一种燃烧器喷嘴制造技术

本实用新型专利技术是一种使用在石油化工工业的加热炉上的燃烧器的喷嘴，解决的是加热炉中的燃料气燃尽率低和炉膛温度上下不一致，上部炉膛温度过高的问题。它包括圆管、弧形顶两部分，在弧形顶上开有两组喷孔，一组喷孔的轴线与喷嘴轴线平行，另一组喷孔的轴线与喷嘴轴线的夹角为１０°－３０°。作为改进，所述轴线与喷嘴轴线有一定夹角的喷孔分布在以喷嘴轴线为圆心的同一圆上；所述轴线与喷嘴轴线成一定夹角的喷孔为五到十二个，均布在所述以喷嘴轴线为圆心的同一圆上。使用本实用新型专利技术燃料气扇旋线较直射线长，与空气混合较均匀，燃尽率高；强化了辐射室的对流传热，提高了传热效率，使得炉膛温度上下趋于一致，从而使炉膛温度下降５０℃左右。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种燃烧器喷嘴，具体地说，是一种使用在石油化工工业的加热炉上的燃烧器的喷嘴。
技术介绍
根据一般规律，在石油化工领域，不同的加热炉根据炉型采用不同的与之相适应的燃烧器，才能满足生产要求。燃烧器除了燃烧燃料，将化学能转化为热能外，还必须辅以热量传递。高效燃烧器基本都具备一是燃烧燃尽率高，少产生有害物质，如CO、NOx等；二是燃料与空气混合效果好，燃烧时产生的热量多温度高；三是适应该炉型，满足工艺生产要求。燃烧是碳氢化合物与氧混合，经化学反应生成水和二氧化碳的反应过程，伴随着光和热。燃烧产生的热量的传递不外乎辐射、对流、传导3种方式。以往的加热炉设计，在辐射室以辐射传热为主，对流传热为辅，即燃烧火焰以辐射磁粒子波的形式把热量传给炉管管壁，管壁以传导传热的形式把热量传给油品，油品被加热；对流传热也存在，但显得较弱。炉子对流室则是以对流传热为主，即高温烟气(CO2、H2O、N2等)经过对流将热传给低温位炉管，炉管再将热量传给油品；火焰照射不到对流管，辐射传热变弱。由于上述原因，加热炉中的燃料气从喷嘴喷出成直射线，与空气混合得不均匀，因此燃尽率低，有CO产生，浪费能源。另外，炉膛温度上下不一致，上炉膛温度过高，部件发红，甚至超过安全生产温度，安全生产到不到保障。
技术实现思路
解决的技术问题就是加热炉中的燃料气燃尽率低和炉膛温度上下不一致，上部炉膛温度过高的问题。本目的是通过改进在加热炉上的使用的燃烧器的喷嘴的结构而达到的。本技术所述的燃烧器喷嘴，包括圆管、弧形顶两部分，在弧形顶上开有两组喷孔，一组喷孔的轴线与喷嘴轴线平行；另一组喷孔的轴线与喷嘴轴线的夹角为10°-30°。作为改进，所述轴线与喷嘴轴线有一定夹角的喷孔分布在以喷嘴轴线为圆心的同一圆上。作为进一步改进，所述轴线与喷嘴轴线成一定夹角的喷孔为五到十二个，均布在所述以喷嘴轴线为圆心的同一圆上。对于上述的任一种燃烧器喷嘴，所述轴线与喷嘴轴线平行的喷孔分布在以喷嘴轴线为圆心的同一圆上；所述轴线与喷嘴轴线平行的喷孔为三到六个，均布在所述以喷嘴轴线为圆心的同一圆上。从与喷嘴轴线平行的喷孔中喷出的燃料燃烧的高温焰气成与喷嘴轴线平行的直线，从与喷嘴轴线成一定角度的喷孔中喷出的燃料燃烧的高温焰气与喷嘴轴线成一定角度，这两者的综合作用，使得高温焰气成螺旋状。这样，高温焰气除了本能的辐射传热外，高温焰气还有旋转扰动作用，能在辐射室形成较强的对流传热，以充分利用辐射室内炉管的“黑管面”(火焰照射不到那一面称“黑管面”)。在燃烧器上使用本技术与使用常规的喷嘴相比，一是燃料气扇旋线较直射线长，与空气混合较均匀，因此燃尽率高，无CO，且过剩空气低，有节能、环保之功效。二是由于高温焰气的旋流作用，强化了辐射室的对流传热，充分利用炉管背对火焰面，提高了传热效率；旋流气的动力效果，使得炉膛温度上下趋于一致，从而使炉膛温度下降50℃左右。三是本喷嘴适用于矮炉膛型，打破了传统传热的设计理念，使用本喷嘴的燃烧器是一种新型高效燃烧器。附图说明图1是本技术的一种燃烧器喷嘴的主视图(图2的D-D剖视图)。图2是图1的俯视图。图3是一种使用本技术的燃烧器喷嘴的燃烧器的结构示意图。具体实施方式下面结合实施例对本技术作进一步说明。图1、2中所示的燃烧器喷嘴，包括圆管1、弧形顶2两部分。在弧形顶2上开有两组喷孔，四个喷孔3为一组，八个喷孔7为另一组。