本實(shí)用新型涉及石油化工設(shè)備，更具體地涉及用于石油化工設(shè)備中的開工爐。

背景技術(shù)：

有些石化設(shè)備，例如煉油催化裂化裝置和流化床甲醇制烯烴裝置，在開工時(shí)需要將再生器床層內(nèi)的催化劑溫度加熱到600℃左右，以便送入反應(yīng)器內(nèi)與原料進(jìn)行反應(yīng)；在首次開工時(shí)還需要將襯里施工完畢的反應(yīng)器、再生器溫度升高，將襯里烘干。

目前，通常采用輔助燃燒室或熱風(fēng)爐(也稱為“開工爐”)為這樣的設(shè)備提供熱量。輔助燃燒室串聯(lián)于主風(fēng)管道上。一般的輔助燃燒室包括集成在同一爐體中的一次風(fēng)道、二次風(fēng)道、燃燒器、燃燒室、混合室及混合氣體出口。其中燃燒室內(nèi)置于爐體前段，爐體后段為混合室。風(fēng)道設(shè)置在爐體的外層中，爐體內(nèi)設(shè)置隔板將風(fēng)道分為一次風(fēng)通道和二次風(fēng)通道。一次風(fēng)(助燃風(fēng))經(jīng)由燃燒器進(jìn)入燃燒室進(jìn)行過氧燃燒，二次風(fēng)(混兌風(fēng))在圍繞燃燒室形成的環(huán)形間隙中流過，在爐體后半部混合室與熱煙氣混合，然后從混合室排出，進(jìn)入例如反應(yīng)器或再生器。這種輔助燃燒室開工爐為了保證燃料燃燒完全，燃燒室較長(zhǎng)；同時(shí)為取得較好的煙氣和主風(fēng)混合效果，混合段體積也相應(yīng)較大。

這種結(jié)構(gòu)的不足之處是由于一次風(fēng)道和二次風(fēng)道都集成在爐體中，輔助燃燒室體積較大，而且主風(fēng)機(jī)來的管線多，占現(xiàn)場(chǎng)空間大。另外，輔助燃燒室僅在開工階段使用，操作正常以后不再使用，然而工藝主風(fēng)仍然沿爐體中的流道流通，壓降較高，使主風(fēng)機(jī)出口壓力增加，消耗能量增加。

專利號(hào)CN104277862A,CN201447459U的中國(guó)專利公開的方案，采用的輔助燃燒室方案和目前常用的輔助燃燒室基本相同，包括集成在同一爐體中的一次風(fēng)道、二次風(fēng)道、燃燒器、燃燒室、和混合室。其不同之處在于，采用不同的手段設(shè)置了旁通管路，達(dá)到正常操作階段不啟用輔助燃燒室時(shí)，使主風(fēng)通過旁通管路進(jìn)入再生器，實(shí)現(xiàn)低壓降。然而，其同樣存在缺點(diǎn)，即輔助燃燒室體積較大，管線復(fù)雜，閥門多，現(xiàn)場(chǎng)占據(jù)空間大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的發(fā)明人針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出了一種體積小、能耗低的開工爐。

根據(jù)本實(shí)用新型，提供了一種開工爐，其包括：燃燒器，其具有燃料氣入口和助燃風(fēng)入口；燃燒室，其第一端與所述燃燒器的后端連接，用于接收來自所述燃料氣入口的燃料氣和來自所述助燃風(fēng)入口的助燃空氣并容納它們?cè)谄渲腥紵?，燃燒產(chǎn)生的煙氣從所述燃燒室的第二端排出；助燃風(fēng)管道，其一端連接至所述燃燒器的助燃風(fēng)入口以向燃燒器提供燃料氣燃燒所需的助燃空氣；和主風(fēng)管道，其具有主風(fēng)入口和主風(fēng)出口，并設(shè)置有主風(fēng)調(diào)節(jié)閥，其中，所述助燃風(fēng)管道的另一端在主風(fēng)管道上的位于所述主風(fēng)調(diào)節(jié)閥上游的第一位置處連接至主風(fēng)管道；并且所述主風(fēng)管道在其位于所述主風(fēng)調(diào)節(jié)閥下游的第二位置處與所述燃燒室的第二端連通，以便來自燃燒室的煙氣與來自主風(fēng)入口的空氣進(jìn)行混兌。

