053]在本實施方式中，筒體部件20包括外筒體22、設置在外筒體22內的內筒體24以及設置在外筒體22和內筒體24之間的隔熱內襯26。
[0054]其中，內筒體24上分布有消聲孔(圖未示)。
[0055]可以理解，筒體部件20設置成上述結構以后，穩(wěn)定器30設置在內筒體24的頂端，進風口 200設置在內筒體24頂端位于穩(wěn)定器30的一側，尾氣槍40和長明燈50分別通過穩(wěn)定器30插入內筒體24和火盆磚10內，內筒體24內腔與火盆磚10內腔連通形成空氣流道。
[0056]通過在內筒體24上分布消聲孔，在內筒體24和外筒體22之間設置隔熱內襯26，隔熱保溫性能優(yōu)良，使燃燒器箱體向外散熱損失降到最低，且具有消音作用，故在燃燒過程中有效降低了助燃空氣在燃燒器內高速流動產生的噪音，其噪聲可控制在SOdB(A)以下，因而達到高效、節(jié)能、低噪聲的環(huán)保目的。
[0057]在本實施方式中，上述高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器還包括高瓦氣槍60。
[0058]上述高瓦氣槍60用于制氫裝置的開工工況和運行中尾氣不足時補充高瓦負荷的工況。
[0059]請參閱圖6，高瓦氣槍60包括高瓦管62、設置在高瓦管62頂端的高瓦接頭64、設置在高瓦管62底端的高瓦噴頭66和設置在高瓦管62靠近頂端的安裝板68。
[0060]為了支撐高瓦氣槍60，尾氣槍40還包括支撐部件，該支撐部件設置在內槍管46的頂端。
[0061]安裝板68用于將高瓦管62固定在支撐部件上。
[0062]具體的，支撐部件包括支撐板492和支撐桿494。
[0063]其中，支撐桿494用于支撐使用狀態(tài)時的高瓦氣槍60，支撐板492用于支撐備用狀態(tài)時的高瓦氣槍60。
[0064]即使用狀態(tài)時，高瓦氣槍60插入內槍管46中并擱置在支撐桿494上，備用狀態(tài)時，高瓦氣槍60懸掛在支撐板492上，保證了在備用狀態(tài)時不被燒壞。
[0065]長明燈50通過穩(wěn)定器30插入筒體部件20和火盆磚10。
[0066]請參閱圖7，長明燈50包括穩(wěn)焰管52以及插設在穩(wěn)焰管52內的瓦斯管54和點火棒56 ο
[0067]其中，瓦斯管54的頂端設有瓦斯接頭540，瓦斯管54的底端設有噴嘴542。點火棒56靠近頂端設有點火棒套管560。穩(wěn)焰管52靠近頂端設有安裝法蘭520，該安裝法蘭520用于固定穩(wěn)焰管52。
[0068]上述高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器，采用便攜式電子點火棒點燃長明燈50，再由長明燈50點燃尾氣槍40或高瓦氣槍60的兩級點火方式。
[0069]點火時，打開點火棒套管560管蓋，點火棒56插入，點火完后，點火棒56退出防止燒壞，蓋住管蓋。
[0070]上述高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器，實現(xiàn)長明燈采用便攜式電子點火棒點火，再由長明燈點燃尾氣槍或高瓦氣槍的兩級點火方式;兼顧開工高瓦工況和補充高瓦工況;通過預混管面積和環(huán)形風道面積的比例，及預混管側壁上軸向和徑向傾斜旋轉的一級燃料噴孔與內接板上的二級燃料噴孔面積的比例實現(xiàn)燃料與空氣分級、預混、分段燃燒，燃燒火焰剛直穩(wěn)定，有效的降低了過剩空氣系數(shù)，提高了燃燒效率，有效地抑制NOx的生成量；筒體部件隔熱消聲性能優(yōu)異;實現(xiàn)了高效、節(jié)能、低NOx排放與低噪聲的環(huán)保目的。
