自冷式模块化燃烧装置论文和设计-刘津池

全文摘要

本实用新型提供一种自冷式模块化燃烧装置，包括防护罩和燃烧系统，所述燃烧系统包括若干文丘里燃烧器，每一文丘里燃烧器具有引射空气的进气部和输出混合气体的出口部，所述文丘里燃烧器包括喷嘴和混合管，所述喷嘴设置于所述进气部，所述防护罩呈圆柱形，具有上、下开口，所述防护罩的内侧形成一用于包围火焰的火焰腔，所述防护罩包括沿竖直方向堆叠的若干圆管，每一圆管的外侧面上连接至少一个所述文丘里燃烧器，所述混合管与所述圆管连通，所述圆管的内侧开设有若干火焰孔，若干所述火焰孔形成所述出口部。

主设计要求

1.一种自冷式模块化燃烧装置，包括防护罩和燃烧系统，所述燃烧系统包括若干文丘里燃烧器，每一文丘里燃烧器具有引射空气的进气部和输出混合气体的出口部，所述文丘里燃烧器包括喷嘴和混合管，所述喷嘴设置于所述进气部，所述防护罩呈圆柱形，具有上、下开口，所述防护罩的内侧形成一用于包围火焰的火焰腔，其特征在于，所述防护罩包括沿竖直方向堆叠的若干圆管，每一圆管的外侧面上连接至少一个所述文丘里燃烧器，所述混合管与所述圆管连通，所述圆管的内侧开设有若干火焰孔，若干所述火焰孔形成所述出口部。

设计方案

2.如权利要求1所述的自冷式模块化燃烧装置，其特征在于，每一所述圆管上连接两个所述混合管，两个混合管设置在所述圆管的径向相对两侧。

3.如权利要求2所述的自冷式模块化燃烧装置，其特征在于，所述防护罩包括多个圆管组，每一所述圆管组包括相邻的多个所述圆管。

4.如权利要求3所述的自冷式模块化燃烧装置，其特征在于，每一圆管组上连接的文丘里燃烧器同时供气或同时切断供气。

5.如权利要求3所述的自冷式模块化燃烧装置，其特征在于，每一圆管组上连接的混合管沿竖直方向排布，各圆管组上的混合管沿所述防护罩的周向方向依次交错排布。

6.如权利要求1所述的自冷式模块化燃烧装置，其特征在于，所述火焰孔为长腰型孔。

7.如权利要求1所述的自冷式模块化燃烧装置，其特征在于，所述火焰孔为圆孔，所述圆孔内安装有圆管，所述圆管凸出于所述混合管的内壁面。

设计说明书

技术领域

本申请涉及火炬领域，特别涉及一种自冷式模块化燃烧装置。

背景技术

在石化装置中，放空火炬系统能及时处理生产装置中排放的多余、有害、不平衡的废气，并能处理试车、开停车时产生的不合格气体，以及事故时瞬时放出的大量气体，保证装置正常、安全运行。

放空火炬系统一般采用引射式燃烧装置，本申请人之前设计的引射式燃烧装置包括若干层文丘里燃烧器对燃气进行燃烧。若干层防护罩环设在这些文丘里燃烧器周围以形成火焰腔，挡住热量辐射。经过现场测试，发现存在噪音、火焰长度和壁筒温度偏高的问题。因此，有必要进一步改进现有的引射式燃烧装置。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种能解决噪音、火焰长度和壁筒温度超标中至少一个问题的自冷式模块化燃烧装置。

