一种平焰侧烧低氮氧化物气体燃烧器的制作方法

本实用新型涉及石油化工技术领域，具体来说，涉及一种平焰侧烧低氮氧化物气体燃烧器。

背景技术：

乙烯是石油化学工业最重要的基础原料之一，由乙烯装置及其下游装置生产的“三烯叁苯”是生产各种有机化工产品和合成树脂、合成纤维、合成橡胶三大合成材料的基础原材料，乙烯工业的发展水平总体上代表了一个国家石油化学工业的水平，随着国家环保总局《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570-20015)的颁布实施及石油炼化各企业自身环保改造项目的有序推进，根据市场信息反馈， 目前国内乙烯行业中，由于炉膛温度高，工艺加热炉中使用的平焰燃烧器，在使用过程中发现多有排放中烟气NOx浓度偏高、氧含量与CO不好调整,火焰有时飘散、炉管受热不够均匀、易结焦等现象，原有的燃烧器技术已显得陈旧和不适宜。因此研制一种高效燃烧，幅射温度均匀，适用于乙烯工业炉或相类似炉膛温度的平焰低NOx污染排放的气体燃烧器来替代原平焰燃烧器，很有必要，市场前景将很广阔。

技术实现要素：

针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提出一种平焰侧烧低氮氧化物气体燃烧器，能够克服现有技术的上述不足。

为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种平焰侧烧低氮氧化物气体燃烧器，包括主枪，所述的主枪上安装有一次调风座，所述主枪的一端设有定位套，所述的定位套内连接有引射喷咀，所述的引射喷咀通过中心气枪一端的弯头与中心气枪连接，所述中心气枪的另一端通过连接座与主枪的扩张管管壁连接，所述的连接座上连接有气枪气管一，所述的气枪气管一与主枪另一端的喷头连接；所述主枪的右侧套设有火盆砖，所述的火盆砖连接有安装基座，所述主枪的左侧罩设有风箱。

进一步的，所述的火盆砖为长方体的耐火浇注体，且所述火盆砖的向火面设有旋转的梅花形凸起，所述火盆砖的中心火道为一锥孔，所述主枪的右侧位于所述锥孔内，且中心火道的外侧开设有一倾斜孔。

进一步的，所述火盆砖内设有四根预埋螺栓，所述火盆砖的背火面和安装基座之间设有陶纤垫块，所述预埋螺栓穿过所述陶纤垫块和所述安装基座的安装侧板连接；所述的安装侧板通过螺栓一和蝶形螺母连接有点火火孔盖，所述安装侧板上设有向安装侧板一侧延伸的套管，所述的陶纤垫块围设在所述套管的外侧。

进一步的，所述喷头的喷头壁上设有若干个燃气喷槽，所述喷头的喷头端内设有一凹锥帽，所述凹锥帽的锥帽顶开设有中心气枪安装孔，所述的气管一安装在所述的中心气枪安装孔内。

进一步的，所述的喷头通过扩张管与固定管连接，所述的固定管上套设有连接法兰，所述的连接法兰通过螺栓二安装在安装基座上，所述的连接法兰通过螺栓三连接有二次调风板，所述的固定管连接有文丘里管），所述的文丘里管通过法兰一连接固定柱的一端，所述固定柱的另一端连接有法兰二，所述法兰二的中部和外侧分别连接有定位套和传动管，所述的定位套通过螺栓四与所述引射喷咀连接。

进一步的，所述的风箱包括面板和底板，所述面板和底板之间设有内撑圈，所述的内撑圈内设有风筒，所述的风筒内设有陶纤维和菱形钢网。

进一步的，所述的一次调风座包括调风管，所述的调风管与法兰二焊接连接，所述调风管的下部固定在盖板上，所述的调风管和盖板上设有供气枪气管一插入的孔，所述盖板通过卡簧连接有调节轴，所述的调节轴上套设有轴套，所述调节轴的下端通过紧定螺钉连接有手轮。

