能够修正燃烧器组装误差的引射式燃烧装置
技术领域
本申请涉及火炬领域，特别涉及一种能够修正燃烧器组装误差的引射式燃烧装置。
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，其包括若干文丘里燃烧器对燃气进行燃烧。根据引射式燃烧装置的燃烧器堆叠排布方式及其组合形式，由于制造工艺的限制，每个燃烧器的尺寸可能会有误差，这样多只燃烧器在堆叠过程中误差累积越来越大，对引射式燃烧装置的结构稳定性会产生较大影响，带来安全隐患，而且增加燃烧器的组装难度。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提出一种能够修正燃烧器组装误差的引射式燃烧装置。
本实用新型提供一种能够修正燃烧器组装误差的引射式燃烧装置，所述引射式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，所述防护罩的内侧形成用于包围火焰的火焰腔，所述若干文丘里燃烧器在竖直方向上堆叠并合围形成所述防护罩的至少一部分，多个连续安装的文丘里燃烧器之间设有至少一修差环，用以消除多个文丘里燃烧器连续安装形成的累积误差。
在一实施例中，所述防护罩呈矩形，具有上、下开口，所述文丘里燃烧器包括喷嘴和混合管，所述混合管为方通管，具有用于引射空气的进气部和输出混合气体的出口部，所述喷嘴设置于所述进气部，若干所述混合管沿水平方向设置并在竖直方向上堆叠并合围形成所述防护罩的至少一部分，所述混合管朝向所述火焰腔的内侧面上开设有若干火焰孔，所述若干火焰孔形成所述出口部。
在一实施例中，若干所述混合管设置在所述防护罩的四个侧壁上，每一侧壁均由若干所述混合管在竖直方向上堆叠形成，任一侧壁的每一层由两个所述混合管并排连接构成，两相对侧壁上的火焰孔相对喷射火焰。
在一实施例中，所述四个侧壁任一侧壁上的若干文丘里燃烧器分成多个燃烧器组件，多个燃烧器组件沿竖直方向排布，每一燃烧器组件的顶端和底端分别设有所述修差环，使得相对两侧壁上形成对喷的两组燃烧器组件的高度相同。
在一实施例中，所述四个侧壁任一侧壁上的若干文丘里燃烧器分成多个燃烧器组件，多个燃烧器组件沿竖直方向排布，每一燃烧器组件包括位于两侧的第一燃烧单元和第二燃烧单元，所述第一燃烧单元包括位于一侧的若干混合管，所述第二燃烧单元包括位于另一侧的若干混合管，两个燃烧单元的顶端和底端分别设有修差环，使得每一燃烧器组件的两燃烧单元的高度相同，且位于该燃烧器组件下方的一燃烧器组件的两燃烧单元的起始安装高度相同。
在一实施例中，所述四个侧壁任一侧壁上的文丘里燃烧器的数量相同。
在一实施例中，所述修差环的端部延伸出所述混合管的端部之外。
在一实施例中，所述修差环的端部连接至所述引射式燃烧装置的供气管道。
在一实施例中，所述修差环为方管。
在一实施例中，所述修差环具有不同的规格尺寸，每一所述修差环的规格尺寸根据文丘里燃烧器的具体组装情况来调整。
综上所述，本申请提供一种能够修正燃烧器组装误差的引射式燃烧装置。在多只沿竖直方向堆叠的文丘里燃烧器之间设置至少一修差环，以将位于该修差环上方的多个文丘里燃烧器连续安装形成的累积误差消除，使得不同侧壁的文丘里燃烧器之间能够相互对应，形成火焰对喷，并且为位于该修差环下方的文丘里燃烧器提供相同的起始安装位置，每个修差环的尺寸可以根据文丘里燃烧器的具体组装需要进行调整，且修差环作为防护罩的一部分，可以采用不锈钢方管。本实用新型利用修差环来消除燃烧器安装形成的累积误差的设计构思巧妙，容易实现，能够极大改善引射式燃烧装置的安装精度及结构强度，从而延长引射式燃烧装置的使用寿命，提高燃烧效率。
附图说明
图1是本实用新型引射式燃烧装置的立体结构示意图。
图2是本实用新型第二燃烧器组件的立体结构示意图。
图3是本实用新型的修差环的立体结构示意图。
图4是本实用新型的文丘里燃烧器的侧面剖视图。
