第二讲 管式炉用燃烧器

1、第二讲第二讲 管式炉用燃烧器管式炉用燃烧器 一、对管式炉燃烧器的要求一、对管式炉燃烧器的要求 1 1、燃烧器应与燃料特点相适应、燃烧器应与燃料特点相适应 根据不同燃料，选用不同的燃烧器。根据不同燃料，选用不同的燃烧器。 由于炼油厂和石油化工厂自产燃料油又有由于炼油厂和石油化工厂自产燃料油又有 副产燃料气，因此炼厂和石油化工厂的管副产燃料气，因此炼厂和石油化工厂的管 式炉几乎都采用油式炉几乎都采用油- -气联合燃烧器。气联合燃烧器。 炼油厂管式炉所用的燃料油多半都是高粘炼油厂管式炉所用的燃料油多半都是高粘 度的减压渣油应该选用雾化效果好的油喷度的减压渣油应该选用雾化效果好的油喷 嘴。嘴。 这就是

2、现有这就是现有炼油厂管式炉几乎都选用蒸汽炼油厂管式炉几乎都选用蒸汽 雾化油喷嘴雾化油喷嘴的主要原因。的主要原因。 炼厂重整装置和加氢装置的管式炉炼厂重整装置和加氢装置的管式炉一般使一般使 用本装置的副产气作燃料。用本装置的副产气作燃料。 这些装置的副产气氢含量较高，火焰传播这些装置的副产气氢含量较高，火焰传播 速度快，容易回火，因此这种装置的管式速度快，容易回火，因此这种装置的管式 炉的炉的燃烧器不应选用预混式或半预混式燃燃烧器不应选用预混式或半预混式燃 料气喷嘴，而应采用外混式料气喷嘴，而应采用外混式。 2、燃烧器应满足管式炉的工艺要求、燃烧器应满足管式炉的工艺要求 燃烧器的能量应燃烧器的能

3、量应满足管式炉热负荷要求满足管式炉热负荷要求； 管式炉炉管内，通常都是容易结焦、变质管式炉炉管内，通常都是容易结焦、变质 的油品或溶剂，选用的油品或溶剂，选用燃烧器时要注意不能燃烧器时要注意不能 使炉管局部过热使炉管局部过热。 管式炉操作周期一般都较长，最长可达六管式炉操作周期一般都较长，最长可达六 年以上。其所用年以上。其所用燃烧器也应能长周期运转燃烧器也应能长周期运转。 燃烧器的油喷嘴和气喷嘴均燃烧器的油喷嘴和气喷嘴均应能在不停炉应能在不停炉 的情况下拆下维修，并能方便的安装的情况下拆下维修，并能方便的安装。 燃烧器应与炉型配合燃烧器应与炉型配合 管式炉的炉型与燃烧器是密切相关的。管式炉的

4、炉型与燃烧器是密切相关的。 不同炉型要求不同的燃烧器与之配合。不同炉型要求不同的燃烧器与之配合。 反之一种燃烧器也只适应一种或几种炉型。反之一种燃烧器也只适应一种或几种炉型。 如果燃烧器与炉型不匹配，就会使炉子结如果燃烧器与炉型不匹配，就会使炉子结 构不合理，甚至难以满足工艺要求。构不合理，甚至难以满足工艺要求。 圆筒炉、立式炉、斜顶炉和方箱炉由于炉圆筒炉、立式炉、斜顶炉和方箱炉由于炉 膛较大，一般采用圆柱形火焰的燃烧器，膛较大，一般采用圆柱形火焰的燃烧器， 集中布置在炉底或侧墙上。集中布置在炉底或侧墙上。 但立式炉炉膛高度不高，斜顶炉和方箱但立式炉炉膛高度不高，斜顶炉和方箱 炉炉膛深度有限，

5、因此不宜采用火焰太长炉炉膛深度有限，因此不宜采用火焰太长 的燃烧器。的燃烧器。 对于圆筒炉或立管立式炉，因其炉膛较高，对于圆筒炉或立管立式炉，因其炉膛较高， 宜采用细长火焰的燃烧器。宜采用细长火焰的燃烧器。 采用附墙火焰的立式炉和阶梯炉等需要用采用附墙火焰的立式炉和阶梯炉等需要用 扁平火焰燃烧器。扁平火焰燃烧器。 无焰炉则采用板式或辐射墙式无焰燃烧器。无焰炉则采用板式或辐射墙式无焰燃烧器。 大型化的管式炉需要采用大能量的燃烧器，大型化的管式炉需要采用大能量的燃烧器， 以减少燃烧器的数量便于操作维护和自动以减少燃烧器的数量便于操作维护和自动 控制。控制。 燃烧器应满足节能和环保要求燃烧器应满足节

