底裝式低NOx排放圓火焰燃?xì)馊紵鞯闹圃旆椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油化工加熱爐燃燒器設(shè)備，特別指一種符合底燒式、圓形火焰、燃料為燃?xì)獾纫蟮牡籽b式低NOx排放圓火焰燃?xì)馊紵鳌?br>【背景技術(shù)】
[0002]為了應(yīng)對(duì)國(guó)家環(huán)保不斷提高的排放要求與緊迫形勢(shì)，目前國(guó)內(nèi)石化加熱爐燃燒器的低NOx排放燃燒技術(shù)，大都只能保證NOx排放達(dá)到50PPM左右。各種燃燒器圍繞著控制NOx排放延生出多種結(jié)構(gòu)，從燃料分級(jí)燃燒、濃淡燃燒、燃料再燃、煙氣再循環(huán)等等技術(shù)不斷的被應(yīng)用，但是，受制于加熱爐爐型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，燃燒器的結(jié)構(gòu)空間受限，無(wú)法同時(shí)應(yīng)用多種措施，達(dá)到在燃燒過程中全方位抑制NOx的生成，故而限制了低NOx排放燃燒技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。
[0003]在市場(chǎng)上應(yīng)用的采用低NOx燃燒技術(shù)的燃燒器產(chǎn)品，有些就存在火焰剛性不好、發(fā)飄，火焰舔爐管現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)在加熱爐爐膛內(nèi)二次燃燒、閃爆的不安全現(xiàn)象。這些都是在抑制NOx的生成技術(shù)應(yīng)用中，技術(shù)上亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)【背景技術(shù)】中存在的缺點(diǎn)和問題加以改進(jìn)和創(chuàng)新，提供一種通過燃料氣的多級(jí)供給，助燃空氣多流道、多流速、分級(jí)供給，實(shí)現(xiàn)濃淡燃燒、燃料分級(jí)燃燒、燃料的二次燃燒，充分避開NOx的生成最佳燃燒環(huán)境和溫度區(qū)域，實(shí)現(xiàn)低NOx排放，使NOx排放濃度低于20 PPM以內(nèi)的底裝式低NOx排放圓火焰燃?xì)馊紵鳌?br>[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是構(gòu)造一種包括與爐底裝配的筒體部件，連接在筒體部件底部的助燃空氣蝶閥管道，連接在筒體部件頂部的火盆磚部件，伸入火盆磚部件中心的長(zhǎng)明燈，和提供燃料的燃?xì)夤┙o系統(tǒng)的圓火焰燃?xì)馊紵?，其?
[0006]火盆磚部件包括內(nèi)火盆磚和開有燃?xì)馔椎耐饣鹋璐u，兩火盆磚之間形成環(huán)形空氣通道，內(nèi)火盆磚內(nèi)腔為中心空氣通道，所述助燃空氣蝶閥管道與筒體部件內(nèi)部相通，并將助燃空氣分別引入所述環(huán)形空氣通道和中心空氣通道參與燃燒；
[0007]所述的燃?xì)夤┙o系統(tǒng)包括均勻分布在筒體部件外周的至少二個(gè)燃?xì)鈬娮欤魅細(xì)鈬娮焐暇O(shè)有對(duì)應(yīng)外火盆磚燃?xì)馔椎牡谝蝗剂蠂娚淇?、?duì)應(yīng)外火盆磚外壁上部的第二燃料噴射口，和對(duì)應(yīng)內(nèi)火盆磚上方的第三燃料噴射口 ；
[0008]所述的各空氣通道進(jìn)入的助燃空氣與燃?xì)鈬娮靽姵龅娜剂匣旌喜⑿纬伤募?jí)燃燒，該四級(jí)燃燒依次包括在環(huán)形空氣通道中混合實(shí)現(xiàn)貧氧過濃燃燒，在環(huán)形空氣通道出口處混合實(shí)現(xiàn)再貧氧過濃燃燒，在內(nèi)火盆磚磚口低壓回流區(qū)混合實(shí)現(xiàn)富氧過淡燃燒，在內(nèi)火盆磚上空混合實(shí)現(xiàn)煙氣的再次燃燒。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述的火盆磚部件設(shè)置在筒體部件頂端的火盆磚托板上，火盆磚托板上分別開有對(duì)應(yīng)環(huán)形空氣通道和中心空氣通道的空氣通孔，所述火盆磚托板上還設(shè)置有旋流裝置使進(jìn)入環(huán)形空氣通道內(nèi)的空氣形成旋流一次風(fēng)，所述中心空氣通道自下而上形成直流射流二次風(fēng)。所述的旋流裝置包括均勻設(shè)置在火盆磚托板底部、支撐于筒體部件內(nèi)壁的筋板，和均勻設(shè)置在火盆磚托板上部、環(huán)形空氣通道內(nèi)的旋流片。