一种无烟高空放散火炬头制造技术

本发明专利技术涉及放空火炬技术领域，特别涉及一种无烟高空放散火炬头，包括稳火筒，及设置在稳火筒中心的一级燃气喷头，围绕所述一级燃气喷头设有多个二级燃气喷头和多个三级燃气喷头，所述一级燃气喷头、所述二级燃气喷头和所述三级燃气喷头分别通过一级燃气管、二级燃气管和三级燃气管与所述燃气主体管连通。与现有技术相比，本发明专利技术提供的一种无烟高空放散火炬头，通过分级燃烧结构，在增强空气与燃气充分均匀混合的基础上，增加了浓淡燃烧设计，可有效抑制气体燃烧，实现天然气、焦炉煤气等多种热值燃气、多种压力范围条件下的超低氮排放和无烟燃烧。无烟燃烧。无烟燃烧。

【技术实现步骤摘要】
一种无烟高空放散火炬头


[0001]本专利技术涉及放空火炬
，特别涉及一种无烟高空放散火炬头。

技术介绍

[0002]目前，在石油石化行业生产装置产生的易燃、易爆、有毒、有腐蚀性气体处理或天然气输送站紧急放散处理中应用的高空放散火炬，基本参考《石油石化企业燃料气系统和可燃性气体排放系统设计规范》SH3009
‑
2001要求而设计，对于天然气这种被认为易燃而不需要消烟的高热值排放气一般均采用直筒式火炬头(见图1)，在图1中，上图为火炬头俯视图，下图为火炬头侧视图。实心箭头为空气运行方向；空心箭头为燃气运行方向；燃气喷出口主要集中在燃气喷口1处，在稳火筒1与燃气喷口2之间为引射空气，在引射空气范围间插入点火长明灯3，直筒式放散管燃气只有一个主燃气通道，在主燃气的外环为圆环形空气通道。燃气管在中心直接喷出，燃气全部集中在中心密集区，燃气喷出时燃气浓度非常大，周围只有一些小喷枪只起到辅助燃烧和引燃作用，由于其流量占比非常小，燃气集中在中心圆区域，燃烧所需的大量空气无法与燃气密集区中心的燃气接触，只有在空气与燃气交界处有少量燃气与空气才能得到接触燃烧，剩余大部分燃气短时间得不到完全接触，在燃烧头前端也没有一个再次强化混合的结构，于是引射过来的空气就从大气中发散掉了，浓度非常高中心燃气在满足着火温度区域接触不到空气中的氧无法燃烧，于是产生了大量的不完全燃烧产物，容易形成黑烟。
[0003]对于一些高热值燃气如油田自产天然气组份中含有乙烷、丙烷、乙烯、丙烯等，燃烧时需要更多的空气参与混合才能保证完全燃烧，仅通过一种简单的直筒式火炬头结构来适应各种燃气要求，必然会出现匹配性差，不能满足无烟燃烧要求的问题。