进一步的，所述的引射喷咀包括喷嘴，所述的定位套通过螺栓四与所述引射喷咀的喷嘴连接，所述的喷嘴连接气管一的一端，所述的气管一固定在定位座上，所述的气管一的另一端连接三通的一端，所述三通的另外两端分别连接气管二的一端和气管三的一端，所述的气管二的另一端通过螺栓与所述的中心气枪连接，所述的气管三的另一端连接有法兰，所述的喷嘴上设有若干个一级燃料喷孔。

进一步的，所述的中心气枪包括气枪气管三，所述气枪气管三的一端连接气管二的一端，所述的气枪气管三的另一端通过所述弯头连接气枪气管二的一端，所述弯头与气枪气管二的连接处套设有连接套，所述气枪气管二的另一端通过所述连接座连接气枪气管一的一端，所述气枪气管一的另一端连接有气枪喷嘴，所述气枪喷嘴上设有若干个二级燃料喷孔。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过主枪和中心气枪实现了燃料分级；通过主枪内、主枪外和火道环隙实现了空气分级；从引射喷咀喷孔喷出的一级燃气，依靠自身动能产生的负压引射吸入一次空气，与一级燃气燃气在文丘里管和扩张管内预先混合，经主枪喷头燃气槽流出燃烧，实现了燃料的预混；主枪喷头的凹锥帽与预混一级燃气构成撞击混合，强化了燃气与空气的混合；火盆向火面旋转梅花型凸起，对烟气产生附面效应，和二次燃气与一级烟气小夹角相交，相交处形成滞止低压区产生涡流，起到烟气回流作用，同时二次射流与一次平面烟气因紊流涡团揉搓摩擦作用，二级燃气与一次烟气混合速度加快，卷吸掺混作用增强，强化了混合，实现了低氮氧化物排放的目的；另外，风箱内足够厚的陶纤棉，有效的阻止了燃烧器的对外传热，同时由于菱形钢网和陶纤棉的阻尼性消音，使得燃烧器内高速气流产生的噪音得到迅速衰减，实现燃烧器的低噪音排放。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例所述的一种平焰侧烧低氮氧化物气体燃烧器的主视图；

图2是图1的侧视图；

图3是火盆砖的主视图；

图4是图3的侧视图；

图5是安装基座的主视图；

图6是图5的侧视图；

图7是主枪的结构示意图；

图8是喷头的局部剖视图；

图9是连接法兰的结构示意图；

图10是二次调风板的结构示意图；

图11是法兰二的结构示意图；

图12是风箱的剖视图；

图13是一次调风板的结构示意图；

图14是图13的俯视图；

图15是引射喷咀的结构示意图；

图16是中心气枪的结构示意图；

图中：1、火盆砖；11、预埋螺栓；12、耐火浇注体；2、陶纤垫块；3、安装基座；31、安装侧板；32、螺栓一；33、点火火孔盖；34、套管；4、主枪；41、喷头；42、扩张管；43、固定管；44、连接法兰；45、螺栓三；46、二次调风板；47、文丘里管；48、法兰一；49、固定柱；410、法兰二；411、螺栓二；412、定位套；413、螺栓四；414、传动管；415、燃气喷槽；416、凹锥帽；5、风箱；51、面板；52、风筒；53、陶纤维；54、菱形钢网；55、内撑圈；56、底板；6、一次调风座；61、调风管；62、盖板；63、卡簧；64、轴套；65、调节轴；66、紧定螺钉；67、手轮；7、引射喷咀；71、喷嘴；72、气管一；73、固定座；74、三通；75、气管二；76、螺栓；77、气管三；78、法兰；8、中心气枪；81、气枪喷嘴；82、气枪气管一；83、连接座；84、气枪气管二；85、连接套；86、弯头；87、气枪气管三。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-16所示，根据本实用新型实施例所述的一种平焰侧烧低氮氧化物气体燃烧器，包括主枪4，所述的主枪4上安装有一次调风座6，所述主枪4的一端设有定位套412，所述的定位套412内连接有引射喷咀7，所述的引射喷咀7通过中心气枪8一端的弯头86与中心气枪8连接，所述中心气枪8的另一端通过连接座83与主枪4的扩张管42管壁连接，所述的连接座83上连接有气枪气管一82，所述的气枪气管一82与主枪4另一端的喷头41连接；所述主枪4的右侧套设有火盆砖1，所述的火盆砖1连接有安装基座3，所述主枪4的左侧罩设有风箱5。