[0071]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器，包括火盆磚、卡套在所述火盆磚上的筒體部件、設置在所述筒體部件頂端的穩(wěn)定器以及分別通過所述穩(wěn)定器插入所述筒體部件和火盆磚的尾氣槍和長明燈，所述筒體部件內腔與所述火盆磚內腔連通，形成空氣流道，所述筒體部件頂端位于所述穩(wěn)定器的一側設有進風口，所述進風口上設有調風蝶閥，其特征在于，所述尾氣槍包括尾氣接管、外槍管、內槍管和氣噴頭，所述內槍管插設在所述外槍管內，所述外槍管的頂端與所述內槍管密封連接，所述尾氣接管與所述外槍管靠近頂端的一側連接，所述氣噴頭分別與所述外槍管和內槍管的底端連接； 所述氣噴頭包括與所述外槍管連接的外接管、與所述內槍管連接的內接管、與所述外接管連接的外接板、與所述內接管連接的內接板以及連接所述外接板和內接板的圍板，所述圍板、外接板和內接板組成一個中空圓盤結構，所述圍板與所述火盆磚之間形成環(huán)形風道，所述中空圓盤結構上設有多圈以圓盤中心呈同心圓分布且貫穿所述外接板和內接板的預混管，每個所述預混管側壁上設有多個沿軸向和徑向傾斜旋轉的一級燃料噴孔，所述內接板上設有多圈以圓盤中心呈同心圓分布的二級燃料噴孔，所述預混管形成的多圈同心圓位于所述二級燃料噴孔形成的多圈同心圓之間。2.根據(jù)權利要求1所述的高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器，其特征在于，所述筒體部件包括外筒體、設置在所述外筒體內的內筒體以及設置在所述外筒體和內筒體之間的隔熱內襯，所述內筒體上分布有消聲孔。3.根據(jù)權利要求1所述的高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器，其特征在于，所有所述預混管的面積之和與所述環(huán)形風道的面積比例為40:60。4.根據(jù)權利要求1所述的高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器，其特征在于，所有所述一級燃料噴孔的面積之和與所有所述二級燃料噴孔的面積之和的比例為65:35。5.根據(jù)權利要求1所述的高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器，其特征在于，所述穩(wěn)定器上設有尾氣槍高度調節(jié)裝置，用于調整所述尾氣槍通過所述穩(wěn)定器插入所述筒體部件和火盆磚的深度。6.根據(jù)權利要求1所述的高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器，其特征在于，所述尾氣槍還包括支撐部件，所述支撐部件位于所述內槍管的頂端。7.根據(jù)權利要求6所述的高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器，其特征在于，所述高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器還包括高瓦氣槍，所述支撐部件用于支撐所述高瓦氣槍。8.根據(jù)權利要求7所述的高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器，其特征在于，所述高瓦氣槍包括高瓦管、設置在高瓦管頂端的高瓦接頭、設置在高瓦管底端的高瓦噴頭和設置在所述高瓦管靠近頂端的安裝板，所述安裝板用于將所述高瓦管固定在所述支撐部件上。9.根據(jù)權利要求7或8所述的高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器，其特征在于，所述支撐部件包括支撐板和支撐桿，所述支撐桿用于支撐使用狀態(tài)時的高瓦氣槍，所述支撐板用于支撐備用狀態(tài)時的高瓦氣槍。10.根據(jù)權利要求2所述的高強預混式低氮氧化物氣體燃燒器，其特征在于，所述長明燈包括穩(wěn)焰管以及插設在所述穩(wěn)焰管內的瓦斯管和點火棒，所述瓦斯管的頂端設有瓦斯接頭，所述瓦斯管的底端設有噴嘴，所述點火棒靠近頂端設有點火棒套管，所述穩(wěn)焰管靠近頂端設有安裝法蘭，所述安裝法蘭用于固定所述穩(wěn)焰管。
【文檔編號】F23D14/46GK205535800SQ201620098308
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月1日
【發(fā)明人】游述懷, 任征軍, 羅映波, 文鋒
【申請人】岳陽鐘鼎熱工電磁科技有限公司