在一实施例中，每一所述圆管上连接两个所述混合管，两个混合管设置在所述圆管的径向相对两侧。

在一实施例中，所述防护罩包括多个圆管组，每一所述圆管组包括相邻的多个所述圆管。

在一实施例中，每一圆管组上连接的文丘里燃烧器同时供气或同时切断供气。

在一实施例中，每一圆管组上连接的混合管沿竖直方向排布，各圆管组上的混合管沿所述防护罩的周向方向依次交错排布。

在一实施例中，所述火焰孔为长腰型孔。

在一实施例中，所述火焰孔为圆孔，所述圆孔内安装有圆管，所述圆管凸出于所述第二混合管的内壁面。

综上所述，本申请提供一种自冷式模块化燃烧装置，将防护罩的若干圆管作为若干文丘里燃烧器的二次混合载体，圆管上连接多个混合管，混合气体经过圆管内壁上的火焰孔进入火焰腔燃烧，而燃烧器引射空气的进气部位于防护罩之外。这种设计使得燃烧装置能够在更大范围内引射空气，一方面可以显著增加燃烧器的数量，而不至于每个燃烧器的空气引射量不足，而且混合燃气从多个火焰孔内射出燃烧，火焰均匀分布在整个圆管所形成的防护罩内壁面上，燃烧火焰相对更短；另一方面，在防护罩外围，由于文丘里燃烧器的引射作用，除了一部分外围空气被引射进文丘里燃烧器内参与燃烧，还会使得大量外围冷空气向防护罩外侧移动，对若干圆管本身进行散热。混合气体流经圆管内部，能够进一步加强防护罩自身的散热效果。此外，文丘里燃烧器数量显著增加，对于处理同样数量的燃气，单个文丘里燃烧器的尺寸和功率可以显著减小，从而显著减小噪音及火焰长度。而且，位于防护罩相对侧的文丘里燃烧器对喷，一部分火焰长度相互抵消，有效地降低了火焰长度。

附图说明

图1是本实用新型自冷式模块化燃烧装置的立体结构示意图。

图2是图1中自冷式模块化燃烧装置沿径向的剖视图。

图3是图1中自冷式模块化燃烧装置的若干圆管堆叠的示意图。

图4是图1中自冷式模块化燃烧装置的俯视图。

图5是图1中自冷式模块化燃烧装置的一个圆管的示意图。

具体实施方式

在详细描述实施例之前，应该理解的是，本实用新型不限于本申请中下文或附图中所描述的详细结构或元件排布。本实用新型可为其它方式实现的实施例。而且，应当理解，本文所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途，不应作限定性解释。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等类似措辞意为包含其后所列出之事项、其等同物及其它附加事项。特别是，当描述“一个某元件”时，本实用新型并不限定该元件的数量为一个，也可以包括多个。

另外，本申请说明书及权利要求中是以引射式燃烧装置的竖直放置(正常使用状态)时进行说明的，所以文中大量使用竖直方向和水平方向的方向用语是参照其竖直放置状态进行说明的。可以理解，本申请的引射式燃烧装置可以放倒(例如运输过程中)，此时上述方向用语应该旋转90度进行理解。

如图1-5所示，本申请提供一种自冷式模块化燃烧装置10，该自冷式模块化燃烧装置10包括防护罩12、燃烧系统以及燃气处理单元14。防护罩12外还固定连接一外框16。在一实施例中，该外框16可作为撬装外框，以便于低成本地解决自冷式模块化燃烧装置10的运输和固定问题。所述燃烧系统包括若干文丘里燃烧器18，以对待燃烧的燃气进行燃烧。燃气处理单元14包括控制单元以及各种阀门和管道，用于对待处理的燃气进行处理，例如除析液等，并将处理之后的燃气输送至燃烧系统进行燃烧。在所示的实施例中，控制单元设置在撬装外框16内并位于自冷式模块化燃烧装置10的底部，若干文丘里燃烧器18通过供气管路连接至燃气处理单元14以接收待处理的燃气。

防护罩12的内侧形成一用于包围火焰的火焰腔20。本实施例中，防护罩12呈圆柱形，且防护罩12在竖直方向上具有上、下两开口。每一文丘里燃烧器18具有用于引射空气的进气部22和输出混合气体的出口部24，每一文丘里燃烧器18包括喷嘴26和混合管28，喷嘴26设置于进气部22。防护罩12包括沿竖直方向堆叠的若干圆管30，每一圆管30的外侧面上连接至少一个文丘里燃烧器18，且该文丘里燃烧器18的混合管28与圆管30连通，混合管28连接在圆管30的外侧，使得进气部22位于防护罩12之外。若干圆管30构成防护罩12的至少一部分，圆管30朝向火焰腔20的内侧面开设有若干火焰孔32，若干火焰孔32形成输出混合气体的出口部24。

换句话说，若干圆管30不仅是防护罩12的一部分，同时，圆管30也是连接于其上的若干文丘里燃烧器18共同的二段混合载体。这种设计将原文丘里燃烧器18的扩散混合段与圆管30的腔体相结合，减小了布置空间要求，能够放大防护罩的尺寸，将火焰区放大，减小了火焰区内部的容热强度，能够有效降低火焰长度、燃烧噪音。

在所示的实施例中，每一圆管30上连接两个文丘里燃烧器18，即连接两个混合管28，且两个混合管28分别设置在圆管30的径向相对两侧。燃烧时，圆管30内径向相对的两个火焰孔32相对喷射火焰，形成对喷，火焰在对喷中相互抵消，防止火焰伸长接触到相对壁面，导致壁筒温度超标，变色。应当理解的是，在其他实施例中，根据实际设计需求，每一圆管30上也可以连接其他数量的文丘里燃烧器18，本实用新型不对此限定。