在一具体实施例中，所述的火盆砖1为长方体的耐火浇注体12，且所述火盆砖1的向火面设有旋转的梅花形凸起，所述火盆砖1的中心火道为一锥孔，所述主枪4的右侧位于所述锥孔内，且中心火道的外侧开设有一倾斜孔。

在一具体实施例中，所述火盆砖1内设有四根预埋螺栓11，所述火盆砖1的背火面和安装基座3之间设有陶纤垫块2，所述预埋螺栓11穿过所述陶纤垫块2和所述安装基座3的安装侧板31连接；所述的安装侧板31通过螺栓一32和蝶形螺母连接有点火火孔盖33，所述安装侧板31上设有向安装侧板31一侧延伸的套管34，所述的陶纤垫块2围设在所述套管34的外侧。

在一具体实施例中，所述喷头41的喷头壁上设有若干个燃气喷槽415，所述喷头41的喷头端内设有一凹锥帽416，所述凹锥帽的锥帽顶开设有中心气枪安装孔，所述的气管一82安装在所述的中心气枪安装孔内。

在一具体实施例中，所述的喷头41通过扩张管42与固定管43连接，所述的固定管43上套设有连接法兰44，所述的连接法兰44通过螺栓二411安装在安装基座3上，所述的连接法兰44通过螺栓三45连接有二次调风板46，所述的固定管43连接有文丘里管47，所述的文丘里管47通过法兰一48连接固定柱49的一端，所述固定柱49的另一端连接有法兰二410，所述法兰二410的中部和外侧分别连接有定位套412和传动管414，所述的定位套412通过螺栓四413与所述引射喷咀7连接。

在一具体实施例中，所述的风箱5包括面板51和底板56，所述面板51和底板56之间设有内撑圈55，所述的内撑圈55内设有风筒52，所述的风筒52内设有陶纤维53和菱形钢网54。

在一具体实施例中，所述的一次调风座6包括调风管61，所述的调风管61与法兰二410焊接连接，所述调风管61的下部固定在盖板62上，所述的调风管61和盖板62上设有供气枪气管一82插入的孔，所述盖板62通过卡簧63连接有调节轴65，所述的调节轴65上套设有轴套64，所述调节轴65的下端通过紧定螺钉66连接有手轮67。

在一具体实施例中，所述的引射喷咀7包括喷嘴71，所述的定位套412通过螺栓四413与所述引射喷咀7的喷嘴71连接，所述的喷嘴71连接气管一72的一端，所述的气管一72固定在定位座73上，所述的气管一72的另一端连接三通74的一端，所述三通74的另外两端分别连接气管二75的一端和气管三77的一端，所述的气管二75的另一端通过螺栓76与所述的中心气枪8连接，所述的气管三77的另一端连接有法兰78，所述的喷嘴71上设有若干个一级燃料喷孔。

在一具体实施例中，所述的中心气枪8包括气枪气管三87，所述气枪气管三87的一端连接气管二75的一端，所述的气枪气管三87的另一端通过所述弯头86连接气枪气管二84的一端，所述弯头86与气枪气管二84的连接处套设有连接套85，所述气枪气管二84的另一端通过所述连接座83连接气枪气管一82的一端，所述气枪气管一82的另一端连接有气枪喷嘴81，所述气枪喷嘴81上设有若干个二级燃料喷孔。

