本發明涉及一種石油化工燃燒器設備，特別涉及一種超低NOx排放藍火焰圓形氣體燃燒器。

背景技術：

由于人們對環境污染的重視，從20世紀60年代以來人們就開始研究如何有效地降低工業NOx的排放，主要從燃燒方法及燃燒裝置上加以考慮。經過30多年的發展，在降低NOx方面從理論到實際都取得了長足的進步，人們研究出了各種抑制方法，在此基礎上開發了各種控制技術及裝置。在實用裝置上開發出了混合促進型低NOx燃燒器；自身煙氣再循環型低NOx燃燒器等。但由于國家環保總局發布的《石油煉制工業污染物排放標準》（GB 31570-2015）規定2015-07-01開始實施，對降低NOx排放提出了更高的要求。因此研發新一代的超低NOx排放燃燒器迫在眉睫。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中對降低NOx排放提出了更高要求的不足，提供一種能達到NOx排放要求的超低NOx排放藍火焰圓形氣體燃燒器。

一種超低NOx排放藍火焰圓形氣體燃燒器，設置在加熱爐內，它包括燃燒器筒體、火盆磚、冷卻體、長明燈、8~20組燃氣槍部分和燃料分配管。

所述火盆磚設置在所述燃燒器筒體的頂部且所述火盆磚與所述燃燒器筒體相連通。所述燃燒器筒體的側面設有調風蝶閥。所述燃料分配管設置在所述燃燒器筒體的底部。所述8~20組燃氣槍部分均勻環繞所述火盆磚且每組所述燃氣槍部分的一端穿過所述燃燒器筒體的底部伸入所述火盆磚的內部和外部，另一端與所述燃料分配管相連通。所述冷卻體設置在所述火盆磚的中間。所述長明燈的一端穿過所述燃燒器筒體的底面伸進所述火盆磚內部。所述燃燒器筒體的底部設有觀火孔和點火孔。

每組所述燃氣槍部分包括主燃料槍桿、分支燃料槍桿、一級燒嘴和二級燒嘴。

所述主燃料槍桿的一端穿過所述燃燒器筒體的底部伸入所述火盆磚的外部，另一端與所述燃料分配管相連。所述主燃料槍桿上設有所述分支燃料槍桿。所述分支燃料槍桿與所述主燃料槍桿相連通且所述分支燃料槍桿伸進所述火盆磚的內部。所述分支燃料槍桿遠離所述主燃料槍桿的那端設有所述一級燒嘴。所述主燃料槍桿遠離所述燃料分配管的那端設有所述二級燒嘴。

在其中一個實施例中，所述火盆磚包括火盆磚主體、8~20個第一燃燒孔和8~20個第二燃燒孔。所述8~20個第一燃燒孔均勻設置在所述火盆磚主體的頂部且與所述火盆磚主體的內部相連通。所述8~20個第二燃燒孔均勻設置在所述火盆磚主體的上部側面且與所述火盆磚主體的內部相連通。所述第一燃燒孔與所述第二燃燒孔相連通且一個所述第一燃燒孔對應一個所述第二燃燒孔。

在其中一個實施例中，所述火盆磚主體為中空結構，中空部分為火盆磚助燃空氣通道。

所述火盆磚主體的外側面上部向內傾斜呈錐形。所述火盆磚主體高于所述第二燃燒孔的內側面向內收縮并呈圓柱形，所述火盆磚主體的內側面中部呈長方形且內側面下部向外傾斜呈錐形。

在其中一個實施例中，所述火盆磚還包括8~20個凹槽，所述8~20個凹槽均勻設置在所述火盆磚主體的下部外側面上且一個所述凹槽對應一個所述主燃料槍桿。

在其中一個實施例中，所述燃燒器筒體為中空結構，中空部分為燃燒器助燃空氣通道。

在其中一個實施例中，所述燃燒器筒體包括外筒、耐火纖維層、降噪多孔板內筒和法蘭。所述耐火纖維層設置在所述外筒和降噪多孔板內筒之間。所述法蘭設置在所述外筒和降噪多孔板內筒的頂部。

在其中一個實施例中，所述超低NOx排放藍火焰圓形氣體燃燒器還包括支撐架部分。所述冷卻體通過所述支撐架部分固定在所述火盆磚的中間，所述火盆磚通過所述支撐架部分設置在所述燃燒器筒體的頂部。

所述支撐架部分包括支撐筋、托盤、加強筋和冷卻體固定框。所述加強筋設置在所述燃燒器筒體的頂部。所述托盤設置在所述加強筋和火盆磚之間。所述支撐筋設置在所述托盤和燃燒器筒體之間。所述冷卻體的底部設置在所述加強筋上。所述冷卻體固定框設置在所述火盆磚的上部用于固定所述冷卻體。

