一种基于多孔介质的高性能低碳火炬长明灯的制作方法

1.本实用新型涉及火炬燃烧技术领域，特别是涉及一种基于多孔介质的高性能低碳火炬长明灯。


背景技术：

2.多孔介质燃烧技术是目前一种非常具有前景的气体燃料燃烧方式，它是指将预混气体通入一种多孔、耐高温且具有良好换热性能的介质中进行燃烧。由于这种多孔基体的存在，气体在多孔介质小孔内部产生剧烈扰动，并通过导热与辐射使燃烧产生的热量向上游传递，使得气体燃烧更加稳定、燃烧强度更高、污染物排放更低、燃烧效率更高、燃烧极限更宽、燃烧器小型化。
3.火炬是各类化工生产的必备安全系统，火炬长明灯是处理装置正常稳定运行的重要保证，需要确保火炬长明灯稳定燃烧，不发生熄火等事故。火炬长明灯的技术特点是长期运行，从单只长明灯的功率来看，耗气量较小，但是考虑到火炬系统中长明灯的数量和运行时间，长明灯的全年碳排放量数值较大。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种基于多孔介质的高性能低碳火炬长明灯，可以有效提高长明灯燃烧性能、降低含碳燃料消耗量、以及火炬长明灯抗风抗雨能力。
5.为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：
6.一种基于多孔介质的高性能低碳火炬长明灯，包括：
7.烧嘴结构、预混燃气供给装置以及点火器；
8.所述烧嘴结构包括多层多孔介质烧嘴、空气引气罩、防雨罩和烧嘴结构支撑座；所述多层多孔介质烧嘴设置在烧嘴结构支撑座上，并通过所述烧嘴结构支撑座上预留的通气孔与所述预混燃气供给装置相连；所述空气引气罩套设在所述多层多孔介质烧嘴外部，且其上部开口处设置有所述防雨罩；
9.所述点火器由所述空气引气罩侧部预留的点火口插入，并与所述多层多孔介质烧嘴接触，对所述多层多孔介质烧嘴进行点火。
10.进一步，所述多层多孔介质烧嘴由不同孔径大小的多孔介质材料组成，包括预混预热区和燃烧区，所述预混预热区用于对所述预混燃气供给装置供给的混合燃气进行预混预热，所述燃烧区用于保证燃烧后的火焰向上延伸。
11.进一步，所述预混预热区包括介质材料的孔径自下而上依次递增的第一～第三介质层；所述燃烧区包括采用轴向通孔类多孔介质材料构成的第四介质层。
12.进一步，所述第一～第四介质层之间采用非粘结工艺。
13.进一步，所述空气引气罩与所述多层多孔介质烧嘴之间预留有空隙。
14.进一步，所述空气引气罩上设置有多个引气孔，所述引气孔直径范围为空气引气
罩直径的1/12到1/10。
15.进一步，所述预混燃气供给装置包括预混燃气管和预混燃气调节阀；所述预混燃气管一端通过所述烧嘴结构支撑座上预留的通气孔与所述多层多孔介质烧嘴相连，另一端与预混燃气源相连；所述预混燃气调节阀设置在所述预混燃气管上，用于对所述预混燃气管内部的预混燃气流量进行调节，以实现在正常工况或火炬排放工况下，火焰的高度分别维持在多层多孔介质烧嘴内部或外部。
16.进一步，所述点火器包括点火管和点火杆，所述点火管上端插入所述空气引气罩内，并与所述多层多孔介质烧嘴接触，所述点火管下端与所述点火杆密封连接。
17.进一步，所述点火管上端与所述多层多孔介质烧嘴中的第三介质层中部相接触，当所述点火管引燃混合气体时，将着火位置控制在所述第三介质层及第四介质层之间。
18.本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
19.1、本实用新型的长明灯采用基于多孔介质的高性能低碳火炬长明灯烧嘴结构，可以实现火炬长明灯的低燃气量稳定燃烧。
20.2、本实用新型的长明灯，通过多孔介质烧嘴的结构及调节阀的控制，可以实现正常工况下(无火炬气排放时)，长明灯的火焰在多孔介质材料内部，提高长明灯抗风抗雨级别；
21.3、本实用新型通过对调节阀进行控制，当火炬气排放时，调节阀在上游信号下调大预混燃气流量，致使火焰延伸至多孔介质材料外部，用于点燃火炬中排放的火炬气，从而降低了正常工况下火炬长明灯的燃气量，实现了火炬长明灯的低碳减排。
22.因此，本实用新型可以广泛应用于火炬燃烧技术领域。
附图说明
23.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
24.图1为本实用新型实施例提供的基于多孔介质的高性能低碳火炬长明灯烧嘴结构示意图；
25.图2为本实用新型实施例提供的烧嘴结构示意图；
26.图3为本实用新型实施例提供的多层多孔介质烧嘴结构示意图；
27.附图中各标记表示如下：
28.1、烧嘴结构；11、多层多孔介质烧嘴；111、第一介质层；112、第二介质层；113、第三介质层；114、第四介质层；12、空气引气罩；13、防雨罩；14、烧嘴结构支撑座；2、预混燃气供给装置；21、预混燃气管；22、预混燃气调节阀；3、点火器；31、点火管；32、点火杆。
具体实施方式
29.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，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。
30.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
