一种使用伴生气的负压燃烧器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种使用伴生气的负压燃烧器，包括喷射式燃烧头和燃烧器本体，喷射式燃烧头包括拢火罩、套接在拢火罩内部空腔的喷嘴以及安装在拢火罩上的点火装置，拢火罩上开设有引射孔；燃烧器本体包括机壳以及套接在机壳内部空腔的进气管道，进气管道的两端均伸出机壳，机壳的侧壁上开设有至少四个沿周向均布的进风口；喷嘴的尾端与进气管道的前端固定连接，拢火罩的尾端通过固定盘与进气管道的外壁固定连接。本实用新型的有益效果为：能实现自动化燃烧；鼓风吹扫装置可以缩短吹扫时间，适应生产需要；能够自动调整配风量，提高了燃烧效率；正常运行时不需要鼓风吹扫装置，减少电力消耗，减少运行费用；结构简单，故障率低，减少维修费用。
【专利说明】一种使用伴生气的负压燃烧器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及燃烧器【技术领域】，具体涉及一种使用伴生气的负压燃烧器。
【背景技术】
[0002]在石油开采的过程中，随石油一起逸出的气体及部分溶于石油中的天然气，称为石油伴生气，一般达不到外输的规模，作为油田自用气，供油田加热炉使用。伴生气的产气量是不稳定的，受各种因素影响，不断变化。因为伴生气没有经过分离净化处理，含有极易液化的轻烃组分，杂质多，有很多不利于燃烧的特点。
[0003]因为高大烟囱的引力作用，燃烧时炉膛处于负压状态，不需要鼓引风设备的锅炉属于负压炉。由于没有鼓引风设备，烟囱的引力是有限的，负压燃烧要求进风流程阻力小。
[0004]现有技术中的负压燃烧器存在实施成本高，工艺复杂等问题。
[0005]而且，现有燃烧器一般不能自动调整助燃空气流量，从侧面进风，进风面积小，进风路径长而且曲折。
[0006]上述弊端只能通过操作工人加强巡回，不断人工调整解决，增加了工人劳动强度，降低了安全性和自动化程度。
实用新型内容
[0007]为解决现有技术中的燃烧器实施成本高，工艺复杂的技术缺陷，本实用新型设计出一种负压燃烧器，实现了简化工艺，降低成本的目的，同时也避免了现有燃烧器不能自动调整助燃空气流量，从侧面进风，进风面积小，进风路径长而且曲折的技术缺陷。
[0008]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:
[0009]一种使用伴生气的负压燃烧器，包括喷射式燃烧头和燃烧器本体，喷射式燃烧头包括拢火罩、套接在拢火罩内部空腔的喷嘴以及安装在拢火罩上的点火装置，拢火罩上开设有引射孔；燃烧器本体包括机壳以及套接在机壳内部空腔的进气管道，进气管道的两端均伸出机壳，机壳的侧壁上开设有至少四个沿周向均布的进风口 ；喷嘴的尾端与进气管道的前端固定连接，拢火罩的尾端通过固定盘与进气管道的外壁固定连接。该负压燃烧器工艺简单，实施成本较低。采用喷射式燃烧头能利用高压燃气的动能，引射助燃空气，按伴生气的流量自动调整助燃空气流量，这种特点使该负压燃烧器能够适应伴生气产气量不断变化的特点。按照引射原理设计喷射式燃烧头，利用喷嘴喷出的高速的燃气射流，把助燃空气引射进入喷射式燃烧头内参与燃烧，还具有以下两个优点。其一:燃气多则流速大，引射的助燃空气也多，可以在不用调节风门的情况下，保持空燃比，保持良好燃烧状态；其二:利用高能量的燃气引射助燃空气，可以增加负压炉的助燃空气，增加燃烧器的最大功率。一般燃烧器从侧面进风，总面积小，进风路径长而且曲折，该负压燃烧器的机壳的侧壁上开设有至少四个沿周向均布的进风口，即采用圆周进风，使进风口面积大，进风流程短、顺畅，进风阻力小，适应负压炉燃烧时烟囱引力有限的工况。