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述的內(nèi)火盆磚和外火盆磚均為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)火盆磚設(shè)置在外火盆磚內(nèi)，并通過設(shè)置在環(huán)形空氣通道內(nèi)的內(nèi)火盆磚限位環(huán)固定二者之間的間距；且所述內(nèi)火盆磚高于外火盆磚，二者之間形成高度差。所述內(nèi)火盆磚呈下端垂直上端張開的漸開型結(jié)構(gòu)；所述外火盆磚內(nèi)壁垂直，外壁上部為向內(nèi)縮進(jìn)的錐面結(jié)構(gòu)，其外火盆磚上開設(shè)的燃?xì)馔讛?shù)與設(shè)置的燃?xì)鈬娮鞌?shù)相同并且燃?xì)馔讓?duì)應(yīng)燃?xì)鈬娮斓牡谝蝗剂蠂娚淇?，夕卜火盆磚的外壁錐面則對(duì)應(yīng)燃?xì)鈬娮斓牡诙剂蠂娚淇凇?br>[0011]上述實(shí)施例中，在筒體部件的火盆磚托板上，將助燃空氣分為中心空通通道和外環(huán)形空氣通道兩部分?？諝庑鬟M(jìn)入內(nèi)、外火盆磚之間的環(huán)形空氣通道，與第一部分燃?xì)饣旌希M(jìn)行低氧含量的過濃燃燒，抑制NOx的大量生產(chǎn)；燃燒后的高溫貧氧煙氣在環(huán)形空氣通道上部出口處，繼續(xù)以較高旋速與燃?xì)鈬娮焖蛠?lái)的第二部分燃料氣相遇混合，進(jìn)一步進(jìn)行貧氧燃燒，形成一個(gè)NOx的還原區(qū)域，旋流的作用形成了速度矢量梯度，溫度梯度，并使得燃燒反應(yīng)比較均勻、充分。NOx被還原后的高溫貧氧混合可燃?xì)怏w，旋轉(zhuǎn)上升至內(nèi)火盆磚口，在磚口處的低壓回流區(qū)域與中心直流上升的助燃空氣混合燃燒，在此處形成富氧過淡燃燒，控制住燃燒溫度，抑制NOx生成。由燃?xì)鈬娮靽娚渌蛠?lái)的第三部分燃?xì)?，在燃燒器上空處與富氧高溫?zé)煔庀嘤?、混合燃燒，?shí)現(xiàn)NOx又一次被還原。通過燃料的多次分級(jí)供給、助燃空氣的分級(jí)燃燒，有效的避開了 NOx最佳生成條件，抑制了 NOx大量產(chǎn)生，并通過設(shè)置NOx的還原區(qū)，控制燃燒區(qū)域的溫度場(chǎng)、流體速度場(chǎng)，最終實(shí)現(xiàn)低NOx排放的目的。
[0012]上述實(shí)施例中，將助燃空氣分成兩部分的目的還在于，首先外環(huán)部分旋流，實(shí)現(xiàn)濃淡燃燒技術(shù)，是以控制低NOx排放為目的，其次，中心助燃空氣采用直流射流，它的特點(diǎn)是擴(kuò)散角小，射程遠(yuǎn)，這樣就保證了火焰的剛性與火焰的高度。高速助燃空氣在內(nèi)火盆磚上沿口形成低壓回流區(qū)，即有利于外環(huán)流場(chǎng)產(chǎn)生的混合煙氣及燃?xì)獾奈耄掷诨鹧娴膫鞑ヒ苑€(wěn)定燃燒，不至于脫火。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述的燃?xì)夤┙o系統(tǒng)包括均勻設(shè)置在外火盆磚周圍的燃?xì)鈬娮?，各燃?xì)鈬娮焱ㄟ^穿設(shè)于筒體部件外周的燃?xì)鈽尮茉俳?jīng)金屬軟管與下端的燃?xì)猸h(huán)形汽包管連接，所述燃?xì)猸h(huán)形汽包管連接燃料氣輸送管路并將接入的燃料氣經(jīng)各金屬軟管、燃?xì)鈽尮芊謩e送至各燃?xì)鈬娮靺⑴c燃燒。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述的筒體部件包括設(shè)置于外壁的外筒，設(shè)置于內(nèi)壁的降噪多孔板，和設(shè)置在內(nèi)、外壁之間的耐火纖維填充層，所述筒體部件的內(nèi)部為垂直的空氣通道，上部?jī)?nèi)設(shè)有供燃?xì)夤┙o系統(tǒng)穿過的套管。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述的長(zhǎng)明燈頂端伸至內(nèi)火盆磚的中心空氣通道內(nèi)，下端穿過筒體部件、助燃空氣蝶閥管道接出，與長(zhǎng)明燈燃料氣入口相連，所述長(zhǎng)明燈與助燃空氣蝶閥管道底部固定安裝。
