一种燃烧头及低氮燃烧器的制作方法

本技术涉及燃烧器领域，具体为一种燃烧头及低氮燃烧器。

背景技术：

1、较多油田位于丘陵、山地等地区，这些地区土地资源极为稀缺，所以为了减少对土地资源的占用，一般选用占地小的立式加热炉用于原油集输加热；该型式加热炉的功率范围一般为100-700kw。但该产品存在以下三个方面问题：一是立式加热炉的燃烧室采用立式结构，炉膛内部还设置了水管用于吸收烟气热量，进而极大的压缩了燃烧器的火焰空间，无法满足燃气完全燃烧所需的燃烧室空间要求，导致燃料燃烧不完全且火焰容易烧到水冷管，烟气排放产物中一氧化碳和天然气的含量超标，造成能源浪费和环境污染；二是油田现场燃烧的多为没有经过精细分离处理的油井伴生湿气，其中含有少量的水、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等杂质，采用预混燃烧方式的燃烧器，虽然能够获得较短的火焰，但是燃气中的杂质会导致燃烧器的小直径喷嘴严重积碳堵塞、甚至回火，不能可靠燃烧油井伴生湿气；三是国家环保标准对烟气中的氮氧化物含量控制标准越来越严格，而低氮氧化物燃烧的火焰尺寸比常规火焰尺寸更大，使得燃烧器与立式加热炉燃烧室结构之间的矛盾更加突出。

2、因此，行业内亟需一种能够解决上述问题的新型燃烧器。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种燃烧头，通过在燃烧头左右两侧设置狭缝喷嘴，将火焰设置为自燃烧头两侧喷出，充分利用立式加热炉的圆柱形燃烧室位于燃烧头两侧的燃烧室空间，来布置火焰，避免了火焰向上烧到水冷管。

2、本实用新型的第一个目的是提供一种燃烧头，包括燃烧头本体、设置于燃烧头本体左右两侧的若干根燃气管、以及形成于相邻两个燃气管之间的狭缝喷嘴；

3、燃烧头本体具有适于气体在燃烧头本体内流通的内腔，内腔与左右两侧的狭缝喷嘴连通；燃气管上沿其长度方向开设有若干个朝向狭缝喷嘴的燃气喷孔。

4、进一步的，燃烧头本体的左右任意一侧的燃气管均由多根组成，且每根燃气管均沿燃烧头本体的前后方向延伸；燃气管为矩形燃气管，矩形燃气管的长边沿燃烧头本体的径向布置，相邻两个矩形燃气管的相对的表面上开设有交错布置的燃气喷孔。

5、进一步的，任一狭缝喷嘴内的燃气喷孔沿燃烧头本体的前后方向等间距布置。

6、进一步的，燃气喷孔靠近矩形燃气管的内表面设置，矩形燃气管横截面的长边为30-60mm，短边为15-40mm,燃气喷孔的中心距矩形燃气管内表面4-6mm,距矩形燃气管外表面26-54mm。

7、进一步的，燃烧头本体上部的多个狭缝喷嘴形成斜向上喷射部，燃烧头本体下部的多个狭缝喷嘴形成水平喷射部，斜向上喷射部的喷射方向与水平面的夹角为10-20°。

8、进一步的，燃气喷孔的喷射方向与狭缝喷嘴的喷射方向垂直设置。

9、进一步的，燃烧头本体的前端设有燃气集箱，燃气管的首端与燃气集箱连通，燃气管的尾端贯穿燃烧头本体的后板，并通过钢板封堵每根燃气管的尾端。

10、进一步的，燃烧头本体左右两侧的狭缝喷嘴外侧均设有稳焰板，稳焰板的表面密布有若干个通孔；稳焰板上还设有膨胀缝。

11、本实用新型的第二个目的是提供一种低氮燃烧器，包括上述任意一项的燃烧头，还包括风机、与风机出风口连接的空气喷嘴以及设置在空气喷嘴前端的空气引射器，空气引射器的出口端连接燃烧头本体的内腔。

12、进一步的，空气引射器的外周还设有燃气预热器，燃气预热器的入口端与燃气总管连通，燃气预热器的出口端与燃气管连通。

13、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

14、(1)本实用新型的燃烧头通过在燃烧头本体的左右两侧设置狭缝喷嘴，将火焰设置为自燃烧头两侧喷出，充分利用立式加热炉的圆柱形燃烧室位于燃烧头两侧的燃烧室空间，来布置火焰，避免了火焰向上烧到水冷管。