[0010]进一步的，拢火罩包括前罩和后罩，前罩的内径大于后罩的内径，且前罩和后罩通过连接环固定连接。引射孔包括前引射孔和后引射孔，其中，前引射孔包括至少四个开设在前罩侧壁上沿周向均布的通孔，后引射孔包括至少四个开设在后罩侧壁上沿周向均布的通孔。燃气喷射出喷嘴后，进入拢火罩，在拢火罩内发挥引射作用，被引射空气通过前引射孔和后引射孔进入拢火罩和燃气混合。这两部分空气属于“内风”，内风和燃气混合后的燃气浓度，改变火焰传播速度，影响燃烧强度，对燃烧性能影响很大。前引射孔和后引射孔的直径改变可以调整内风的量。燃气和内风混合后，从拢火罩的前罩喷出，其速度由拢火罩的前罩的直径决定，改变拢火罩的前罩的直径，可以调整燃气和内风混合气流的流速，这个流速应该和火焰传播速度相适应，否则会造成脱火或火焰燃烧无力。
[0011]拢火罩的头部直径扩大的机构型式(即前罩内径要大于后罩的内径):拢火罩头部直径扩大，可以调整混合气体出口速度，使之和火焰传播速度相适应，这个速度的变化也影响前引射孔的进风量。另外直径突然扩大也会产生一定量的涡流，利于燃气和助燃空气的混合，利于燃烧，克服伴生气中因为含有杂质多，容易造成燃烧不稳定的问题。
[0012]进一步的，喷嘴内开设有喷射孔，喷射孔由分别开设在喷嘴前端、后端的柱形孔和锥孔连接而成，其中，1/3 <柱形孔的端面直径d/高度i < 1/2，锥孔的母线与轴线的夹角α <60°。喷嘴前端设置有圆台形缩颈，且圆台形缩颈的母线与轴线的夹角β <60°。燃气经进气管道进入后，达到喷嘴，该喷嘴是关键，第一点:通过设置锥孔，能使燃气速度提升，且要满足锥孔的母线与轴线的夹角< 60°，否则会加流体的压力损失；第二点:柱形孔的端面直径d/高度i (简称径长比)< 1/2，否则燃料喷出后，不能保持喷射速度；而且径长比太大压力损失大，所以1/3 <柱形孔的端面直径d/高度i ;第三点:喷嘴前端的圆台形缩颈的母线与轴线的夹角β <60°，而且油气表面光洁，否则会造成拢火罩内气流紊乱，使引射能力降低。而且一般喷嘴多在数kPa的低压下工作，喷出的燃气是缓慢的层流气体，其中如果有液态的轻烃组分，就会造成熄火故障(因为燃烧只能在气态进行，缓慢的层流中液态的轻烃组分气化需要很长时间)，本实用新型的喷嘴在高压状态下工作，燃料喷射速度大，喷出的燃气是高速的紊流气体，在这种情况下燃料中的液态轻烃迅速气化，参与燃烧，紊流状态可以改善火焰传播效果，避免熄火，这一特点是本实用新型能够适应伴生气燃烧需要的重要因素。
[0013]进一步的，点火装置包括配套使用的点火变压器和点火电极。此处设置点火变压器使得点火电极和拢火罩之间产生电火花，引燃燃气，实现自动点火。
[0014]进一步的，机壳外壁套接有外套，外套与机壳转动连接，且外套上与进风口对应的位置开设有通风口。助燃空气通过外套的通风口和机壳的进风口进入燃烧器，形成燃烧的“外风”，转动燃烧器的外套，可以调整外风流量，保证燃烧效果。而且采用圆周进风的型式，进风阻力小，燃烧效果好。
[0015]优选的，机壳尾端安装有后盖。后盖可以起到固定外套的作用。