为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本实用新型的上述技术方案进行详细说明。

在具体使用时，根据本实用新型所述的一种平焰侧烧低氮氧化物燃烧器，由火盆砖1、陶纤垫块2、安装基3、主枪4、风箱5、一次调风座6、引射喷咀7、中心气枪8等部件组成，见图1-2。总装时，引射喷咀7、主枪4、中心气枪8部件整体组装成联合的燃气枪：一级燃气主枪和二级中心气枪。一次调风座6组装在主枪上，引射喷咀7插入主枪定位套412通过螺栓四连接，中心气枪8一端通过弯头86与引射喷咀7连接、另一端通过连接座83与主枪4扩张管的管壁连接，中心气枪8的另一端通过气枪气管一82与主枪4的喷头41焊接连接为一体，安装时燃烧器通过安装基座3固定在炉侧板上，通过预埋螺栓11穿过火盆砖1与陶纤垫块2紧固在安装基座3上，整体联合的燃气枪插入安装基座3的套管34内、喷头41从火盆火道中伸出高度h，通过连接法兰44安装到安装基座3上，风箱5罩在法兰二410上。

燃烧器适用于直接点燃主气枪的一级点火方式，采用便携式电子点火棒或人工火把点燃。适用于自然通风操作工况，在燃料压力、组分变化等复杂环境下都能稳定燃烧，达到高效、节能、低NOX污染排放与低噪声的环保目的。

其中，火盆砖1是外截面为正方形的长方体，其中心火道为一锥孔，火盆向火面设有旋转的梅花型凸起，背火面预埋四个预埋螺栓，火道外开有一倾斜孔，兼做点火和看火孔，见附图3及附图4。

安装基座3由安装侧板31、螺栓一32、点火火孔盖33、套管34组成，见附图5及附图6。

主枪4由喷头41；扩张管42；固定管43；连接法兰44；螺栓三45；二次调风板46；文丘里管47；法兰一48；固定柱49；法兰二410；螺栓二411；定位套412；螺栓四413；传动管414组成，见附图7-11。其中喷头41壁上设有n1xb个燃气喷槽，喷头端内设有一凹锥帽，起燃气平焰导向作用，凹锥帽开有中心气枪安装孔，连接法兰上对称设有腰形缺口和多个圆孔，连接法兰通过螺栓、垫圈、蝶形螺母与二次调风板组装成二次调风机构，左右移动二次调风板，可实现燃烧器二次风的调节。

风箱5由面板51；风筒52；陶纤棉53；菱形钢网54；内撑圈55；底板56组成，见附图12。组装时，风箱罩在法兰二上。

一次调风座6由调风管61；盖板62；卡簧63；轴套64；调节轴65；紧定螺钉66；手轮67组成，见附图13及附图14。组装时，一次调风座的调风管与主枪法兰二上焊接，引射喷咀的气管一插入调风管和盖板，与风箱罩、法主枪兰一组成一次调风结构，左右旋转手轮，调节轴带动调风管和盖板在引射喷咀的气管一上前后滑动，实现燃烧器一次风的调节。

引射喷咀7由喷嘴71；气管一72；固定座73；三通74；气管二75；螺栓76；气管三77；法兰78组成，见附图15。喷嘴71设有若干个一级燃料喷孔，整体组装时，引射喷嘴插入主枪定位套412和一次调风座调风管61和盖板62，定位套412通过螺栓四413与引射喷咀7连接，组成燃烧器的引射机构。

中心气枪8由气枪喷嘴81；气枪气管一82；连接座83；气枪气管三84；连接套85；弯头86；气枪气管三87组成，见附图16。气枪喷嘴81设有若干个个二级燃料喷孔，整体组装时，中心气枪8一端通过弯头86与引射喷咀7螺纹连接，另一端通过连接座83与主枪4扩张管的管壁连接，中心气枪8的另一端通过气枪气管一82与主枪4的喷头41焊接连接为一体。