喷嘴26喷射燃气并引射空气进入混合管28内混合后进入圆管30内再次混合，使得空气和燃气充分混合，然后混合气体从火焰孔32进入火焰腔20燃烧。这种防护罩模块化设计，一个圆管模块对应多个文丘里燃烧器18，使得自冷式模块化燃烧装置10能够在更大范围内引射空气，一方面可以显著增加燃烧器的数量，而不至于每个燃烧器的空气引射量不足，而且混合燃气从多个火焰孔32内射出燃烧，火焰均匀分布在整个圆管30所形成的防护罩内壁面上，燃烧火焰相对更短；另一方面，在防护罩12外围，由于文丘里燃烧器18的引射作用，除了一部分外围空气被引射进文丘里燃烧器18内参与燃烧，还会使得大量外围冷空气向防护罩12外侧，即若干圆管30的外侧移动，对若干圆管30本身进行散热。混合气体流经圆管30内部，能够进一步加强防护罩12自身的散热效果。

在所示的实施例中，燃烧系统包括多个可单独安装的燃烧器组件。由于本实用新型中文丘里燃烧器18的数量较多，将燃烧系统模块化，能够在很大程度上提高安装效率，便于组装，同时当文丘里燃烧器18或防护罩12出现故障时也便于拆卸、维修和更换。

防护罩12包括多个圆管组33，本实施例中，圆管组33设置为四个，每一圆管组33包括相邻的多个圆管30，每一圆管组33上连接的文丘里燃烧器18设置为同时供气或同时切断供气。在所示的实施例中，每一圆管组33上连接的混合管28位于圆管组的径向相对两侧，且每一侧的混合管28沿竖直方向排布。各圆管组33上的混合管28沿防护罩12的周向方向依次交错90度排布，使得燃烧器可以在更大范围内引射空气。

在本申请中，自冷式模块化燃烧装置10还包括放喷管34，在所示的实施例中，放喷管34设置两根，两根放喷管34连接至燃气处理单元14，用于解决燃气流量超标时利用放喷管34临时泄放。由于防护罩12顶部位置的火焰较大，为了遮挡火焰，防护罩12还包括位于顶部的顶部防护罩单元36，例如设置在圆管30上部的金属板。两根放喷管34分别设置在外框16内相邻的两个夹角位置，放喷管34的出口端穿过顶部防护罩单元36设置，使得放喷管34的出口端位于火焰腔20内。因此，本实施例中，防护罩12包括沿竖直方向堆叠的若干圆管30以及顶部防护罩单元36。

每个圆管组33上的文丘里燃烧器18通过供气管路38连接至燃气处理单元14以接收待处理的燃气。具体来说，供气管路38连接四个圆管组33具有相同的结构，现在以最底层的圆管组33为例进行说明。供气管路38包括输气管40和分配管42，输气管40与燃气处理单元14的一路输出连通，用于接收待燃烧的燃气。分配管42有两支，每支分配管42与输气管40连通并同时与部分文丘里燃烧器18连通，即与喷嘴26连通，以向文丘里燃烧器18分配燃气。在所示的实施例中，两支分配管42分别与输气管40连接的一段水平设置，然后分别向上延伸，以为对应一侧竖排的文丘里燃烧器18供气。从而实现每一圆管组33径向相对两侧的供气管路38同时开启或关闭。四个圆管组33分别具有独立的供气管路，四个供气管路分别连通燃气处理单元14的不同路输出，可以实现燃烧装置的分级供气。

在所示的实施例中，防护罩12底部设有多个点火器44，例如防护罩的四个方向每侧设置两个点火器44。

在上述实施例中，火焰孔32均设置为长腰型孔。在其他实施例中，也可以将火焰孔32设置为其他类型，例如，将火焰孔32设置为圆孔，在圆孔内安装圆管，并使得圆管凸出于圆管30的内壁面。这样设置能够使得火焰远离圆管30的内壁面，避免造成对内壁面的损伤。

本文所描述的概念在不偏离其精神和特性的情况下可以实施成其它形式。所公开的具体实施例应被视为例示性而不是限制性的。因此，本实用新型的范围是由所附的权利要求，而不是根据之前的这些描述进行确定。在权利要求的字面意义及等同范围内的任何改变都应属于这些权利要求的范围。

设计图

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