[0016]上述實(shí)施例中，燃燒器火盆中心設(shè)置長(zhǎng)明燈，既能引燃燃燒器，又能保證加熱爐正常操作時(shí)安全方面的要求。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述的助燃空氣蝶閥管道橫向連接在筒體部件的底端，助燃空氣蝶閥管道包括設(shè)于外壁的外筒，設(shè)置于內(nèi)壁的降噪多孔板，和設(shè)置在內(nèi)、外壁之間的耐火纖維填充層。
[0018]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0019]本實(shí)用新型通過設(shè)計(jì)多流道，在較外層實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)風(fēng)、低氧含量過濃燃燒。中心的二次風(fēng)流道，保持空氣較高速、勻速供給，實(shí)現(xiàn)保證火焰的剛直有力，實(shí)現(xiàn)高氧含量過淡燃燒及燃料再燃燒。旋轉(zhuǎn)燃燒可實(shí)現(xiàn)較均勻的燃燒區(qū)域，保證燃燒的充分，避免產(chǎn)生閃爆等不安全現(xiàn)象。
[0020]本實(shí)用新型使空氣能分級(jí)供給，外環(huán)空氣通道實(shí)現(xiàn)一次風(fēng)的旋轉(zhuǎn)與過濃燃燒，中心二次風(fēng)通道實(shí)現(xiàn)直流射流；燃?xì)鈱?shí)現(xiàn)三級(jí)供給，依次實(shí)現(xiàn)貧氧過濃燃燒、進(jìn)一步貧氧過濃燃燒、富氧過淡燃燒及煙氣再燃燒，從而抑制NOx生成，實(shí)現(xiàn)低NOx排放，使NOx排放濃度低于20 PPM以內(nèi)，符合底燒式、圓形火焰、燃料為燃?xì)獾囊?，火焰剛直有力?br>【附圖說明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本實(shí)用新型立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是本實(shí)用新型俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖序號(hào)說明:
[0025]1、內(nèi)火盆磚，2、長(zhǎng)明燈，3、外火盆磚，31，燃?xì)馔祝?、燃?xì)鈬娮欤?、燃?xì)鈽尮埽?、金屬軟管，7、燃?xì)猸h(huán)形汽包管，8、筒體部件，81、耐火纖維填充層，82、套管，83、外筒，84、內(nèi)火盆磚限位環(huán)，85、火盆磚托板，86、安裝法蘭板，87、筋板，88、旋流片，89、降噪多孔板，810、法蘭圈板，9、助燃空氣蝶閥管道，10、長(zhǎng)明燈燃?xì)廛浌埽?1、燃?xì)鈽屵M(jìn)氣軟管，12、觀火孔，13、點(diǎn)火器孔。
[0026]a、圓形火焰外部鋒面，b、火焰內(nèi)部鋒面，c、燃料氣噴射線，d、爐底，e、助燃空氣入口，f、燃料氣入口，g、長(zhǎng)明燈燃料氣入口。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本實(shí)用新型燃燒空氣實(shí)現(xiàn)分級(jí)供給，即構(gòu)成旋流一次風(fēng)通道、直流射流二次風(fēng)通道；燃?xì)鈱?shí)現(xiàn)三級(jí)供給，即對(duì)應(yīng)外火盆磚燃?xì)馔椎牡谝蝗剂蠂娚淇?、?duì)應(yīng)外火盆磚外壁上部的第二燃料噴射口，和對(duì)應(yīng)內(nèi)火盆磚上方的第三燃料噴射口。同時(shí)內(nèi)火盆磚口高于外火盆磚，形成一定的高度差，為實(shí)現(xiàn)多級(jí)、多流場(chǎng)燃燒提供支持。助燃空氣和燃燒燃料在內(nèi)火盆磚與外火盆磚之間的環(huán)形空氣通道中，一次風(fēng)形成旋流，并在環(huán)形空氣通道中實(shí)現(xiàn)貧氧過濃燃燒；在環(huán)形空氣通道出口處實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步貧氧過濃燃燒；在內(nèi)火盆磚磚口低壓回流區(qū)實(shí)現(xiàn)富氧過淡燃燒；在內(nèi)火盆磚上空實(shí)現(xiàn)煙氣的再次燃燒，充分避開NOx的生成最佳燃燒環(huán)境和溫度區(qū)域，實(shí)現(xiàn)低NOx排放，使NOx排放濃度低于20 PPM以內(nèi)。
[0028]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(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所