安装时，火盆砖与成套陶纤隔热块构成耐火隔热体，通过预埋螺栓安装在安装基座上，安装基座固定到加热炉侧壁板上，整体联合的燃气枪插入安装基座套管，主枪喷头伸出火盆火道至设定高度，螺栓螺母固定连接法兰与安装基座板。

工作时，一定压力的燃气一路从引射喷咀的喷孔高速喷出，是为一级燃气，依靠燃气动能产生的负压引射作用从调风管、盖板、风箱罩和主枪法兰一组成的一次调风口吸入一次空气，在主枪文丘里管和扩张管内一次燃气与一次空气预先混合，然后经排列在主枪喷头壁上的燃气喷槽流出而进行燃烧，喷头的凹锥帽与预混一级燃气构成撞击混合，强化了燃气与空气的混合，同时对燃气起平焰导向作用，烟气流过火盆向火面旋转梅花型凸起，对烟气产生揉搓摩擦作用，产生附面效应，形成梅花状的一次薄层平面火焰，同时在旋转的梅花状平面火焰中滞止低压区产生烟气回流；一路燃气从中心气枪喷咀的喷孔喷出，是为二级燃气，与一级平焰烟气成一小相交夹角，气流减速，相交处形成滞止压力区，绕过射流后出现低压区，产生涡流，起到稳定火焰的作用，由于二次射流与一次平面烟气之间因紊流涡团揉搓摩擦作用，二级燃气与一次烟气混合速度加快，卷吸掺混作用增强，燃烧形成稳定的二次薄层平面火焰。引射喷咀和中心气枪喷咀的分别设置实现了燃料气的分级。旋转调风座手轮，调节轴带动调风管和盖板在引射喷咀的气管一上前后滑动，实现燃烧器的一次风的调节，移动二次调风板，可实现燃烧器二次风的调节。一次风通过半引射式预混燃气主枪内与一级燃气预混，二次风通过火道和半引射式预混燃气主枪环与一次烟气和二级燃气混合，一次实现了空气的空气分级。燃料和空气的分级、分段燃烧，降低了火焰表面温度，有效地抑制了NOx的生成，从而实现燃烧烟气低NOx排放，在1200℃炉膛温度下，NOx排放指标≤50mg/Nm3。

风箱内足够厚的陶纤棉，有效的阻止了燃烧器的对外传热，同时由于菱形钢网和陶纤棉的阻尼性消音，使得燃烧器内高速气流产生的噪音得到迅速衰减，实现燃烧器的低噪音排放，滿足燃烧器运行时噪音＜80dBA@1m及风箱风筒(5-2)表面温度低于60℃（不烫手）要求。

综上所述，本实用新型通过主枪和中心气枪实现了燃料分级；通过主枪内、主枪外和火道环隙实现了空气分级；从引射喷咀喷孔喷出的一级燃气，依靠自身动能产生的负压引射吸入一次空气，与一级燃气燃气在文丘里管和扩张管内预先混合，经主枪喷头燃气槽流出燃烧，实现了燃料的预混；主枪喷头的凹锥帽与预混一级燃气构成撞击混合，强化了燃气与空气的混合；火盆向火面旋转梅花型凸起，对烟气产生附面效应，和二次燃气与一级烟气小夹角相交，相交处形成滞止低压区产生涡流，起到烟气回流作用，同时二次射流与一次平面烟气因紊流涡团揉搓摩擦作用，二级燃气与一次烟气混合速度加快，卷吸掺混作用增强，强化了混合，实现了低氮氧化物排放的目的；另外，风箱内足够厚的陶纤棉，有效的阻止了燃烧器的对外传热，同时由于菱形钢网和陶纤棉的阻尼性消音，使得燃烧器内高速气流产生的噪音得到迅速衰减，实现燃烧器的低噪音排放。

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，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。