6、能和环保要求 燃烧器是管式炉的供能设备，应当满足节燃烧器是管式炉的供能设备，应当满足节 约能源的要求。这就要求燃烧器尽可能减约能源的要求。这就要求燃烧器尽可能减 少自身能耗，并在尽可能少的过量空气下少自身能耗，并在尽可能少的过量空气下 达到完全燃烧。达到完全燃烧。 前者主要是降低油喷嘴的汽耗和鼓风机的前者主要是降低油喷嘴的汽耗和鼓风机的 电耗，后者主要是能实现低氧下的完全燃电耗，后者主要是能实现低氧下的完全燃 烧。烧。 燃烧器也是污染源，燃烧产生的燃烧器也是污染源，燃烧产生的SOSO3 3和和NONOx x 会污染大气，会污染大气，SOSO3 3还会造成炉子低温部位的还会造成炉子低温部位的 腐

7、蚀。腐蚀。 为满足环境保护方面的要求，除采用低氧为满足环境保护方面的要求，除采用低氧 燃烧外，还应控制空气预热温度、燃烧温燃烧外，还应控制空气预热温度、燃烧温 度采用低度采用低NONOx x燃烧器。燃烧器。 燃烧器还应降低噪声，以减少噪声污染。燃烧器还应降低噪声，以减少噪声污染。 二、油二、油-气联合燃烧器气联合燃烧器 油气联合燃烧器是管式炉上用得最多的燃油气联合燃烧器是管式炉上用得最多的燃 烧器。它设置有油喷嘴和燃料气喷嘴，能烧器。它设置有油喷嘴和燃料气喷嘴，能 单独烧油或单独烧燃料气，也可油气混烧。单独烧油或单独烧燃料气，也可油气混烧。 当油气混烧时，要求油气总的发热量不大当油气混烧时，要

8、求油气总的发热量不大 于燃烧器允许的最大发热量，以免因空气于燃烧器允许的最大发热量，以免因空气 供应不足而产生不完全燃烧。供应不足而产生不完全燃烧。 油气外混式，适用于烧炼厂气油气外混式，适用于烧炼厂气-联合燃烧器联合燃烧器 大都采用蒸汽雾化油喷嘴，适用于烧减压大都采用蒸汽雾化油喷嘴，适用于烧减压 渣油，常压重油、裂化残油等重重质燃料渣油，常压重油、裂化残油等重重质燃料 油，也适用于烧蜡油等较轻的油品。油，也适用于烧蜡油等较轻的油品。 燃料气喷嘴大都采用外混式，适用于烧炼燃料气喷嘴大都采用外混式，适用于烧炼 厂气及各种炼油及石油化工装置的副产气。厂气及各种炼油及石油化工装置的副产气。 管式炉常

9、用的油气联合燃烧器已经从管式炉常用的油气联合燃烧器已经从型型 发展到发展到型。型。 型用于老式的斜顶炉，型用于老式的斜顶炉，型是老立式炉型是老立式炉 用的，这两种燃烧器目前已不再使用。用的，这两种燃烧器目前已不再使用。 型燃烧器在自然通风的管式炉上现在仍型燃烧器在自然通风的管式炉上现在仍 在使用；在使用； 型和型和型是开发型是开发型产品时的过渡产品。型产品时的过渡产品。 型油气燃烧器型油气燃烧器 型油气联合燃烧器是管式炉上曾经用得型油气联合燃烧器是管式炉上曾经用得 比较普遍的自然通风燃烧器。比较普遍的自然通风燃烧器。 它由内混式喷油嘴、多头外混式燃料气喷它由内混式喷油嘴、多头外混式燃料气喷 嘴

10、、滑动风门及火道组成。嘴、滑动风门及火道组成。 可以单独烧油、单独烧气，也可以油气混可以单独烧油、单独烧气，也可以油气混 烧。烧。 它适用的燃料范围较广，从蜡油到重质减它适用的燃料范围较广，从蜡油到重质减 压渣油、裂化残油都能得到良好的燃烧。压渣油、裂化残油都能得到良好的燃烧。 为了适应管式炉消声和因采用各种节能措为了适应管式炉消声和因采用各种节能措 施而使用热风的需要，在广泛使用的施而使用热风的需要，在广泛使用的型型 燃烧器的基础上，发展了较为完善的燃烧器的基础上，发展了较为完善的型型 油气联合燃烧器。油气联合燃烧器。 型系列燃烧器的油喷嘴，除连接方式改型系列燃烧器的油喷嘴，除连接方式改 为

11、便于装拆和对中的结构外，其余几乎与为便于装拆和对中的结构外，其余几乎与 型的完全相同。型的完全相同。 型油气联合燃烧器型油气联合燃烧器 型油气型油气 联合燃烧器联合燃烧器 型油气联合燃烧器型油气联合燃烧器 型油气联合燃烧器是在型油气联合燃烧器是在型燃烧器的基型燃烧器的基 础上改进而设计的。础上改进而设计的。 -B型燃烧器结构如图所示。相对于型燃烧器结构如图所示。相对于型型 燃烧器，主要改进如下。燃烧器，主要改进如下。 油喷嘴混合室内增加了一个乳化器，即改油喷嘴混合室内增加了一个乳化器，即改 善雾化效果，又降低了雾化蒸汽的耗量。善雾化效果，又降低了雾化蒸汽的耗量。 增加了一个可以与油喷嘴互换位置