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1-4所示，本申请提供一种能够修正燃烧器组装误差的引射式燃烧装置10，该引射式燃烧装置10的外侧设有外框12，外框12可作为撬装外框12，以便于低成本地解决火炬10的运输和固定问题。引射式燃烧装置10包括防护罩16、燃烧系统以及燃气控制单元18。所述燃烧系统包括若干文丘里燃烧器20，以对待燃烧的燃气进行燃烧。燃气控制单元18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分级处理，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12内并位于引射式燃烧装置10的底部，若干文丘里燃烧器20通过供气管道23连接至燃气控制单元18以接收待处理的燃气。
防护罩16包括顶部防护罩单元及位于顶部防护罩单元下方的至少一底部防护罩单元，防护罩16的内侧形成一用于包围火焰的火焰腔22。本实施例中，引射式燃烧装置10呈矩形形状，因此撬装外框12和防护罩16也呈矩形形状，且防护罩16在竖直方向上具有上、下两开口。每一文丘里燃烧器20具有用于引射空气的进气部20a和输出混合气体的出口部20b，每一文丘里燃烧器20包括喷嘴24和混合管26，混合管26例如为方通管。喷嘴24设置于进气部20a，喷嘴24一端连通至供气管道23，另一端伸入混合管26内。若干混合管26构成防护罩16的至少一部分，例如，所有混合管26构成防护罩16的底部防护罩单元，混合管26朝向火焰腔22的内侧面开设有若干火焰孔，若干火焰孔形成输出混合气体的出口部20b。
换句话说，混合管26不仅是防护罩16的一部分，同时也是文丘里燃烧器20的混合载体。这种设计将传统文丘里燃烧器的收缩混合段和扩散混合段集成至一方通管内，减小了布置空间要求，节省壁筒，而且能够放大防护罩的尺寸，将火焰区放大，增大火炬燃烧空间，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。混合管26整体为呈长方体结构的方通管，混合管26位于进气部20a一侧的至少一相对两内侧壁上设有内板50。在所示的实施例中，混合管26位于进气部20a一侧的四个内侧壁上均设有内板50。四个内侧壁上的内板50每相对两内侧壁上的内板50朝向对方向内弯折形成弯折板，使得每一内板50包括第一弯折部50a和第二弯折部50b，四个第一弯折部50a之间形成收缩混合段，四个第二弯折部50b之间形成扩散混合段，内板50远离进气部20a一侧的空间部分形成预混段，因而形成文丘里结构。内板50朝向进气部20a的一端连接至混合管26的端部，出口部20b设置在混合管26位于预混段一侧的内壁上，喷嘴24的头部伸入收缩混合段内，当喷嘴24喷射燃气时，空气被从进气部20a位置引射进入混合管26内。
应当理解的是，上述实施例中是在混合管26位于进气部20a一侧的四个内侧壁上设置内板50，在其他实施例中，根据具体设计需求也可以是其他实施方式，例如在混合管26位于进气部20a一侧的相对两内侧壁上设置内板50，相对两内侧壁上的两内板50相对弯折。
在所示的实施例中，若干火焰孔内分别安装有喷管52，并使得喷管52凸出于混合管26的内壁面。这样设置能够使得火焰远离混合管26的内壁面，避免造成对内壁面的损伤。
如图1所示，若干混合管26设置在防护罩16的所有四个侧壁。更具体地，所述四个侧壁的每一侧壁均由若干混合管26在竖直方向堆叠形成，每一侧壁的混合管26的堆叠数量相同，且混合管26沿水平方向设置，并在竖直方向上均匀对齐。其中，任一侧壁的每一层由两个混合管26并排连接构成，两个混合管26的连接端封闭，混合管26的与其连接端相反的另一端为开口结构，喷嘴24设置在开口结构处。这样设置使得文丘里燃烧器20的数量显著增加，对于处理同样数量的燃气，单个文丘里燃烧器20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。