在其中一個實施例中，所述冷卻體為金屬或耐高溫澆筑料的棒。

本發明的優點及有益效果：

1、本發明是通過冷卻體來降低火焰中心溫度，從而抑制NOx生成。

2、本發明燃氣槍一級燒嘴和二級燒嘴在火盆磚內外形成了對應的噴射，形成燃料的分級燃燒，及主燃料槍桿和分支燃料槍桿的合理的燃料配比，控制了燃燒器火焰中局部濃度，實現燃料的過濃、過淡燃燒，實現低NOx燃燒排放。

3、本發明8~20組燃氣槍部分均布設置在燃燒器筒體內，燃燒時，火焰在火盆磚上分布更均勻，并降低了火焰高度。

4、本發明從現有燃燒器燃燒NOx排放值80~100mg/m3達到30~50mg/m3NOx的燃燒排放。

5、本發明提高了火焰的穩定性，獲得了具有火焰成型好、規則、火焰不發飄的藍色火焰效果。

附圖說明

圖1為本發明的主剖視圖。

圖2為本發明的仰視圖。

圖3為本發明的俯視圖。

圖4為火盆磚的俯視圖。

圖5為圖4的A-A剖視圖。

具體實施方式

為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行全面的描述。附圖中給出了本發明的首選實施例。但是，本發明可以以許多不同形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容更加透徹全面。

需要說明的是，當元件被稱為“設置”在另一個元件，它可以是直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是與另一個元件“相連”，它可以是直接連接到另一個元件，或者可能同時存在居中元件。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體實施例的目的，不是旨在于限制本發明。

實施例1

請參閱圖1至圖5，一種超低NOx排放藍火焰圓形氣體燃燒器，設置在加熱爐55內，

它包括燃燒器筒體、火盆磚3、冷卻體5、長明燈51、8組燃氣槍部分、燃料分配管53、調風蝶閥10、觀火孔11、點火孔13和支撐架部分。

其中，火盆磚3通過支撐架部分設置在燃燒器筒體的頂部且火盆磚3與燃燒器筒體相連通。燃燒器筒體的側面設有調風蝶閥10。燃料分配管53設置在燃燒器筒體的底部。8組燃氣槍部分均勻環繞火盆磚3且每組燃氣槍部分的一端穿過燃燒器筒體的底部伸入火盆磚3的內部和外部，另一端與燃料分配管53相連通，該設計有利于燃氣與空氣的均布燃燒。

具體的，冷卻體5通過支撐架部分設置在火盆磚3的中間，由于NO_X是隨著火焰溫度的升高而增加的，因此，在火焰中間高溫區放置冷卻體5，使之吸收并向外輻射部分燃燒釋放的能量，從而降低整個火焰溫度，特別是消除局部高溫區，從而可以有效降低NO_X的生成。加裝冷卻體5后會縮短氧在火焰高溫區的停留時間，使過剩氧不能順利從火焰底部沿焰面到達頂部，從而降低NOx的生成。助燃空氣在通過調風蝶閥10進入燃燒器筒體時，有個向上90°拐彎，使得助燃空氣進入火盆磚3時，空氣容易形成亂流，火焰容易發飄，不穩定、不規則。在火盆磚3中間設置冷卻體5后，助燃空氣在火盆磚3與冷卻體5之間通過時，起到穩定助燃空氣的作用，利于火焰的穩定，不發飄，規整。

其中，長明燈51的一端穿過燃燒器筒體的底面伸進火盆磚3內部。燃燒器筒體的底部設有觀火孔11和點火孔13。

具體的，每組燃氣槍部分包括主燃料槍桿91、分支燃料槍桿93、一級燒嘴95和二級燒嘴97。主燃料槍桿91的一端穿過燃燒器筒體的底部伸入火盆磚3的外部，另一端與燃料分配管53相連。主燃料槍桿91上設有分支燃料槍桿93。分支燃料槍桿93與主燃料槍桿91相連通且分支燃料槍桿93伸進火盆磚3的內部。分支燃料槍桿93遠離主燃料槍桿91的那端設有一級燒嘴95，主燃料槍桿91遠離燃料分配管53的那端設有二級燒嘴97，該設計形成了燃料的分級燃燒，抑制中心溫度過高，從而降低NOx的產生。

其中，火盆磚3包括火盆磚主體31、16個第一燃燒孔33、16個第二燃燒孔35和8個凹槽37。

具體的，16個第一燃燒孔33均勻設置在火盆磚主體31的頂部且與火盆磚主體31的內部相連通。16個第二燃燒孔35均勻設置在火盆磚主體31的上部側面且與火盆磚主體31的內部相連通。第一燃燒孔33與第二燃燒孔35相連通且一個第一燃燒孔33對應一個第二燃燒孔35。8個凹槽37均勻設置在火盆磚主體31的下部外側面上且一個凹槽37對應一個主燃料槍桿91。