12、的中心增加了一个可以与油喷嘴互换位置的中心 燃料气喷嘴，在单独烧气时，燃料气和空燃料气喷嘴，在单独烧气时，燃料气和空 气均分成两级供应，即降低了燃烧产物中气均分成两级供应，即降低了燃烧产物中 的的NONOx x，又可使火焰形成稳定的塔柏树型。，又可使火焰形成稳定的塔柏树型。 独立隔声箱下底板外边沿改成单层钢板，独立隔声箱下底板外边沿改成单层钢板， 以便在燃烧器布置特别紧凑时切割掉局部以便在燃烧器布置特别紧凑时切割掉局部 边沿。边沿。 在连接结构上也做了一些小改进，例如油在连接结构上也做了一些小改进，例如油 喷嘴的油、汽和中心燃料气喷嘴均采用金喷嘴的油、汽和中心燃料气喷嘴均采用金 属软管连接，以

13、便它们的拆卸和互换。属软管连接，以便它们的拆卸和互换。 三、燃料气燃烧器三、燃料气燃烧器 炼油厂的焦化炉、加氢炉、制氢炉、合成炼油厂的焦化炉、加氢炉、制氢炉、合成 氨一段转化炉和乙烯裂解炉等管式炉上，氨一段转化炉和乙烯裂解炉等管式炉上， 通常使用单独的通常使用单独的 燃料气燃烧器，并且几乎燃料气燃烧器，并且几乎 都是无焰燃烧器和小能量的预混式或半预都是无焰燃烧器和小能量的预混式或半预 混式燃烧器。混式燃烧器。 另外有些炼油和石油化工装置，有压力极另外有些炼油和石油化工装置，有压力极 低的副产气，例如炼油厂的常减压蒸馏装低的副产气，例如炼油厂的常减压蒸馏装 置中，蒸发塔顶、常压塔顶和减压塔顶均置

14、中，蒸发塔顶、常压塔顶和减压塔顶均 有这种低压气体。有这种低压气体。 从前它们是放空的即污染了环境也浪费了从前它们是放空的即污染了环境也浪费了 能源。能源。 现在这些低压气都是用专门的低压气体燃现在这些低压气都是用专门的低压气体燃 烧器回收作为管式炉辅助燃料。烧器回收作为管式炉辅助燃料。 1 1、无焰燃烧器、无焰燃烧器 管式炉用的无焰燃烧器，一般都由引射式管式炉用的无焰燃烧器，一般都由引射式 气体燃料喷嘴和燃烧道或辐射墙组成。气体燃料喷嘴和燃烧道或辐射墙组成。 它具有一个引射器，燃料气从喷孔高速喷它具有一个引射器，燃料气从喷孔高速喷 出，将空气吸入，在引射器的混合段两者出，将空气吸入，在引射器

15、的混合段两者 充分混合并经扩张段升高静压后通过火孔充分混合并经扩张段升高静压后通过火孔 进入燃烧道或在炉膛内附墙燃烧。进入燃烧道或在炉膛内附墙燃烧。 辐射墙式无焰燃烧器辐射墙式无焰燃烧器 板式无焰燃烧器板式无焰燃烧器 2、顶烧炉用半预混气体燃烧器、顶烧炉用半预混气体燃烧器 半预混式燃烧器用于顶烧制氢炉和一段炉。半预混式燃烧器用于顶烧制氢炉和一段炉。 它以天然气或炼厂气为燃料，燃料气从许它以天然气或炼厂气为燃料，燃料气从许 多小孔高速喷出，引射一次空气形成预混多小孔高速喷出，引射一次空气形成预混 气体。气体。 预混气体的主流从头部的渐缩管中流出与预混气体的主流从头部的渐缩管中流出与 二次空气混合

16、进入燃烧道和炉膛。二次空气混合进入燃烧道和炉膛。 3、制氢炉用制氢炉用PSAPSA尾气燃烧器尾气燃烧器 变压吸附制氢装置的释放气（变压吸附制氢装置的释放气（PSAPSA尾气）压尾气）压 力和热值较低，但释放量很大。力和热值较低，但释放量很大。 将这些尾气用作燃料，是制氢装置降低能将这些尾气用作燃料，是制氢装置降低能 耗的关键。耗的关键。 它设置有它设置有PSAPSA尾气入口及喷头，高压燃料气尾气入口及喷头，高压燃料气 入口及喷头；入口及喷头； 制氢炉顶烧燃烧器制氢炉顶烧燃烧器 一次风及二次风口，一次风引射器和燃烧一次风及二次风口，一次风引射器和燃烧 道等。道等。 它可以单烧尾气、单烧高压气、也可以两它可以单烧尾气、单烧高压气、也可以两 种气体混烧。种气体混烧。 例如开工时没有尾气想，需全部烧高压燃例如开工时没有尾气想，需全部烧高压燃 料气；料气； PSAPSA尾气足够时，全部烧尾气；尾气足够时，全部烧尾气； 当当PSAPSA尾气不