在防护罩16的四个侧壁中，其中两相对侧壁上的火焰孔相对喷射火焰，另外两相对侧壁上的火焰孔相对喷射火焰。例如，将两相对侧壁上的所有混合管26分别相对设置，并使得两相对侧壁上的混合管26上的火焰孔位置分别对应，燃烧时，两相对侧壁上的火焰孔形成对喷。火焰在对喷中相互抑制对方火焰喷射长度，防止火焰伸长接触到相对壁面，导致壁筒温度超标，变色。
要达到上述要求，就需要两相对侧壁上形成对喷的任意两混合管的高度基本相同。然而，受制于现有制造工艺水平的限制，每一文丘里燃烧器的规格尺寸可能不尽相同，因此，在组装文丘里燃烧器时，多个文丘里燃烧器连续堆叠时会形成较大的累积误差，使得两相对侧壁上形成对喷的两混合管的高度存在较大误差，因而影响火焰对喷效果。而且连续积累的误差使得下方的燃烧器组装越来越困难，造成结构不稳定。
基于此，本实用新型在多个连续安装的文丘里燃烧器20之间设有至少一修差环21，用以消除多个文丘里燃烧器20连续安装形成的累积误差。经过测试，可以设置为每间隔18只文丘里燃烧器设立一个修差环，将18只文丘里燃烧器堆叠产生的累积误差清零。对应上述方形的混合管26，可以将修差环21设计为不锈钢方管。而且修差环21具有不同的规格尺寸，每一修差环21的规格尺寸都会根据文丘里燃烧器20的具体组装需要而制定。也就是说，根据具体的累积误差，需要什么规格尺寸的修差环21，就制造什么尺寸的修差环21。
喷嘴24喷射燃气并引射空气进入混合管26内混合后，然后混合气体从火焰孔进入火焰腔22燃烧。这种设计使得引射式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混合管26所形成的防护罩内壁面上，燃烧火焰相对更短；另一方面，在混合管26形成的防护罩16外围，由于文丘里燃烧器20的引射作用，除了一部分外围空气被引射进文丘里燃烧器20内参与燃烧，还会使得大量外围冷空气向防护罩16外侧，即若干混合管26的外侧移动，对若干混合管26本身进行散热。混合气体流经混合管26内部，能够进一步加强防护罩16自身的散热效果。
由于防护罩16顶部位置的火焰较大，为了遮挡火焰，防护罩16还包括位于火炬顶部的顶部防护罩单元28。顶部防护罩单元28包括若干管，若干管在竖直方向堆叠并合围形成上下两端开口的顶部防护罩单元28。若干管例如为方形直通管30，为了避让放喷管，顶部防护罩单元28还包括设置在顶部防护罩单元28四角位置中至少一角处的若干斜管32和金属板34，金属板34上设置一通孔38，若干斜管32和金属板34连接在所述至少一角位置处相邻两侧面的直通管30之间，金属板34位于若干斜管32的上方。无需避让放喷管的拐角位置也就无需设置斜管和金属板，位于该处的两侧的直通管30可直接连接，也可以斜管连接，本实施例是以斜管32连接。
从另一角度看，顶部防护罩单元28由八个部分构成，包括分别位于四个侧壁上的四组侧部单元和连接在四组侧部单元四角位置的四组角部单元，其中每一侧部单元包括若干在竖直方向上堆叠的直通管30，在设置放喷管的对角位置处的角部单元包括若干在竖直方向上堆叠的斜管32和位于斜管32上方的金属板34，在未设置放喷管的对角位置处的角部单元包括若干在竖直方向上堆叠的斜管32。在所示的实施例中，每一侧部单元的若干直通管30两端分别连接两竖杆40，用于连接固定若干直通管30，竖杆40的两端分别连接至撬装外框12上，用于固定该侧部单元，进而固定整个顶部防护罩单元28。每一竖杆40均位于斜管32和金属板34组成的角部单元或者斜管32组成的角部单元外侧。