31.本实用新型的实施例中提供一种基于多孔介质的高性能低碳火炬长明灯，该结构主要包括多层多孔介质烧嘴、空气引气罩、烧嘴结构支撑座、预混燃气调节阀、防雨罩、点火器等。本实用新型提出的基于多孔介质的高性能低碳火炬长明灯烧嘴结构，不仅可以提高长明灯的抗风(风速160km/h)、抗雨能力(降雨量50mm/h)，同时还可以实现低燃气量下的稳定燃烧，有效的降低了火炬系统中的燃料消耗量及碳排放量，为各类石油化工产业及能源利用过程中的节能减排做贡献。
32.与之相对应地，本实用新型的另一些实施例中提供一种基于多孔介质的高性能低碳火炬长明灯的使用方法。
33.实施例1
34.如图1、图2所示，本实用新型实施例提供一种基于多孔介质的高性能低碳火炬长明灯，包括烧嘴结构1、预混燃气供给装置2以及点火器3。其中，烧嘴结构1包括多层多孔介质烧嘴11、空气引气罩12、防雨罩13和烧嘴结构支撑座14；多层多孔介质烧嘴11设置在烧嘴结构支撑座14上，并通过烧嘴结构支撑座14上预留的通气孔与预混燃气供给装置2相连；空气引气罩12套设在多层多孔介质烧嘴11外部，且其上部开口处设置有防雨罩13；点火器3由空气引气罩12侧部预留的点火口插入，并与多层多孔介质烧嘴11接触，对多层多孔介质烧嘴11进行点火。
35.优选地，如图3所示，多层多孔介质烧嘴11由不同孔径大小的多孔介质材料组成，包括预混预热区和燃烧区。其中，预混预热区用于对预混燃气供给装置2供给的混合燃气进行预混预热，燃烧区用于保证燃烧后的火焰向上延伸。
36.优选地，预混预热区包括介质材料的孔径自下而上依次递增的第一～第三介质层111～113，可以保证预混燃气更为充分的与空气混合；燃烧区包括采用轴向通孔类多孔介质材料构成的第四介质层114，以保证燃烧后的火焰向上延伸。
37.优选地，多孔介质层111～114之间采用非粘结工艺。
38.优选地，空气引气罩12与多层多孔介质烧嘴11之间预留有一定空隙，以保证预混燃气燃烧后产生的负压可以将外部空气吸入。
39.优选地，空气引气罩12上设置有多个引气孔，引气孔直径范围为空气引气罩12直径的1/12到1/10。
40.优选地，预混燃气供给装置2包括预混燃气管21和预混燃气调节阀22。其中，预混燃气管21一端通过烧嘴结构支撑座14上预留的通气孔与多层多孔介质烧嘴11相连，另一端与预混燃气源相连；预混燃气调节阀22设置在预混燃气管21上，用于对预混燃气管21内部的预混燃气流量进行调节，以实现在正常工况或火炬排放工况下，火焰的高度分别维持在多层多孔介质烧嘴11内部或外部。
41.优选地，预混燃气调节阀22可以由控制系统自动控制。
42.优选地，点火器3包括点火管31和点火杆32，点火管31上端插入空气引气罩12内，并与多层多孔介质烧嘴11接触，点火管31下端与点火杆32密封连接。
43.更为优选地，点火管31上端与多层多孔介质烧嘴11中的第三介质层113中部相接触，当点火管31引燃混合气体时，将着火位置控制在第三介质层113及第四介质层114之间。
44.本实用新型中正常工况下，通过预混燃气调节阀22调节预混燃气的燃气量，保持燃烧面及火焰均在多层多孔介质烧嘴11内部，在防雨罩3的保护下长明灯的持续燃烧可以不受天气影响，同时由于多孔介质燃烧的特性，可以保证小燃气量的稳定燃烧；在火炬排放工况下，由预混燃气调节阀22调大长明灯的燃气量，令火焰高度高于多孔介质层114，火焰外焰延伸至多层多孔介质烧嘴11外，以保证可以顺利点燃火炬气，实现工厂的安全运行。
45.实施例2
46.基于实施例1提供的基于多孔介质的高性能低碳火炬长明灯，本实施例提供一种基于多孔介质的高性能低碳火炬长明灯的使用方法，包括以下步骤：
47.1)将烧嘴结构分别与预混燃气供给装置和点火器连接，并将预混燃气供给装置与对应预混燃气源相连，由点火器将烧嘴结构引燃；
48.2)预混燃气供给装置基于接收到的工况指令，对预混燃气的燃气供应量进行调节，使得烧嘴结构根据不同工况，对火焰高度进行调节。
49.预混燃气通过预混燃气管21进入烧嘴结构1中，由点火管31将其引燃，由于多层多层多孔介质烧嘴11的结构特殊性，控制着火位置在多孔介质材料113与114之间。正常工况下，将燃烧区控制在多孔介质材料114内部，当燃烧区出现负压情况时，会通过空气引气罩12吸入更多的空气，以维持稳定燃烧；当上游发生危险工况或开停车工况时，需火炬排放多余的火炬气以保证工厂的安全运营时，调节阀22得到上游信号后增大预混燃气量，使得火焰高度迅速提升，超出多层多孔介质烧嘴11，延伸至多孔介质材料114外部，顺利点燃火炬气。
50.该基于多孔介质的高性能低碳火炬长明灯烧嘴结构，可以通过调节阀14的调节来实现正常工况下低燃料气稳定燃烧、火炬气排放时立即调高火焰高度，顺利点燃火炬，达到降低火炬长明灯节能减排的目的；同时通过多层多孔介质烧嘴结构、多孔介质燃烧的特性及防雨罩提高长明灯的抗风抗雨级别。
51.本实用新型专利中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
52.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。