15、(2)本实用新型的燃烧头将狭缝喷嘴设置为水平喷射和斜向上喷射的两段喷嘴结构，以尽可能降低火焰与燃烧室上部的水冷管壁接触的风险。

16、(3)本实用新型的燃烧头将火焰喷嘴设置为狭缝喷嘴，利用狭缝获得相对较短的火焰，同时燃气喷孔的喷射方向与狭缝喷嘴的喷射方向垂直设置，以实现在较短的距离内使助燃空气与燃气的更加快速且充分的混合和充分燃烧，再次缩短燃烧的火焰长度，此外在狭缝喷嘴外还设置稳焰板，用于稳定火焰、防止脱火，和促进空气燃气充分混合，以提升燃烧速度，并进一步缩短火焰长度，避免火焰向上烧到水冷管。

17、(4)本实用新型的低氮燃烧器通过在风机和燃烧头之间设置空气引射器，并将空气引射器设置在燃烧室内部，利用助燃空气的动能来吸入足够烟气，以降低火焰峰值温度，获得了显著的低氮燃烧效果，nox排放浓度≤50mg/nm3。

18、(5)本实用新型的低氮燃烧器通过在空气引射器上设置燃气预热器，且设置于燃烧室内部，利用空气引射器引射烟气产生的烟气流动，实现高温烟气与预热器内的燃气换热，使油井伴生湿气内的液体成分全部气化，进入燃烧头后能够与助燃空气充分混合后充分燃烧，有效提升了可靠燃烧油井伴生湿气的燃烧效果。

技术特征：

1.一种燃烧头，其特征在于，包括燃烧头本体、设置于所述燃烧头本体左右两侧的若干根燃气管、以及形成于相邻两个燃气管之间的狭缝喷嘴；

2.根据权利要求1所述的燃烧头，其特征在于，所述燃烧头本体的左右任意一侧的燃气管均由多根组成，且每根所述燃气管均沿所述燃烧头本体的前后方向延伸；所述燃气管为矩形燃气管，所述矩形燃气管的长边沿所述燃烧头本体的径向布置，相邻两个所述矩形燃气管的相对的表面上开设有交错布置的所述燃气喷孔。

3.根据权利要求2所述的燃烧头，其特征在于，任一所述狭缝喷嘴内的所述燃气喷孔沿所述燃烧头本体的前后方向等间距布置。

4.根据权利要求2所述的燃烧头，其特征在于，所述燃气喷孔靠近所述矩形燃气管的内表面设置，所述矩形燃气管横截面的长边为30-60mm，短边为15-40mm,所述燃气喷孔的中心距所述矩形燃气管内表面4-6mm,距所述矩形燃气管外表面26-54mm。

5.根据权利要求2所述的燃烧头，其特征在于，所述燃烧头本体上部的多个所述狭缝喷嘴形成斜向上喷射部，所述燃烧头本体下部的多个所述狭缝喷嘴形成水平喷射部，所述斜向上喷射部的喷射方向与水平面的夹角为10-20°。

6.根据权利要求1所述的燃烧头，其特征在于，所述燃气喷孔的喷射方向与所述狭缝喷嘴的喷射方向垂直设置。

7.根据权利要求1所述的燃烧头，其特征在于，所述燃烧头本体的前端设有燃气集箱，所述燃气管的首端与所述燃气集箱连通，所述燃气管的尾端贯穿所述燃烧头本体的后板，并通过钢板封堵每根所述燃气管的尾端。

8.根据权利要求1所述的燃烧头，其特征在于，所述燃烧头本体左右两侧的狭缝喷嘴外侧均设有稳焰板，所述稳焰板的表面密布有若干个通孔；所述稳焰板上还设有膨胀缝。

9.一种低氮燃烧器，包括权利要求1-8中任意一项所述的燃烧头，其特征在于，还包括风机、与所述风机出风口连接的空气喷嘴以及设置在所述空气喷嘴前端的空气引射器，所述空气引射器的出口端连接所述燃烧头本体的内腔。

10.根据权利要求9所述的低氮燃烧器，特征在于，所述空气引射器的外周还设有燃气预热器，所述燃气预热器的入口端与燃气总管连通，所述燃气预热器的出口端与所述燃气管连通。

技术总结本技术涉及燃烧器领域，具体为一种燃烧头及低氮燃烧器，包括燃烧头本体、对称设置于燃烧头本体左右两侧的燃气管、以及形成于相邻两个燃气管之间的狭缝喷嘴，燃烧头本体具有适于气体在燃烧头本体内流通的内腔，内腔与狭缝喷嘴连通；燃气管上沿其长度方向开设有若干个朝向狭缝喷嘴的燃气喷孔；本技术通过将火焰设置为自燃烧头两侧喷出，充分利用立式加热炉的圆柱形燃烧室位于燃烧头两侧的燃烧室空间，来布置火焰，实现火焰水平和斜向上喷射燃烧，避免了火焰向上烧到水冷管。技术研发人员：刘兆海,杨玉刚,陈博,童敏,郭宏雪,黄洁,王蕾,张婷受保护的技术使用者：唐山冀东石油机械有限责任公司技术研发日：20230814技术公布日：2024/4/17