技术实现思路

[0004]针对以上述
技术介绍
的不足，本专利技术提供一种无烟高空放散火炬头及方法。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：一种无烟高空放散火炬头，关键在于：包括稳火筒，及设置在稳火筒中心的一级燃气喷头，围绕所述一级燃气喷头设有多个二级燃气喷头和多个三级燃气喷头，所述一级燃气喷头、所述二级燃气喷头和所述三级燃气喷头分别通过一级燃气管、二级燃气管和三级燃气管与所述燃气主体管连通。该方案的效果是将单筒喷出方式改为多级管道路喷出方式，不同的级段采用不同形式的喷头，组合形成一个低氮燃烧结构，采用不同的燃气喷头，燃气喷射速度不同，引射的空气量不同，可以产生偏离当量比浓淡分布效果，可有效抑制燃气燃烧反应速度，降低燃烧温度，从而降低氮氧化物物的排放。
[0006]优选的，多个所述二级燃气喷头靠近所述一级燃气喷头均匀设置形成内燃烧环，多个所述三级燃气喷头远离所述一级燃气喷头均匀设置形成外燃烧环，所述一级燃气喷头、所述内燃烧环、所述外燃烧环与稳火筒之间形成空气流层。该方案的效果是通过环状分级燃烧结构，燃气在火炬中心、内环、外环三个区域分布更均匀，中心、内环与外环的燃气管
采用不同结构的燃气喷头，既可以增加燃气与空气的接触面积，又加强各级流层之间的扰动，提高燃烧稳定性，既可实现无烟燃烧，又可以实现分级燃烧，从而获得较低的氮氧化物排放。
[0007]优选的，所述二级燃气管与所述三级燃气管之间设有点火杆。该方案的效果是提供点火源。
[0008]优选的，还包括温度检测棒，所述温度检测棒通过支撑架与所述稳火筒内壁固定连接。该方案的效果是用于监测火炬头的燃烧温度。
[0009]优选的，所述一级燃气喷头包括第一基座，所述第一基座的边沿均匀设多个第一支座，所述第一支座与所述第一基座连通，所述第一支座与所述第一基座的上表面均布有气孔，所述第一基座的下表面通过连接头与所述一级燃气管的出气端连接，气孔与所述一级燃气管连通形成一级燃气通道。该方案的效果是一级燃气在火炬中心形成稳定燃烧的火焰。
[0010]优选的，所述第一基座为中空的圆盘座，所述第一支座为6
‑
8个，所述第一支座为中空的条状座，所述第一支座的内端与所述第一基座的外环面固定连接，所述第一基座顶面呈环形均布有4
‑
36个所述气孔，所述第一支座顶面等距直线均布4
‑
12个所述气孔。该方案的效果是可以增加燃气与空气的接触面积。
[0011]优选的，所述二级燃气喷头包括第二基座，围绕所述第二基座均匀设有多个第二喷头单元，所述第二喷头单元与所述第二基座管道连通，所述第二喷头单元的喷射面朝上设置，所述第二基座的下表面通过连接头与所述二级燃气管的出气端连接，第二喷头单元与所述二级燃气管连通形成二级燃气通道。该方案的效果是二级燃气可以围绕火炬中心形成内燃烧环面，并与火炬中心共同组成稳定燃烧的火焰。
[0012]优选的，所述第二喷头单元包括中空圆盘座，所述第二喷头单元底部与所述第二基座管道连通，所述第二喷头单元顶面呈环形均布有4
‑
36个小孔。该方案的效果是可以使燃气与空气完全接触燃烧，有效抑制燃气燃烧反应速度，降低燃烧温度。
[0013]优选的，所述三级燃气喷头包括第三基座，围绕所述第三基座均匀设有多个第三喷头单元，所述第三喷头单元与所述第三基座管道连通，所述第三喷头单元的喷射面朝上设置，所述第三基座的下表面通过连接头与所述三级燃气管的出气端连接，第三喷头单元与所述三级燃气管连通形成三级燃气通道。该方案的效果是三级燃气可以将外围燃气预混部分空气后在外围远端燃烧，与一级燃气和二级燃气形成阶梯式燃烧。
[0014]优选的，所述第三喷头单元包括柱状座及稳焰罩，所述柱状座的底部与所述第三基座管道连通，所述柱状座的顶部通过支撑架与所述稳焰罩固定连接，所述柱状座中开设有通气孔，所述通气孔的上孔口向中心收缩。该方案的效果是采用了引射式结构，利用燃气通过柱状座高速喷出后，带动周边空气从支撑架与柱状座之间的空隙引射进入稳焰罩内与燃气进行强化混合，充分燃烧后喷出，降低氮氧化物物的排放。
[0015]有益效果：与现有技术相比，本专利技术提供的一种无烟高空放散火炬头，通过分级燃烧结构，在增强空气与燃气充分均匀混合的基础上，增加了浓淡燃烧设计，可有效抑制气体燃烧，实现天然气、焦炉煤气等多种热值燃气、多种压力范围条件下的超低氮排放和无烟燃烧。
附图说明
[0016]图1为直筒式火炬头的结构示意图；
[0017]图2为本专利技术的结构示意图；
[0018]图3为图2的俯视图；
[0019]图4为一级燃气喷头的结构示意图；
[0020]图5为第二喷头单元的结构示意图；
[0021]图6为第三喷头单元的结构示意图；
[0022]图7为本专利技术的安装结构示意图。
具体实施方式
[0023]为使本领域技术人员更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作详细说明。
[0024]实施例1
[0025]如图2
‑
3所示，一种无烟高空放散火炬头，一种无烟高空放散火炬头，包括稳火筒1，及设置在稳火筒1中心的一级燃气喷头2，围绕所述一级燃气喷头2设有多个二级燃气喷头3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无烟高空放散火炬头，其特征在于：包括稳火筒(1)，及设置在稳火筒(1)中心的一级燃气喷头(2)，围绕所述一级燃气喷头(2)设有多个二级燃气喷头(3)和多个三级燃气喷头(4)，所述一级燃气喷头(2)、所述二级燃气喷头(3)和所述三级燃气喷头(4)分别通过一级燃气管(5)、二级燃气管(6)和三级燃气管(7)与燃气主体管(8)连通。2.根据权利要求1所述的一种无烟高空放散火炬头，其特征在于：多个所述二级燃气喷头(3)靠近所述一级燃气喷头(2)均匀设置形成内燃烧环，多个所述三级燃气喷头(4)远离所述一级燃气喷头(2)均匀设置形成外燃烧环，所述一级燃气喷头(2)、所述内燃烧环、所述外燃烧环与稳火筒之间形成空气流层(a)。3.根据权利要求1所述的一种无烟高空放散火炬头，其特征在于：所述二级燃气管(6)与所述三级燃气管(7)之间设有点火杆(9)。4.根据权利要求1所述的一种无烟高空放散火炬头，其特征在于：还包括温度检测棒(10)，所述温度检测棒(10)通过支撑架与所述稳火筒(1)内壁固定连接。5.根据权利要求1所述的一种无烟高空放散火炬头，其特征在于：所述一级燃气喷头(2)包括第一基座(21)，所述第一基座(21)的边沿均匀设多个第一支座(22)，所述第一支座(22)与所述第一基座(21)连通，所述第一支座(22)与所述第一基座(21)的上表面均布有气孔，所述第一基座(21)的下表面通过连接头与所述一级燃气管(5)的出气端连接，气孔与所述一级燃气管(5)连通形成一级燃气通道。6.根据权利要求5所述的一种无烟高空放散火炬头，其特征在于：所述第一基座(21)为中空的圆盘座，所述第一支座(22)为6
‑
8个，所述第一支座(22)为中空的条状座，所述第一支座(22)的内端与所述第一基座(21)的外环面固定连接，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦伟红，徐平，杨阳，涂汉超，王建，郭行，潘涛，
申请(专利权)人：北京泷涛环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：