如圖4和圖5所示，火盆磚主體31為中空結構，中空部分為火盆磚助燃空氣通道。火盆磚主體31的外側面上部向內傾斜呈錐形，該設計使得燃氣槍部分的二級燒嘴97噴射燃氣面呈斜面結構，利于燃氣噴射以及煙氣回流，從而降低NOx產生。火盆磚主體31高于第二燃燒孔35的內側面向內收縮并呈圓柱形，該設計使得空氣的截面變小，形成了第一空氣收縮流道310，該設計利于燃氣與空氣在第一燃燒孔33和第二燃燒孔35出口處燃燒。火盆磚主體31的內側面中部呈長方形，形成空氣流道311，是一個橫截面不變的平直流道。火盆磚內側面下部向外傾斜呈錐形，即火盆磚內側面下部向外傾斜一個β的角度，形成第二空氣收縮流道312，以利于空氣平穩的過渡到空氣流道311內。

其中，燃燒器筒體為中空結構，中空部分為燃燒器助燃空氣通道。

具體的，燃燒器筒體包括外筒15、耐火纖維層17、降噪多孔板內筒18和法蘭19。耐火纖維層17設置在外筒15和降噪多孔板內筒18之間，起到了保溫、隔熱、降噪的作用。法蘭19設置在外筒15和降噪多孔板內筒18的頂部。

其中，支撐架部分包括支撐筋71、托盤73、加強筋75和冷卻體固定框77。

其中，加強筋75的數量為4～16個，焊接時可以偏轉角度15°~30°形成旋流風，利于燃料氣與空氣充分混合。

具體的，加強筋75設置在燃燒器筒體的頂部。托盤73設置在加強筋75和火盆磚3之間。支撐筋71設置在托盤73和燃燒器筒體之間，并起到了防止熱火盆磚3熱量傳到燃燒器筒體上的作用。冷卻體5的底部設置在加強筋75上。冷卻體固定框77設置在火盆磚3的上部用于固定冷卻體5。

其中，冷卻體5為金屬或耐高溫澆筑料的棒。

具體的，支撐筋71包括四個8mm的厚鋼板。

本發明的工作原理和工作過程：

燃氣通過燃氣分配管53進入到各主燃料槍管91內，燃料分級分別通過一級燒嘴95和二級燒嘴97噴出，一級燒嘴95的出口燃料通過設置在主燃料槍桿91上的分支燃料槍桿93分流而來，其中一級燒嘴95的占燃料比為25%~30%，二級燒嘴97的占燃料比為70%~75%，助燃空氣通過調風蝶閥10進入燃燒器筒體內，然后依次通過第二空氣收縮流道312和空氣流道311，一直到第一燃燒孔33、第二燃燒孔35和第一空氣收縮流道310，當燃燒器燃燒時，火焰會噴射在火盆磚3上的第一燃燒孔33和第二燃燒孔35上，多組燃氣槍部分噴射形成一個穩定又均勻的環形圓柱狀火焰。

其中，燃料高度分級它抑制NOx的原理是分段燃燒和煙氣循環的組合：一級燒嘴95的燃料氣量一般占總燃燒氣量的25%~30%，而與之混合的空氣卻是總量的，一級燃燒在極大的過剩空氣量下進行，火焰溫度低，NOx的生成量也低。經一級燃燒后的空氣煙氣混合物中，氧濃度已降低，而二級燒嘴97還將爐內的煙氣卷吸入燃燒區，因此二級燃燒的火焰溫度也高不上去，NOx的生成量自然也不會高。

本發明的優點及有益效果：

1、本發明是通過冷卻體5來降低火焰中心溫度，從而抑制NOx生成。

2、本發明燃氣槍一級燒嘴95和二級燒嘴97在火盆磚3內外形成了對應的噴射，形成燃料的分級燃燒，及主燃料槍桿91和分支燃料槍桿93的合理的燃料配比，控制了燃燒器火焰中局部濃度，實現燃料的過濃、過淡燃燒，實現低NOx燃燒排放。

3、本發明8~20組燃氣槍部分均布設置在燃燒器筒體內，燃燒時，火焰在火盆磚3上分布更均勻，并降低了火焰高度。

4、本發明從現有燃燒器燃燒NOx排放值80~100mg/m3達到30~50mg/m3NOx的燃燒排放。

5、本發明提高了火焰的穩定性，獲得了具有火焰成型好、規則、火焰不發飄的藍色火焰效果。

以上所述實施例僅表達了本發明的一種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。