低氮燃烧器、燃烧器组件和低氮系统

发布时间：2024-04-01 12:52:38| 来源：乐鱼平台登录

  (19)国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(45)授权公告日(21)申请号0.4(22)申请日2020.10.21(65)同一申请的已公布的文献号申请公布号CN112240545(43)申请公布日2021.01.19(73)专利权人中国石油化工股份有限公司地址100000北京市朝阳区朝阳门北大街22号专利权人中石化炼化工程（集团）股份有限公司(72)发明人(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463专利代理师(51)Int.Cl.F23D14/00(2006.01)F23D14/46(2006.01)F23D14/58(2006.01)F23D14/66(2006.01)F23D14/68(2006.01)审查员(54)发明名称低氮燃烧器、燃烧器组件和低氮燃烧器系统(57)摘要本发明涉及加热炉燃烧领域，具体而言，涉及一种低氮燃烧器、燃烧器组件和低氮燃烧器系统。该低氮燃烧器包括燃烧器本体、多孔蓄热件、耐火砖组件以及第一燃料枪组件，燃烧器本体具有用于流通高温加湿空气的流通腔；耐火砖组件设置于燃烧器本体的一侧，并与燃烧器本体连接，多孔蓄热件设置于耐火砖组件相对远离燃烧器本体的一侧，并与耐火砖组件连接，继而所述多孔蓄热件和所述耐火砖组件形成用于高温加湿空气与燃料混合燃烧的燃烧腔，燃烧腔与流通腔连通，第一燃料枪组件的用于喷出燃料的枪头位于燃烧腔内。其能够大大降低烟气中NO含量降低至15ppm以下。权利要求书2页说明书8页附图4页CN1122405451.一种低氮燃烧器，其特征是，包括燃烧器本体、多孔蓄热件、耐火砖组件以及第一燃料枪组件，所述燃烧器本体具有用于流通高温加湿空气的流通腔；所述耐火砖组件包括多块耐火砖，多块所述耐火砖沿所述燃烧器本体的周向设置，并与所述燃烧器本体连接，所述多孔蓄热件设置于所述耐火砖组件相对远离所述燃烧器本体的一侧，并与所述耐火砖组件连接，继而所述多孔蓄热件和所述耐火砖组件形成用于高温加湿空气与燃料混合燃烧的燃烧腔，所述燃烧腔与所述流通腔连通，所述第一燃料枪组件的用于喷出燃料的枪头位于所述燃烧2.依据权利要求1所述的低氮燃烧器，其特征是，所述第一燃料枪组件包括中心枪，所述中心枪设置于所述燃烧器本体内，并与所述燃烧器本体连接，所述中心枪的枪头位于所述燃烧腔内。3.依据权利要求2所述的低氮燃烧器，其特征是，所述中心枪与所述燃烧腔同轴。4.依据权利要求2所述的低氮燃烧器，其特征是，所述第一燃料枪组件还包括长明灯，所述长明灯设置于所述燃烧器本体内，并与所述燃烧器本体连接，所述长明灯的枪头位于所述燃烧腔内，且所述长明灯设置于所述中心枪的一侧。5.依据权利要求4所述的低氮燃烧器，其特征是，所述耐火砖上开设有燃料喷孔，所述燃料喷孔向相对靠近所述多孔蓄热件的方向倾斜设置。6.依据权利要求5所述的低氮燃烧器，其特征是，所述燃料喷孔的中心线度；所述燃料喷孔的个数为2‑12个。7.依据权利要求6所述的低氮燃烧器，其特征是，所述燃料喷孔的中心线所述的低氮燃烧器，其特征是，所述低氮燃烧器还包括第二燃料枪组件，所述第二燃料枪组件用于通过燃料喷孔向燃烧腔内喷射燃料的枪头设置于所述耐火砖外，并通过所述燃料喷孔向所述燃烧腔内喷射燃料。9.依据权利要求8所述的低氮燃烧器，其特征是，所述第二燃料枪组件包括多个分级枪，多个分级枪的枪头沿所述耐火砖的外周设置，每个所述分级枪的枪头与所述燃料喷孔一一对应，使得燃料经过所述燃料喷孔进入燃烧腔内。10.