[实用新型]燃气燃烧器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种燃气燃烧器，主要用作以天然气为燃料的合成氨装置一段转化炉炉顶烧嘴。

背景技术

以天然气为原料，天然气加压蒸汽连续转化生产合成氨的装置，其一段转化需在800℃左右的反应温度下进行，反应为吸热反应，需通过天然气燃烧放热来提供热量。随着单套合成氨装置生产能力和环保要求的不断提高，对一段转化炉炉顶燃烧器的要求也越来越高。主要表现为：①单台燃烧器能提供的热负荷要高；②燃烧器的操作弹性要大；③火焰要求刚直有力，火焰长，不偏烧，以保证整个炉膛温度均匀且不烧损炉管；④NOx产物要少、噪声要低；⑤燃料气燃烧要充分。年产30万吨合成氨的大型合成氨厂，炉顶自吸式燃烧器均为进口产品，近年来节能改造已经改为空气预热送风式燃烧器。国产化大型合成氨装置烟气温度已低于150℃，再上空气预热器没有价值，所以必须开发适合于炉顶负压极低(-2～-4mmH₂O)且热负荷大于1.313×10⁶MW的炉顶燃烧器。

实用新型内容

本实用新型的目的，是提供一种在空气自吸式条件下高热负荷、操作弹性大、火焰刚直有力且不偏烧、NOx产物少、噪声低和燃烧充分的燃烧器。

本实用新型的技术方案是：

一种燃气燃烧器，包括烧嘴、空气风箱、引燃腔，所述烧嘴位于所述空气风箱中垂线上，与空气风箱内壁之间的间隙构成进风通道，所述引燃腔固定连接在所述空气风箱的下端，所述烧嘴包括主烧嘴和若干辅助烧嘴，所述辅助烧嘴对称布置在主烧嘴的四周。

所述主烧嘴由顺序连接的喷射器、引射管、稳焰器组合构成。

所述喷射器具有多个喷射孔。

所述稳焰器为管状结构，管壁上有若干孔。

所述引射管具有顺序联结的收缩段、扩张段、恒流段。

所述空气风箱包括一次空气风箱和二次空气风箱。

所述引燃腔具有收缩段和扩张段，收缩段对应主烧嘴出口。

本实用新型的有益效果是：单台热负荷高、可操作性能好、环保效果好。

附图说明

图1是本实用新型一个实例的结构图

图2是图1的A-A视图

图中代号含义：1.引燃腔；1-1.收缩段；1-2.扩张段；2.二次空气风箱；3.一次空气风箱；4.主烧嘴；4-1.喷射器；4-2.引射管；4-2-1.收缩段；4-2-2.扩张段；4-2-3.恒流段；4-3.稳焰器；5.辅助烧嘴；a.主燃料入口；b.辅燃料入口；c.一次风进口；d.二次风进口；e.观察孔。

具体实施方式

参见图1、图2：本实例的燃气燃烧器，包括主烧嘴4、辅助烧嘴5、一次空气风箱3、二次空气风箱2、引燃腔1，两级风箱呈串联结构，主烧嘴4位于空气风箱中垂线上，与空气风箱内壁之间的间隙构成进风通道，四个辅助烧嘴5对称布置在主烧嘴4的四周，引燃腔1固定连接在空气风箱的下端。

上述各部件的具体结构如下：

一.主烧嘴4由顺序连接的喷射器4-1、引射管4-2、稳焰器4-3组合构成。其中：

喷射器4-1采用十字形喷头，喷头具有多个喷射孔。该结构的效果是：①.喷射出的燃料气射流，对一次进风的吸引能力很强，一次进风量占进风总量的70～75％；②.多股高速燃料气射流与空气互相接触面大，容易混合均匀；③.多股射流相互干扰，可减小声波的径向辐射，降低噪音；④.燃料气与一次空气的混合气流速高，是火焰传播速度的5～13倍，且燃料气在混合气中的浓度也在着火极限范围外，因此可避免回火现象发生。

引射管4-2的内腔是异径结构，具有三个直径不同的区段，分别是：收缩段4-2-1，呈流线型收缩结构；扩张段4-2-2，呈圆锥形扩张结构；恒流段4-2-3，呈圆柱形结构。引射管4-2的内腔是主烧嘴燃料气与一次进风的混合室，它的结构决定混合气流的速度场、浓度场和温度场，实践表明，吸入段4-2-1、扩张段4-2-2速度场的均匀性较差，但是扩张段浓度场和温度场较好，圆柱段速度场、温度场、浓度场的分布均匀性好。三个区段组合在一起，混合气流的速度场、浓度场和温度场整体效应好。

稳焰器4-3布置在引射管4-2的出口，其结构是一环状的多孔罩，罩壁上有若干袖火孔，其作用是防止熄火。引射管4-2的出口是混合气流的着火点，即火焰的根，稳焰器4-3罩住该着火点，混合气在喷出引射管时，小部分经袖火孔进入稳焰器4-3，形成环状多孔袖火，围护着主火焰，主火焰的稳定性不会受到紊流和热负荷变化的影响，可避免熄火。另外，该稳焰器也供点火用，点火时，先点燃袖火，再由袖火引燃主火焰。