[发明专利]一种新型侧壁燃气燃烧器

说明书

所属技术领域

在石油化工过程中广泛使用管式加热炉，有些加热炉由于炉体较高、炉管较长，在采用底部燃烧器同时，还要采用侧壁燃烧器为加热炉的上部供热。本发明涉及一种新型燃气侧壁燃烧器，这种燃烧器利用燃料气的引射作用吸入空气，具有较强的自吸供氧功能，在炉膛负压很低的条件下，可以根据工艺需要产生所需的贴壁火焰形状，燃烧充分，具有较高的热效率，可以用于各种加热炉，特别是炉体较高、炉管较长的管式加热炉中，尤其是裂解炉。

背景技术

由于各种工艺管式加热炉的结构不同，如炉管排布方式、传热方式、燃烧器位置等等都不一样，所以对炉膛内火焰的形状和温度的分布有不同的要求。对于炉体较高、炉管较长的加热炉，只采用底部燃烧器不能保证上部炉管的供热，需要采用侧壁燃烧器，以便对上部炉管进行加热。由于侧壁燃烧器位于炉膛中上部，所以该处炉膛负压较低，容易造成侧壁燃烧器空气供给不充分，燃烧不完全的结果。目前现有的侧壁燃烧器的燃料引射烧嘴前部中间仅有一个燃料喷孔，有时在喷头周边开有数个喷孔；一个中间喷孔的引射能力低，不能供给足够的空气，而其周边的喷孔喷射燃料，会造成空气流动阻力过大，进一步降低空气的供给，往往造成会产生燃烧不完全、炉膛出口CO和其它污染物超标、加热炉负荷下降、经济效益下降的现象。特别是对于一些自然引风加热炉，炉膛负压低，更容易出现上述现象。

发明内容

为了克服现有的侧壁燃气燃烧器产生燃烧不完全、炉膛出口CO和其它污染物超标、加热炉负荷下降、经济效益下降的现象，本发明提出一种新型侧壁燃气燃烧器，其解决这个技术问题所采用的技术方案是：通过高效利用气体燃料的压力能，引射吸入空气，可以大幅度增加对空气的供给能力，同时在引射混合管中燃料与空气可以快速混合，充分燃烧，并且通过火焰散发器，产生所需要的火焰形状，因此可以控制加热炉内的温度场，产生易于向炉管传热的温度场分布，显著提高燃烧和辐射传热效率。由于燃烧充分，可以降低出口CO的含量，提高加热炉效率，大幅度降低燃料消耗和CO₂的排放，并且可以显著提高加热炉的处理量。这种新型燃烧器结构简单，操作弹性大，易于制造和安装，可以在额定工况的20～130％情况下稳定正常燃烧，并能够适应各种气体燃料，可以满足各种工艺过程加热炉的需要，特别是管式加热炉。

本发明包括一种新型侧壁燃气燃烧器，它由燃料引射喷头(1)、一次风引射混合器(2)、预燃段(3)、出口导流器(4)、二次风管(5)、二次风出口段(6)、二次风风道(7)、炉壁(8)、炉膛(9)、内保温隔音层(10)、外保温隔音层(11)组成，其特征是燃料引射喷头(1)位于一次风引射混合器(2)的入口端，预燃段(3)的入口端与一次风引射混合器(2)的出口端相联，出口导流器(4)位于预燃段(3)的出口端，二次风管(5)和二次风出口段(6)相联，并位于一次风引射混合器(2)和预燃段(3)的外部，它们之间的环形空间构成了二次风道(7)。

所述的新型侧壁燃气燃烧器，其特征是：燃料引射喷头(1)的外径为d，在其前面开有位于同心圆上的若干燃料射流喷孔，燃料射流喷孔所在的节圆直径为d1，喷孔直径d2，深入长度为H1；则节圆直径d1的范围在5mm～150mm，喷孔直径d2的范围在0.5mm～15mm，深入长度H1的范围在0～200mm，喷孔个数为1～32个，喷孔轴线形成的锥角a范围在0°～85°。

所述的新型侧壁燃气燃烧器，其特征是：出口导流器(4)装在预燃段(3)的出口端，由一个旋转锥体和一个旋转弧面组成，旋转锥体和旋转弧面在衔接处相切，在四周开有若干矩形出口；旋转锥体的锥角B的范围是10°～160°，旋转弧面弧段对应的夹角A的范围是5°～80°。

附图说明

图1是侧壁燃烧器主视图。

图2是燃料引射喷头和一次风引射混合器的结构示意图。

图3是预燃段和出口导流器的结构示意图。

图中1.燃料引射喷头，2.一次风引射混合器，3.预燃段，4.出口导流器，5.二次风管，6.二次风出口段，7.二次风风道，8.炉壁，9.炉膛，10.内保温隔音层，11.外保温隔音层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的新型侧壁燃气燃烧器的工作过程进行说明。