专利名称：天然气开工烧嘴的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石化生产设备技术领域，涉及一种合成氨生产设备用升温烧嘴，特别是一种用于对转化炉启动升温的天然气开工烧嘴。
背景技术：
随着当今国内外天然气工程建设的快速发展以及对环保要求的日益提高，天然气正逐步成为合成氨生产的重要原料。迄今为止，绝大部分合成氨生产企业在生产工艺上已普遍采用烃类转化制合成气的技术路线，其中较好的烃的转化反应是在装有触媒的转化管中进行的，烃类气体和蒸气在一定的压力和温度下进行转化，在启动阶段转化反应所需要的热量由天然气开工烧嘴供给。由于天然气中的主要成分是甲烷，而甲烷蒸气转化反应是强吸热反应，为了满足转化炉启动升温的要求，实现甲烷转化，诸多生产企业无一不期待拥有更高质量的天然气开工烧嘴，但目前本领域公知的各种同类产品却相应都存在有烧嘴出口温度变化范围较窄、点火性能和完全燃烧性能较差以及烧嘴壳体易被烧坏等不足。
发明内容
本实用新型的目的在于针对本技术领域存在的上述问题，提供一种结构合理、寿命长、使用效率高且性能可靠的天然气开工烧嘴。
为实现上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的所提供的天然气开工烧嘴具有两段径腔相通的燃烧段——一次(主)燃烧段和二次(副)燃烧段，在一次燃烧段的入口端通过一副多孔板(或旋流器)与一套混合气体输入器联通，所说的混合气体输入器由自内至外按阶梯形排布方式同轴套置的中心点火管、中间环管和外环管构成，在中心点火管后部设有点火用天然气入口、点火用空气入口和点火器座，在中间环管和外环管的后部各设有一个可分别供天然气和空气输入的气体输入口；在一次燃烧段外设有一个空气冷却套管，该冷却套管的内壁上密设有多个与一次燃烧段内腔相通的小孔；在二次燃烧段外设有一个空气助燃套管，该助燃套管的内壁上同样也密设有多个与二次燃烧段内腔相通的小孔。该开工烧嘴工作时，首先向中心点火管通入供点火用的天然气和空气，经点火器点燃后在一次燃烧段内形成长明火，再通过中间环管和外环管分别经多孔板(或旋流器)向一次燃烧段送入天然气和空气，二者的混合气在一次燃烧段内被点燃，与此同时向空气冷却套管内通入冷却空气使之在一次燃烧段室内壁附近形成空气膜，用以保护燃烧段壳体不被烧坏，随后混合燃气进入二次燃烧段并与该燃烧段内的二次空气混合、燃烧，通过对二次燃烧段内空气量的调整实现对空气和天然气混合比的调节，最终保证其出口端燃气温度满足转化炉开工升温的要求。
本实用新型由于采用两段式燃烧段设计，通过调整空气和天然气的混合比调节各燃烧段燃气温度，一次燃烧段的一次空气和天然气在先通过多孔板(或涡流器)进行充分混合后再进入一次燃烧段进行燃烧，因而具有良好的完全燃烧性能和点火性能。该天然气开工烧嘴的出口温度变化范围很宽，其变化范围由250℃至1000℃，产品经陕西省兴平化肥厂15万吨天然气转化合成气装置转化炉试车运行和正常使用，可完全满足转化炉升温启动的要求。此外，为避免一次燃烧段因室内壁温度过高而被烧坏，室壁采用冷却套结构，冷却空气在冷却套内通过内壁小孔吹入并在内壁附近形成空气膜，从而有效保护了燃烧器室壁，提高了烧嘴寿命。
附图为本实用新型一个具体实施例的结构示意图。
具体实施方式
参见附图，本实用新型所述的天然气开工烧嘴包括两段燃烧段I、II以及混合气体输入器三部分。混合气体输入器通过一块多孔板或旋流器5联装在一次燃烧段入口端，该输入器自内至外分别由同轴套置的中心点火管2、中间环管3和外环管4构成，并按阶梯型排布方式设置。在中心点火管2后部设有点火用天然气入口21和点火用空气入口22以及用于安装点火器的点火器座23，在其前端装有用于观察点火用的观察透镜1；在中间环管3和外环管4的后部分别设有一个天然气入口31和一个一次空气入口41。一次燃烧段I与二次燃烧段II彼此径腔相通，在一次燃烧段I的前壁处插装有用于观察气体在燃烧段内燃烧情况的火焰监测器6。空气冷却套管7和空气助燃套管8分别环包套置在两个燃烧段I、II之外，在两套管7、8与相应燃烧段I、II间的壁体上均密设有多个通气小孔。附图中标号71和72为冷却空气入口；81和82为二次空气入口。
权利要求1.一种天然气开工烧嘴，其特征在于具有两段径腔相通的燃烧段(I、II)，在一次燃烧段(I)的入口端通过一副多孔板(5)与一套混合气体输入器联通，所说的混合气体输入器由自内至外按阶梯形排布方式同轴套置的中心点火管(2)、中间环管(3)和外环管(4)构成，在中心点火管(2)后部设有点火用天然气入口(21)、点火用空气入口(22)和点火器座(23)，在中间环管(3)和外环管(4)的后部各设有一个气体输入口(31、41)；在一次燃烧段(I)外设有一个空气冷却套管(7)，所说冷却套管(7)的内壁上密设有多个与一次燃烧段(I)内腔相通的小孔；在二次燃烧段(II)外设有一个空气助燃套管(8)，所说助燃套管(8)的内壁上密设有多个与二次燃烧段(II)内腔相通的小孔。
2.如权利要求1所述的天然气开工烧嘴，其特征在于所说的混合气体输入器与一次燃烧段(I)入口端间通过一个旋流器相连。
3.如权利要求1、2所述的天然气开工烧嘴，其特征是在一次燃烧段(I)壁间装有火焰监测器(6)，在中心点火管(2)前端装有观察透镜(1)。
专利摘要本实用新型为一种转化炉启动升温用天然气开工烧嘴,具有两段径腔相通的燃烧段I、II,其中一次燃烧段的入口端通过多孔板或旋流器与一套由自中心点火管、中间环管和外环管构成的混合气体输入器联通,在两燃烧段外分别套装有一个空气冷却套管和一个空气助燃套管。工作时,由中心点火管通入点火用的天然气和空气,其混合气体由点火器点燃,形成长明火,由中间环管和外环管分别送入一次燃烧段内的天然气和空气的混合气体,其燃烧生成的燃气进入二次燃烧段并与该燃烧段内的二次空气混合、燃烧,通过对二次燃烧段内空气量的调整最终使其出口端燃气温度满足转化炉开工升温的要求。
文档编号F23D14/48GK2506880SQ01265918
公开日2002年8月21日 申请日期2001年11月28日 优先权日2001年11月28日
发明者黄崇锡, 张相武, 杜炜东 申请人:陕西杨凌航天节水科技股份有限公司