高效节能环保型低NOx顶部多气体燃烧器的制作方法

本实用新型涉及一种用于转化炉的燃烧器。属于燃烧设备技术领域。

背景技术：

石化行业的制氢转化炉、合成氨一段转化炉、甲醇转化炉，一般有装置自产的变压吸附气（PSA尾气）、解析脱附气，这些气体的压力和热值都比较低，为了节约燃料，这些气体一般不再送往火炬燃烧，而送入燃烧器燃烧，给加热炉供热。

顶烧转化炉转化管受热形式为单排管受双面辐射，火焰与炉管平行，垂直向下燃烧，烟气下行，从炉膛底部烟道离开辐射室，传热方式为并流传热。这种炉型要求炉管受热均匀，不能局部过热，否则容易积碳。炉管吸热最强位置基本位于距炉顶2-3m处。转化炉对燃烧器的性能提出了比较高的要求：火焰刚直有力，正常负荷下火焰长度控制在2-3m。

目前顶烧转化炉使用的燃料一般为90%的装置自产尾气，10%的补充燃料气。多数顶烧炉燃烧器将高压燃料气枪和低压燃料气枪设置成同轴结构，高压燃料气枪在内，低压燃料气枪在外，布置在火道的轴线上，低压气枪外围为空气流道。低压气枪由于其压力和热值较低，孔径较多、较大，与其外围的空气无法快速混合，容易使火焰过长，火焰头部发飘，甚至出现舔炉管的现象，用户只能通过提高过剩空气量来增强燃料气与空气的混合，以控制火焰长度来满足工艺要求，这些转化炉的过剩空气系数一般为1.2以上，这样就大大的浪费了能量。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供了一种高效节能环保型低NOx顶部多气体燃烧器，此燃烧器可高压、低压燃料气混烧，也可高压、低压燃料气预先混合后进入低压燃料气枪燃烧，有效降低转化炉的过剩空气系数。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种高效节能环保型低NOx顶部多气体燃烧器，其特点是：所述燃烧器包括筒体、调风器、低压气枪、高压气枪、支架、低压气喷头和高压气喷头，所述低压气枪和高压气枪设置在筒体的顶部，所述高压气枪和低压气枪为同轴结构，高压气枪在内，低压气枪在外，低压气枪外为空气流道，支架设置在筒体内。

本实用新型一种高效节能环保型低NOx顶部多气体燃烧器，其低压气枪呈淋浴喷头的圆盘结构，包括低压气枪外管、低压气枪内管、低压气枪外接管、低压气枪内接管、低压气枪上板、低压气枪下板、低压气枪侧板和喷管，低压气枪下板上布置有多个喷管和喷孔，喷管上开有多个斜孔。

本实用新型一种高效节能环保型低NOx顶部多气体燃烧器，还包括调风器，调风器设置在筒体的顶部。

本实用新型一种高效节能环保型低NOx顶部多气体燃烧器，其筒体内的耐火砖向内收缩形成缩口。

本实用新型一种高效节能环保型低NOx顶部多气体燃烧器，其低压气枪下板上喷孔的圈数为3-4，数量为36-88，喷管的圈数为2-3，数量为36-60，喷管上的斜孔数量为3-8，斜孔与竖直方向的夹角α为35°-45°。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种高效节能环保型低NOx顶部多气体燃烧器，独特的高压、低压气同轴布置的结构，可以单独烧高压燃料气（开工工况），可高压、低压燃料气混烧，也可高压、低压燃料气预先混合后进入低压燃料气枪燃烧，适用性更广，灵活性更强。

附图说明

图1为本实用新型一种高效节能环保型低NOx顶部多气体燃烧器的结构示意图。

图2为图1纵向剖视图。

图3为图2的局部放大图。

图4为本实用新型的喷管的分布示意图。

图中：

筒体1，

耐火砖1.1，

调风器2，

低压气枪3，

低压气枪外管3.1，

低压气枪内管3.2、

低压气枪外接管3.3，

低压气枪内接管3.4，

低压气枪上板3.5，

低压气枪下板3.6，

低压气枪侧板3.7，

喷管3.8，

喷孔3.9，

斜孔3.10，

高压气枪4，

看火、点火孔5，

支架6，

低压气喷头7，

高压气喷头8。

具体实施方式

参见图1-4，本实用新型涉及一种高效节能环保型低NOx顶部多气体燃烧器，它包括筒体1、调风器2、低压气枪3、高压气枪4、看火、点火孔5、支架6、低压气喷头7和高压气喷头8，所述低压气枪3、高压气枪4、看火、点火孔5和调风器2设置在筒体1的顶部，调风器2用于调节空气的进气量，低压气枪3、高压气枪4内通入燃料，所述高压气枪4和低压气枪3为同轴结构，高压气枪4在内，低压气枪3在外，低压气枪3外为空气流道，支架6设置在筒体1内，用于支撑低压气枪3和高压气枪4。

所述低压气枪3为类似淋浴喷头的圆盘结构，包括低压气枪外管3.1、低压气枪内管3.2、低压气枪外接管3.3、低压气枪内接管3.4、低压气枪上板3.5、低压气枪下板3.6、低压气枪侧板3.7和喷管3.8，低压气枪下板3.6上布置有多个喷管3.8和喷孔3.9，喷管3.8上开有多个斜孔3.10，用于低气压与空气的混合。低压气经低压气枪外接管3.3和低压气枪内接管3.4之间的流道进入低压气枪上板3.5和低压气枪下板3.6之间的流道，经喷管3.8上的斜孔3.10进入喷管3.8。空气在调风器2的作用下经低压气枪3外的空气流道进入喷管3.8内与低压气混合后喷出。

低压气枪下板上喷孔3.9的圈数为3-4，数量为36-88。

喷管3.8的圈数为2-3，数量为36-60。

喷管3.8壁上的斜孔3.10数量为3-8，其轴向角α为35°-45°。

筒体1的内壁设置有陶瓷纤维棉层，保证燃烧器在预热空气温度不大于600℃时外壳温度不大于70度。

低压气的喷射能量低，火焰的形状、刚性只能通过空气的能量来获得，因此筒体1内的耐火砖1.1向内收缩形成缩口，与气压气枪外围形成一个高压力降的喉口，这个喉口可以使上游空气的压力能转换成动能，使得低压气与空气快速的混合。另外低压气喷管内部也是一个高压降的空气流道，从喷管壁喷射出的低压气与喷管内的空气迅速混合。这种配风结构使得喷射出的每股低压气都能得到相应的空气与其迅速混合，过剩空气量明显降低，大大提高了燃烧速度，获得了良好的焰形。

本燃烧器尤其适用于低压气压力为15-50KPa，空气压力700-1000pa，空气温度200-600℃的工况。

工作原理：

本实用新型使得转化炉的过剩空气系数可降低到1.05，1台50000Nm3/h的制氢转化炉，其总热负荷约为105MW，过剩空气系数在1.05时排放的烟气热量较过剩空气系数在1.2时减少约4428218KJ/h（烟气温度按120℃），折合成热功率为1.23MW，如果折合成天然气，1年可节省1077480Nm3/h的天然气量，单价按3.5元/Nm3，则1年可节省3771180元，经济效益非常可观。