[0016]进一步的，机壳底部安装有鼓风吹扫装置，鼓风吹扫装置包括鼓风机和电控箱，且鼓风机和电控箱电连接。负压炉可以利用烟囱引力燃烧，燃烧时不需要鼓引风装置，一般负压燃烧器就不设鼓风吹扫装置。没有点火时，烟囱的引力是比较小的，在点火前利用自然引风进行吹扫，需要很长时间，该负压燃烧器设有强制鼓风吹扫装置(通过电控箱控制鼓风机，可实现自动控制)，投资增加不多，点火前吹扫时使用鼓风机吹扫，正常燃烧时，此鼓风机关闭，因此燃烧时没有电力消耗，减少运行费用。
[0017]本实用新型的有益效果为:该负压燃烧器改变以前人工调整的现状，实现自动化燃烧；鼓风吹扫装置可以缩短吹扫时间，适应生产需要；能够自动调整配风量，提高了燃烧效率；正常运行时不需要鼓风吹扫装置，减少电力消耗，减少运行费用；该负压燃烧器结构简单，故障率低，减少维修费用。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型所述负压燃烧器的结构示意图；
[0019]图2为图1所示的A-A向视图；
[0020]图3为本实用新型所述负压燃烧器安装上油罐后的纵向剖视图；
[0021]图4为本实用新型所述喷射式燃烧头的纵向剖视图；
[0022]图5为本实用新型所述喷嘴的纵向剖视图；
[0023]图6为本实用新型所述鼓风吹扫装置的结构示意图。
[0024]图中，
[0025]1、拢火罩；2、点火电极；3、机壳；4、鼓风机；5、电控箱；6、外套；7、进风口 ；8、后盖；9、进气管道;10、iu罩;101、如引射孔；11、后罩；111、后引射孔；12、连接环；13、嗔嘴；131、柱形孔；132、锥孔；133、圆台形缩颈；14、固定盘；15、连接管；16、油罐。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本实用新型的结构进行详细解释说明。
[0027]如图1-6所示，本实用新型提供的一种负压燃烧器，包括喷射式燃烧头和燃烧器本体，喷射式燃烧头包括拢火罩1、套接在拢火罩内部空腔的喷嘴13以及安装在拢火罩上的点火装置，拢火罩上开设有引射孔；燃烧器本体包括机壳3以及套接在机壳内部空腔的进气管道9，进气管道的两端均伸出机壳，机壳的侧壁上开设有至少四个沿周向均布的进风口 7 ;喷嘴的尾端与进气管道的前端固定连接，拢火罩的尾端通过固定盘14与进气管道的外壁固定连接。
[0028]本实用新型提供的一种负压燃烧器，拢火罩包括前罩10和后罩11，前罩的内径大于后罩的内径，且前罩和后罩通过连接环12固定连接。引射孔包括前引射孔101和后引射孔111，其中，前引射孔包括至少四个开设在前罩侧壁上沿周向均布的通孔，后引射孔包括至少四个开设在后罩侧壁上沿周向均布的通孔。
[0029]本实用新型提供的一种负压燃烧器，喷嘴内开设有喷射孔，喷射孔由分别开设在喷嘴前端、后端的柱形孔131和锥孔132连接而成，其中，1/3 <柱形孔的端面直径d/高度i < 1/2，锥孔的母线与轴线的夹角α <60°。喷嘴前端设置有圆台形缩颈133，且圆台形缩颈的母线与轴线的夹角β <60°。
[0030]本实用新型提供的一种负压燃烧器，点火装置包括配套使用的点火变压器和点火电极2。
[0031]本实用新型提供的一种负压燃烧器，机壳外壁套接有外套6，外套与机壳转动连接，且外套上与进风口对应的位置开设有通风口。机壳尾端安装有后盖8。
[0032]本实用新型提供的一种负压燃烧器，机壳底部安装有鼓风吹扫装置，鼓风吹扫装置包括鼓风机4和电控箱5,且鼓风机和电控箱电连接。