在本申请中，引射式燃烧装置还包括放喷管36，在所示的实施例中，放喷管36设置两根，两根放喷管36连接至燃气控制单元18，用于解决燃气流量超标时利用放喷管36临时泄放。两根放喷管36分别设置在撬装外框12内的一相对夹角位置，放喷管36的出口端穿过金属板34的通孔38设置，使得放喷管36的出口端位于火焰腔22内。
由于喷嘴24设置在混合管26朝向火炬拐角一侧的端部，使得相邻的两个混合管26之间不能直接连接，而且为了避让放喷管36，在撬装外框12内的四个夹角位置处的相邻两个混合管26之间均以斜板连接，喷嘴24和放喷管36均位于斜板外侧，喷嘴24连接供气管路。因此，本实施例中，防护罩16包括四个侧壁的若干混合管26、四个斜板以及顶部防护罩单元28。斜板可以是一整块，也可以是由多根斜管在竖直方向上堆叠形成。
引射式燃烧装置包括燃烧器固定结构，若干文丘里燃烧器20通过燃烧器固定结构固定至撬装外框12。优选地，若干文丘里燃烧器20通过燃烧器固定结构可拆卸地固定至撬装外框12。每一文丘里燃烧器20均配备有至少一燃烧器固定结构，本实施例中，每一文丘里燃烧器20均配备有两个燃烧器固定结构，燃烧器固定结构例如为固定片54。其中一个固定片54设置在混合管26靠近进气部20a的一端，其中另一固定片54设置在混合管26远离进气部20a的一端。固定片54包括一体连接且相互垂直的第一片体54a和第二片体54b，第一片体54a固定至混合管26朝向撬装外框12一侧的侧壁上，例如焊接固定，第二片体54b可拆卸地连接固定至撬装外框12，例如通过螺丝可拆卸地固定。
撬装外框12包括与引射式燃烧装置10轴向平行的四根外框竖杆68，相邻的两外框竖杆68之间连接若干外框横杆70。在所示的实施例中，对于任一侧面来说，外框横杆70包括连接在外框竖杆68两端的顶部横杆70a和底部横杆70b，以及自顶部横杆70a往底部横杆70b依次排布的第一中间横杆70c、第二中间横杆70d、第三中间横杆70e和第四中间横杆70f。第一中间横杆30c与第四中间横杆70f之间连接设有三根与外框竖杆68平行的纵向杆72，包括位于外框横杆70中间的中间纵向杆72a和分别位于中间纵向杆72a两侧的侧边纵向杆72b。三根纵向杆72穿设于第二中间横杆70d和第三中间横杆70e。
顶部防护罩单元28位于顶部横杆70a与第一中间横杆70c之间，燃烧系统位于第一中间横杆70c与第四中间横杆70f之间，燃气控制单元18位于第四中间横杆70f与底部横杆70b之间。
在所示的实施例中，顶部防护罩单元28的底部搁置并固定在第一中间横杆70c的上表面上，顶部防护罩单元28的顶部固定连接于顶部横杆70a内侧面上。
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20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20或防护罩16出现故障时也便于拆卸、维修和更换。
四个侧壁任一侧壁上的若干文丘里燃烧器20可以分成沿竖直方向排布的多组燃烧器组件，例如，如图1所示的三组燃烧器组件，包括第一燃烧器组件20a、第二燃烧器组件20b和第三燃烧器组件20c，每组燃烧器组件均可以为单独组装，每组燃烧器组件的顶端和底端均具有修差环。以相邻两侧壁的燃烧器组件为例，例如相邻两侧壁的第二燃烧器组件20b，该两组燃烧器组件分别包括在竖直方向堆叠的若干混合管26以及设置在若干混合管26最顶端和最底端的修差环21，两侧壁最顶端的修差环21的高度设置为相同，两侧壁最底端的修差环21可以根据对应侧壁的混合管26的堆叠高度选择适合的规格尺寸，使得相邻两侧壁的第二燃烧器组件20b的高度相同。其他侧壁的燃烧器组件的结构设置方式与该上述相邻两侧壁的燃烧器组件的结构设置方式相同，使得四个侧壁上的燃烧器组件的高度相同。当一组燃烧器组件的下方还有另一组燃烧器组件时，上一组燃烧器组件最底端的修差环即为下一组燃烧器组件最顶端的修差环，且修差环21的设置还可以使得所述位于下方的另一组燃烧器组件的起始安装高度相同，从而提高火焰对喷效果。