根据权利要求9所述的低氮燃烧器，其特征是，每个所述燃料喷孔的中心线与其对应的所述分级枪的枪头的喷射中心线所述的低氮燃烧器，其特征是，每个所述分级枪的枪头分别穿过所述燃烧器本体，并位于所述耐火砖组件外。12.根据权利要求9所述的低氮燃烧器，其特征是，多孔蓄热件相对靠近所述燃烧器本体的一侧到所述分级枪的枪头的垂直距离h100mm；所述多孔蓄热件内多孔的当量直径d为110mm，所述多孔蓄热件的厚度H10d，所述多孔蓄热件的长度和宽度大于耐火砖组件的外径；多孔蓄热件的孔隙率为3090%。13.根据权利要求1所述的低氮燃烧器，其特征是，所述燃烧器本体上设置有用于该高温加湿空气进入的气体进口。14.根据权利要求13所述的低氮燃烧器，其特征是，所述气体进口设置于所述燃烧器本体的底部。CN.依据权利要求13所述的低氮燃烧器，其特征是，所述低氮燃烧器还包括用于调节所述高温加湿空气的流入量的空气调节挡板，所述空气调节挡板设置于所述燃烧器本体的气体进口处，并与所述燃烧器本体连接。16.一种燃烧器组件，其特征是，其包括加热炉和权利要求1‑15任一项所述的低氮燃烧器，所述燃烧器本体相对靠近所述多孔蓄热件的一侧所述加热炉的炉底连接，所述多孔蓄热件、所述耐火砖组件以及所述第一燃料枪组件的枪头均位于所述加热炉内。17.依据权利要求16所述的燃烧器组件，其特征是，第二燃料枪组件的枪头位于所述加热炉的炉膛内。18.一种低氮燃烧器系统，其特征是，其包括空气加湿塔以及权利要求16所述的燃烧器组件，所述空气加湿塔的出气口与所述低氮燃烧器的进气口连通。19.依据权利要求18所述的低氮燃烧器系统，其特征是，所述低氮燃烧器系统还包括循环水管，所述循环水管的高温水出口与所述空气加湿塔的进水口连通，所述空气加湿塔的出水口与所述循环水管的低温进水口连通。CN112240545低氮燃烧器、燃烧器组件和低氮燃烧器系统技术领域[0001]本发明涉及加热炉燃烧领域，具体而言，涉及一种低氮燃烧器、燃烧器组件和低氮燃烧器系统。背景技术[0002]随着炼油化工、电力、冶金等行业的迅速发展，工业管式炉对燃烧器提出了更高的环保要求，低NO燃烧器采用分级燃烧和烟气内循环的技术降低火焰区温度，由此减少燃烧过程中热力学NO的生成，相应的火焰区温度越低，NO燃烧器极易出现燃烧不完全，点火困难、火焰稳定性差、CO含量偏高的问题，严重时出现炉膛正压、助燃空气不足、燃烧器火焰熄火等故障，存在安全风险隐患。当加热炉炉膛温度高于850时，分级燃烧和烟气内循环的技术难以使NO含量降低至50ppm以下，特别是炉膛温度比较高时，需要向燃烧器中引入大量蒸汽，才能使烟气中的NO含量达标排放。同时，现有的低氮燃烧技术难以逐步降低烟气中NO含量，使其降低至30ppm以下；并且在不同炉膛温度下采用的燃烧技术有所区别，未有一种适用于所有加热炉的低氮燃烧技术。[0003]专利CN203718776U提出一种稳定火焰低NO燃烧器，采用分级枪、耐火砖和稳焰板实现燃料分级燃烧和烟气再循环，进而降低火焰温度，达到降低NO的目的。该发明提出的技术仅适用炉膛温度700～850的加热炉，并且降低NO含量降低至30ppm以下，用于炉膛温度高于850时，烟气中NO 含量难以达标排放。[0004] 专利CN109737402A提出一种高温炉膛用U形火焰低氧化氮燃烧器，采取了特殊结构 耐火砖结构和特殊形状的燃烧器燃料布置，使加热炉炉膛不出现局部温度过高，并辅 助有燃料分级、非当量燃烧技术，降低了烟气中NO 含量。该技术不适用炉膛温度不高于700的加热炉，并且降低NO 含量降低至30ppm以下。发明内容 [0005] 本发明的目的包括，例如，提供了一种低氮燃烧器、燃烧器组件和低氮燃烧器系 统，其能够大大降低烟气中NO 含量降低至15ppm以下。