[0033]本实用新型提供的一种负压燃烧器，具体实施时，将该负压燃烧器前端通过连接管15与油罐16连接即可。工作原理如下:燃气经进气管道进入后，到达喷嘴，燃气喷射出喷嘴后，进入拢火罩，在拢火罩内发挥引射作用，被引射空气通过前引射孔和后引射孔进入拢火罩和燃气混合。这两部分气体属于“内风”，内风和燃气混合后的燃气浓度，改变火焰传播速度，影响燃烧强度，对燃烧性能影响很大。前引射孔和后引射孔的直径改变可以调整内风的量。
[0034]燃气和内风混合后,从拢火罩的前罩喷出，其速度由拢火罩的前罩的直径决定，改变拢火罩的前罩的直径，可以调整燃气和内风混合气流的流速，这个流速和火焰传播速度要相适应，否则会造成脱火或火焰燃烧无力。
[0035]点火装置包括输出8000V高压电流的点火变压器、高压电缆和点火电极，点火电极和拢火罩之间产生电火花，引燃燃气，实现自动点火。
[0036]助燃空气通过通风口和进风口进入燃烧器，形成燃烧的“外风”，转动燃烧器的外套，可以改变通风口和进风口重叠面积的大小，从而调整外风流量，保证燃烧效果。采用圆周进风的型式，使进风阻力小，燃烧效果好。
[0037]鼓风机可提供吹扫用风，提高燃烧器安全性能，正常燃烧时，鼓风机关闭保持负压燃烧器节约用电。鼓风机的开关状态由电控箱控制。
[0038]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种使用伴生气的负压燃烧器，包括喷射式燃烧头和燃烧器本体，其特征在于，喷射式燃烧头包括拢火罩(I)、套接在拢火罩内部空腔的喷嘴(13)以及安装在拢火罩上的点火装置，拢火罩上开设有引射孔； 燃烧器本体包括机壳(3)以及套接在机壳内部空腔的进气管道(9)，进气管道的两端均伸出机壳，机壳的侧壁上开设有至少四个沿周向均布的进风口(7); 喷嘴的尾端与进气管道的前端固定连接，拢火罩的尾端通过固定盘(14)与进气管道的外壁固定连接。
2.根据权利要求1所述的使用伴生气的负压燃烧器，其特征在于，拢火罩包括前罩(10)和后罩(11)，如罩的内径大于后罩的内径，且如罩和后罩通过连接环(12)固定连接。
3.根据权利要求2所述的使用伴生气的负压燃烧器，其特征在于，引射孔包括前引射孔(101)和后引射孔(111)，其中，前引射孔包括至少四个开设在前罩侧壁上沿周向均布的通孔，后引射孔包括至少四个开设在后罩侧壁上沿周向均布的通孔。
4.根据权利要求1所述的使用伴生气的负压燃烧器，其特征在于，喷嘴内开设有喷射孔，喷射孔由分别开设在喷嘴前端、后端的柱形孔(131)和锥孔(132)连接而成，其中，1/3<柱形孔的端面直径d/高度i < 1/2，锥孔的母线与轴线的夹角α < 60°。
5.根据权利要求4所述的使用伴生气的负压燃烧器，其特征在于，喷嘴前端设置有圆台形缩颈(133)，且圆台形缩颈的母线与轴线的夹角β <60°。
6.根据权利要求1所述的使用伴生气的负压燃烧器，其特征在于，点火装置包括配套使用的点火变压器和点火电极(2 )。
7.根据权利要求1所述的使用伴生气的负压燃烧器，其特征在于，机壳外壁套接有外套(6)，外套与机壳转动连接，且外套上与进风口对应的位置开设有通风口。
8.根据权利要求1所述的使用伴生气的负压燃烧器，其特征在于，机壳尾端安装有后盖(8)。
9.根据权利要求1所述的使用伴生气的负压燃烧器，其特征在于，机壳底部安装有鼓风吹扫装置，鼓风吹扫装置包括鼓风机(4)和电控箱(5),且鼓风机和电控箱电连接。
【文档编号】F23D14/48GK203949175SQ201420395761
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】肖芳, 代金芝, 刘兵, 叶福望 申请人:肖芳