以一个侧壁上的第二燃烧器组件20b为例，第二燃烧器组件20b包括位于该侧壁两侧的第一燃烧单元20d和第二燃烧单元20e，第一燃烧单元20d包括位于左侧的若干混合管26和设置在左侧最底层混合管26底部的修差环21a，第二燃烧单元20e包括位于右侧的若干混合管26和设置在右侧最底层混合管26底部的修差环21b，修差环21a与修差环21b之间连接，本实施例中，修差环21a与修差环21b之间为一体成型，在其他实施例中，修差环21a与修差环21b之间也可以其他方式连接。修差环21a和修差环21b的设置使得该组燃烧器组件的两燃烧单元的高度相同，其他组燃烧器组件的结构设置方式与该第二燃烧器组件20b的结构设置方式相同。当一组燃烧器组件的下方还有另一组燃烧器组件时，修差环的设置还可以使得所述位于下方的另一组燃烧器组件的起始安装高度相同，进一步提高火焰对喷效果。任一侧壁的相邻两混合管26之间、混合管26与修差环21之间以及同一侧壁上横向上相邻的两修差环，例如修差环21a和修差环21b之间均可以通过焊接固定。
修差环21构成防护罩16的一部分，其长度可以设置为大于或等于一侧壁上两混合管26的连接长度之和，使得防护罩16为封闭结构。本实施例中，修差环21的长度设置为大于两混合管26连接长度之和。修差环21的两端分别连接固定至位于对应端的供气管道23上，例如在修差环21的两端面上分别设置一固定片54，修差环21通过固定片54分别连接固定至两端的供气管道23上。
第一燃烧器组件20a位于第一中间横杆70c与第二中间横杆70d之间，第二燃烧器组件20b位于第二中间横杆70d与第三中间横杆70e之间，第三燃烧器组件20c位于第三中间横杆70e与第四中间横杆70f之间。第二中间横杆70d和第三中间横杆70e可以起到增加纵向杆72结构强度的作用，进而增强撬装外框12的结构强度，使得燃烧器与撬装外框12的连接结构更为稳固。
在所示的实施例中，第二中间横杆70d、第三中间横杆70e和第四中间横杆70f分别设置在第一燃烧器组件20a、第二燃烧器组件20b和第三燃烧器组件20c的修差环外侧。通过设置修差环21，可以使得四个侧壁的文丘里燃烧器20的堆叠高度相同，且任一层的文丘里燃烧器20的高度基本相同，可以更好地形成火焰对喷。
所有文丘里燃烧器20均可以固定连接至撬装外框12上。具体而言，所有文丘里燃烧器20均可以固定连接至纵向杆72上。对于三组文丘里燃烧器中的任意一侧面的任意一层的两个文丘里燃烧器20而言，该两个文丘里燃烧器20的两混合管26的位于连接端一侧的固定片54分别连接固定至中间纵向杆72a两侧，两混合管26的位于各自进气端一侧的固定片54分别连接固定至对应的侧边纵向杆72b。例如，将第二片体54b贴靠在对应纵向杆的侧边上，在第二片体54b和对应纵向杆72a的对应位置处设置螺孔，利用螺丝将第二片体54b固定至对应纵向杆72a上，从而实现所有文丘里燃烧器20与撬装外框12之间的连接固定。
综上所述，本申请提供一种能够修正燃烧器组装误差的引射式燃烧装置。在多只沿竖直方向堆叠的文丘里燃烧器之间设置至少一修差环，以将位于该修差环上方的多个文丘里燃烧器连续安装形成的累积误差消除，使得不同侧壁的文丘里燃烧器之间能够相互对应，形成火焰对喷，并且为位于该修差环下方的文丘里燃烧器提供相同的起始安装位置，每个修差环的尺寸可以根据文丘里燃烧器的具体组装需要进行调整，且修差环作为防护罩的一部分，可以采用不锈钢方管。本实用新型利用修差环来消除燃烧器安装形成的累积误差的设计构思巧妙，容易实现，能够极大改善引射式燃烧装置的安装精度及结构强度，从而延长引射式燃烧装置的使用寿命，提高燃烧效率。
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。