[0006] 本发明的实施例能这样实现： [0007] 第一方面，本发明实施例提供一种低氮燃烧器，包括燃烧器本体、多孔蓄热件、耐 火砖组件以及第一燃料枪组件； [0008] 所述燃烧器本体具有用于流通高温加湿空气的流通腔；所述耐火砖组件设置于燃 烧器本体的一侧，并与所述燃烧器本体连接，所述多孔蓄热件设置于所述耐火砖组件相对 远离所述燃烧器本体的一侧，并与所述耐火砖组件连接，继而所述多孔蓄热件和所述耐火 砖组件形成用于高温加湿空气与燃料混合燃烧的燃烧腔，所述燃烧腔与所述流通腔连通， 所述第一燃料枪组件的用于喷出燃料的枪头位于所述燃烧腔内。 [0009] 在可选的实施方式中，所述第一燃料枪组件包括中心枪，所述中心枪设置于所述 CN112240545 燃烧器本体内，并与所述燃烧器本体连接，所述中心枪的枪头位于所述燃烧腔内；[0010] 优选地，所述中心枪与所述燃烧腔同轴。 [0011] 在可选的实施方式中，所述第一燃料枪组件还包括长明灯，所述长明灯设置于所 述燃烧器本体内，并与所述燃烧器本体连接，所述长明灯的枪头位于所述燃烧腔内，且所述 长明灯设置于所述中心枪的一侧。 [0012] 在可选的实施方式中，耐火砖组件包括多块耐火砖，多块所述耐火砖沿所述燃烧 器本体的周向设置，并与所述燃烧器本体连接。 [0013] 在可选的实施方式中，所述耐火砖上开设有燃料喷孔，所述燃料喷孔向相对靠近 所述多孔蓄热件的方向倾斜设置； [0014] 优选地，所述燃料喷孔的中心线] 优选地，所述燃料喷孔的个数为2‑12个。 [0016] 在可选的实施方式中，所述低氮燃烧器还包括第二燃料枪组件，所述第二燃料枪 组件用于通过燃料喷孔向燃烧腔内喷射燃料的枪头设置于所述耐火砖外，并通过所述燃料 喷孔向所述燃烧腔内喷射燃料； [0017] 优选地，所述第二燃料枪组件包括多个分级枪，多个分级枪的枪头沿所述耐火砖 的外周设置，每个所述分级枪的枪头与所述燃料喷孔一一对应，使得燃料经过所述燃料喷 孔进入燃烧腔内； [0018] 优选地，每个所述燃料喷孔的中心线与其对应的所述分级枪的枪头的喷射中心线] 优选地，每个所述分级枪的枪头分别穿过所述燃烧器本体，并位于所述耐火砖组 [0020]在可选的实施方式中，多孔蓄热件相对靠近所述燃烧器本体的一侧到所述分级枪 的枪头的垂直距离h100mm； [0021] 优选地，所述多孔蓄热件内多孔的当量直径d为1～10mm，所述多孔蓄热件的厚度H 10d，所述多孔蓄热件的长度和宽度大于耐火砖组件的外径。 [0022] 在可选的实施方式中，所述燃烧器本体上设置有用于该高温加湿空气进入的气体 进口； [0023] 优选地，所述气体进口设置于所述燃烧器本体的底部； [0024] 优选地，所述低氮燃烧器还包括用于调节所述高温加湿空气的流入量的空气调节 挡板，所述空气调节挡板设置于所述燃烧器本体的气体进口处，并与所述燃烧器本体连接。 [0025] 第二方面，本发明实施例提供一种燃烧器组件，其包括加热炉和前述实施方式任 一项所述的低氮燃烧器，所述燃烧器本体相对靠近所述多孔蓄热件的一侧所述加热炉的炉 底连接，所述多孔蓄热件、所述耐火砖组件以及所述第一燃料枪组件的枪头均位于所述加 [0026]优选地，第二燃料枪组件的枪头位于所述加热炉的炉膛内。 [0027] 第三方面，本发明实施例提供一种低氮燃烧器系统，其包括空气加湿塔以及前述 实施方式所述的燃烧器组件，所述空气加湿塔的出气口与所述低氮燃烧器的进气口连通； [0028] 优选地，所述低氮燃烧器系统还包括循环水管，所述循环水管的高温水出口与所 述空气加湿塔的进水口连通，所述空气加湿塔的出水口与所述循环水管的低温进水口连 CN112240545