[實用新型]一種管式加熱爐低熱值燃料氣穩定燃燒裝置

有效

• 申請號: 201520130420.1
• 申請日: 2015-03-06
• 公開（公告）號: CN204534637U
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發明（設計）人: 馬雷;張明會
• 申請（專利權）人: 上海浩用工業爐有限公司
• 主分類號: F23K5/00
• 分類號: F23K5/00;F23C5/08;F23C7/00
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

技術領域

本實用新型屬于管式加熱爐領域，尤其是涉及一種管式加熱爐低熱值燃料氣穩定燃燒裝置。

背景技術

目前，石油化工企業在油品及化工品生產過程中，產生多種大量低熱值副產氣體燃料，主要包括靈活焦化氣，脫附氣，各類煤氣等，都是清潔的燃料氣，但是熱值相對較低。根據發熱量氣體燃料可以分為三類：發熱量大于15107kJ/m3為高熱值燃料，發熱量在(6128～15107)kJ/Nm3為中熱值燃料，發熱量小于6128kJ/Nm3時為低熱值燃料。燃料的熱值越低，其燃燒越難控制組織。靈活焦化氣CO為20％左右，氫氣H2為15％左右，熱值僅為5000kJ/Nm3左右，屬于典型的低熱值燃料氣。

如果能將靈活焦化氣這類低熱值的燃料氣用于石油化工管式加熱爐，則可以省出高熱值利用價值高的煉廠氣，一方面可以綜合利用低熱值燃料氣，提高附產低熱值燃料氣工藝的總體收益，另一方面可以提高煉廠氣的綜合利用價值。

燃燒理論表明，可燃氣體的穩定燃燒必須滿足三個條件：達到著火溫度、燃氣濃度在著火極限內、燃氣與空氣均勻混合。當采用靈活焦化氣這類低熱值的燃料氣作為管式加熱爐燃料時，存在的最為主要的問題：

(1)熱值較低，含大量惰性氣體，著火困難，燃燒溫度達不到要求；

(2)燃料量相對較大，燃燒不穩定，不充分，不但造成大量能量浪費，而且污染環境。

改善燃氣著火特性，在理論上可采取的措施有：提高火焰溫度；摻燒著火極限下限小的燃氣，即高熱值的燃料氣；通過燃燒器制造局部高濃度高溫區域。

結合燃氣著火理論，針對這類低熱值的燃料氣在石油化工企業的綜合利用，工程上出了很多工藝方法和設備，已有的主要有：借助雙燃料燃燒器，低熱值燃料氣?摻燒高熱值的煉廠氣；預熱助燃空氣；改善燃燒器的局部高溫特性。

從全廠能量利用的角度，如果有大量低熱值難利用的燃料氣，首先應該盡可能的利用低熱值難利用的燃料氣，盡可能少燒高熱值利用價值大的煉廠氣；單純預熱空氣時，不可燃組分(N2和CO2)較多，導致煙氣量較大，能量無效的來回傳遞循環，直接導致能耗較大，預熱器較大一次投資高，風機運行成本也高；大量的低熱值氣體燃燒時，尤其是在大型管式加熱爐時，簡單的改變燃燒器結構提高局部高溫來穩定火焰，難以有效保證。

從節能、投資和運行成本上講，要實現管式加熱爐低熱值燃氣穩定燃燒的方法主要需要優化管式加熱爐整個進料工藝流程，從能量有效利用的角度綜合分析，本實用新型提出的低熱值燃料氣穩定燃燒的方法主要是燃料氣預熱，預熱的途徑有多種組合，也可以與現有的技術方案組合使用，充分保證整個加熱爐低熱值燃料氣燃燒的穩定性。對于通過預熱燃料氣及組合方案的方法來提高低熱值燃料氣穩定燃燒的方法，目前在管式加熱爐領域尚未有文獻或專利報道，部分其他行業有應用預混燃燒器燒低熱值燃料氣時，空氣和燃料氣混合后通過蓄熱體或換熱器預熱再進燃燒器，這種方法不適合管式加熱爐擴散燃燒。

中國專利CN101852550A公開了一種管式工業加熱爐,具體地一種可以水煤漿、天然氣或燃油為燃料的立式多用途管式工業加熱爐,加熱爐采用圓形非等徑設計,燃燒室直徑小于輻射室,燃燒室側面呈切圓布置有多個燃燒器,每個燃燒器均含有可切換的水煤漿及天然氣或燃油噴嘴,燃燒室及灰渣斗內壁采用密度較輕的澆注料構成多層復合式襯里,水煤漿、天然氣及燃油均能穩定燃燒,燃燒效果好,爐效高,實現了一爐多用途,特別適合化工、石化行業應用于煤代油改造，但是該種加熱爐并不能實現對低熱值燃料氣進行穩定燃燒。

實用新型內容

本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種管式加熱爐低熱值燃料氣穩定燃燒裝置，解決石油化工企業在生產過程中，產生的低熱值氣體燃料合理有效利用問題，利用燃料氣在管式加熱爐對流段或者換熱器中加熱到較高溫度，同時提出利于低熱值燃料氣穩定燃燒的多種組合方案，充分保證低熱值燃料氣在管式加熱爐內高效穩定燃燒。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種管式加熱爐低熱值燃料氣穩定燃燒裝置，其特征在于，包括：

管式加熱爐，?

連接在管式加熱爐對流段的燃料氣低壓降預熱器，

連接燃料氣低壓降預熱器，輸送低熱值燃料氣的主燃料氣管路，

連接管式加熱爐，輸送助燃空氣的助燃空氣管路。

所述的管式加熱爐內還設有雙燃料燃燒器，可以同時進兩種燃料氣和助燃空氣，兩種燃料氣分各路進入，與助燃空氣實現擴散分級燃燒，均化爐內溫度場，實現低氮氧化物的環保燃燒，避免生成高溫氮氧化物。