四个喷孔3的轴线4与喷嘴轴线5平行，它们均布在以喷嘴轴线为圆心的圆6上。八个喷孔7的轴线8与喷嘴轴线5的夹角A为20°，它们均布在以喷嘴轴线为圆心的圆9上。图3中所示的燃烧器，10为高铝刚玉砖外盆，11为高铝刚玉砖内盆，12为二次风门，13为一次风门，14为喷杆，15为本技术所述喷嘴，它接在喷杆14的顶端，16为外风筒(隔热)。本技术在炼油厂一加氢分馏塔进料加热炉上应用的效果如下。该加热炉炉膛只有6650mm高，喷嘴6个。使用普通喷嘴操作炉膛温度842℃，在正常生产时装置加工85kL/h时，炉膛温度已超过842℃，经常达到870℃，上炉膛部件发红，安全生产受到严重威胁。使用本技术时，从喷嘴喷出的火焰短而齐，且刚劲有力，炉膛明亮。烟气中氧体积分数在2.5％-3.2％，炉膛温度下降了50℃。与过去加工量85kL/h相比，炉膛温度下降78℃。在加工量为设计负荷110％时，炉膛温度也下降了50℃(均保证炉出口温度330℃的情况下)。进行标定情况见表1，从表1的数据看，分馏加热炉运行工况得到了大大改善。(1)炉膛温度显著下降，同样的加工量下降低75℃，可以在设计的842℃的下限操作，炉子的安全生产得以保证。(2)加热炉热负荷提高20％，充分利用了“黑管面”传热，并且炉管上下热强度趋于一致，炉管局部结焦得以改善，随着热负荷的提高，加工量自然相应提高，燃烧器改造后加工量为原设计的115％，炉膛温度仍然在835℃以下，这充分说明使用本技术喷嘴的燃烧器发挥了作用。(3)加热炉热效率明显提高，首先提高了燃烧效率，CO在改造后几乎测不出来，其次是传热效率高，排烟温度下降了40℃，从而燃料气消耗减少了8％-10％。(4)提高了炉出口温度，油料汽化分率增大，分馏塔轻柴油收率增加5％，装置更趋合理经济运行。表1加热炉运行参数对比 权利要求1.一种燃烧器喷嘴，包括圆管、弧形顶两部分，其特征在于在弧形顶上开有两组喷孔，一组喷孔的轴线与喷嘴轴线平行，另一组喷孔的轴线与喷嘴轴线的夹角为10°-30°。2.根据权利要求1所述的燃烧器喷嘴，其特征在于所述轴线与喷嘴轴线成一定夹角的喷孔分布在以喷嘴轴线为圆心的同一圆上。3.根据权利要求2所述的燃烧器喷嘴，其特征在于所述轴线与喷嘴轴线成一定夹角的喷孔为五到十二个，均布在所述以喷嘴轴线为圆心的同一圆上。4.根据权利要求1、2或3所述的燃烧器喷嘴，其特征在于所述轴线与喷嘴轴线平行的喷孔分布在以喷嘴轴线为圆心的同一圆上。5.根据权利要求4所述的燃烧器喷嘴，其特征在于所述轴线与喷嘴轴线平行的喷孔为三到六个，均布在所述以喷嘴轴线为圆心的同一圆上。专利摘要本技术是一种使用在石油化工工业的加热炉上的燃烧器的喷嘴，解决的是加热炉中的燃料气燃尽率低和炉膛温度上下不一致，上部炉膛温度过高的问题。它包括圆管、弧形顶两部分，在弧形顶上开有两组喷孔，一组喷孔的轴线与喷嘴轴线平行，另一组喷孔的轴线与喷嘴轴线的夹角为10°－30°。作为改进，所述轴线与喷嘴轴线有一定夹角的喷孔分布在以喷嘴轴线为圆心的同一圆上；所述轴线与喷嘴轴线成一定夹角的喷孔为五到十二个，均布在所述以喷嘴轴线为圆心的同一圆上。使用本技术燃料气扇旋线较直射线长，与空气混合较均匀，燃尽率高；强化了辐射室的对流传热，提高了传热效率，使得炉膛温度上下趋于一致，从而使炉膛温度下降50℃左右。文档编号F23D14/48GK2786445SQ20052006843公开日2006年6月7日 申请日期2005年1月21日 优先权日2005年1月21日专利技术者黄费喜, 韩守知, 朱文兵 申请人:扬子石油化工股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃烧器喷嘴，包括圆管、弧形顶两部分，其特征在于：在弧形顶上开有两组喷孔，一组喷孔的轴线与喷嘴轴线平行，另一组喷孔的轴线与喷嘴轴线的夹角为１０°－３０°。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄费喜，韩守知，朱文兵，
申请(专利权)人：扬子石油化工股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]