所述助燃風(fēng)管道優(yōu)選設(shè)置有助燃風(fēng)調(diào)節(jié)閥。

在一些實(shí)施例中，所述燃燒室的第二端可以具有排煙管道，該排煙管道在所述第二位置連接至主風(fēng)管道，使得來自燃燒室的煙氣與來自主風(fēng)入口的空氣在主風(fēng)管道中發(fā)生混兌，所述主風(fēng)管道的位于所述第一位置和第二位置之間的管段與所述排煙管道大致垂直。

所述排煙管道可以沿所述燃燒器和燃燒室的軸向布置；并且所述助燃風(fēng)管道的至少一部分可以平行于所述燃燒器和燃燒室的軸向的延伸。

優(yōu)選，所述助燃風(fēng)管道的所述至少一部分上設(shè)置有助燃膨脹節(jié)。

所述排煙管道可以垂直于所述燃燒器和燃燒室的軸向布置；并且所述主風(fēng)管道的位于所述第一位置和第二位置之間的管段可以平行于所述燃燒器和燃燒室的軸向布置。

優(yōu)選，所述主風(fēng)管道的位于所述第一位置和第二位置之間的管段上設(shè)置有主風(fēng)膨脹節(jié)。

在另一些實(shí)施例中，所述主風(fēng)管道可以包括主風(fēng)管道入口段和主風(fēng)管道出口段，所述主風(fēng)調(diào)節(jié)閥位于所述主風(fēng)管道入口段；所述開工爐還包括連接在所述主風(fēng)管道入口段和主風(fēng)管道出口段之間的混合室；并且所述燃燒室的第二端與所述混合室連接，從而與主風(fēng)管道連通。

優(yōu)選，所述燃燒室的直徑與所述混合室的直徑的比例為4:5～6:7。

根據(jù)本實(shí)用新型的開工爐，可以至少部分地實(shí)現(xiàn)以下技術(shù)效果：

1、改變了現(xiàn)有的輔助燃燒室一次風(fēng)、二次風(fēng)均進(jìn)入輔助燃燒室，二次風(fēng)必須通過燃燒室與爐體殼體的環(huán)形間隙到達(dá)后端混合室與煙氣混合的結(jié)構(gòu)，即改變了現(xiàn)有的輔助燃燒室串聯(lián)于主風(fēng)管道的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本實(shí)用新型的開工爐中，助燃風(fēng)管道、燃燒器和燃燒室均并聯(lián)于主風(fēng)管道，尤其在開工后正常操作的工況下，具有壓降低、節(jié)能的特點(diǎn)。

2、同樣熱負(fù)荷下，根據(jù)本實(shí)用新型的開工爐的最大直徑小，整體體積小，管線簡(jiǎn)潔節(jié)省空間。

3、摒棄了現(xiàn)有的輔助燃燒室中二次風(fēng)(混兌風(fēng))直接進(jìn)入輔助燃燒室的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本實(shí)用新型的開工爐在開工及烘爐階段，混兌風(fēng)不進(jìn)入燃燒區(qū)，保證燃料燃燒完全后再和主風(fēng)混合，避免了混兌風(fēng)對(duì)燃燒的影響，燃燒效果好，燃料利用率高，不會(huì)出現(xiàn)尾燃、閃爆等事故，可靠性高。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例一的開工爐的示意圖；

圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例二的開工爐的示意圖；和

圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例三的開工爐的示意圖。

附圖標(biāo)記說明

1-燃燒器；2-燃料氣入口；3-助燃風(fēng)入口；4-燃燒室；5-助燃風(fēng)管道；6-主風(fēng)管道；7-主風(fēng)入口；8-主風(fēng)調(diào)節(jié)閥/主風(fēng)調(diào)節(jié)蝶閥；9-排煙管道；10-助燃膨脹節(jié)；11-主風(fēng)膨脹節(jié)；12-主風(fēng)管道入口段；13-主風(fēng)管道出口段；14-混合室；15-助燃風(fēng)調(diào)節(jié)閥/助燃風(fēng)調(diào)節(jié)蝶閥；16-支座；17-主風(fēng)出口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋相關(guān)實(shí)用新型，而非對(duì)該實(shí)用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與實(shí)用新型相關(guān)的部分。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本申請(qǐng)。

圖1-3分別示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例一至三的開工爐，如圖所示，所述開工爐主要包括：燃燒器1、燃燒室4、助燃風(fēng)管道5和主風(fēng)管道6。

其中，燃燒器1具有燃料氣入口2和助燃風(fēng)入口3。

燃燒室4的第一端與燃燒器1的后端連接，用于接收來自燃料氣入口2的燃料氣和來自助燃風(fēng)入口3的助燃空氣并容納它們?cè)谄渲腥紵?，燃燒產(chǎn)生的煙氣從燃燒室的第二端排出。燃燒室4可以為筒形結(jié)構(gòu)，其材料可以為耐熱金屬或金屬與非金屬耐火材料構(gòu)成的復(fù)合體，優(yōu)選金屬材料內(nèi)襯非金屬耐火材料構(gòu)成的復(fù)合體。

助燃風(fēng)管道5的一端連接至燃燒器1的助燃風(fēng)入口3以向燃燒器1提供燃料氣燃燒所需的助燃空氣。

主風(fēng)管道6具有主風(fēng)入口7和主風(fēng)出口17并設(shè)置有主風(fēng)調(diào)節(jié)閥8。主風(fēng)調(diào)節(jié)閥例如可以為蝶閥。助燃風(fēng)管道5的另一端在位于主風(fēng)調(diào)節(jié)閥8上游的第一位置連接至主風(fēng)管道，燃燒室4的第二端在位于主風(fēng)調(diào)節(jié)閥8下游的第二位置與主風(fēng)管道6連通，以便來自燃燒室4的煙氣與來自主風(fēng)入口7的空氣進(jìn)行混兌。這里“連通”并不限于裝置結(jié)構(gòu)直接連接而實(shí)現(xiàn)連通的情況，也意圖覆蓋通過中間結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)連通的情況。

可以看到，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的開工爐中，助燃風(fēng)的流道(包括助燃風(fēng)管道、燃燒器和燃燒室)分別在第一位置和第二位置與主風(fēng)管道連通，從而與主風(fēng)管道形成并聯(lián)關(guān)系。

在開工或烘爐工況下，與燃燒室排出的煙氣進(jìn)行混兌所需的混兌風(fēng)由主風(fēng)管道提供；在正常運(yùn)行的工況下，主風(fēng)管道用于提供給下游設(shè)備(例如再生器)的空氣。主風(fēng)管道中設(shè)置的主風(fēng)調(diào)節(jié)閥即可完成風(fēng)量在主風(fēng)管道和助燃風(fēng)管道之間的分配，使得管線簡(jiǎn)單，閥門少，易控制。

根據(jù)本實(shí)用新型的開工爐由于采用了上述并聯(lián)結(jié)構(gòu)，尤其在開工后正常操作的工況下，具有壓降低、節(jié)能的特點(diǎn)。

此外，由于爐體無需布置用于混兌風(fēng)的夾套式環(huán)形通道，所以根據(jù)本實(shí)用新型的開工爐的最大直徑小，整體體積小，管線簡(jiǎn)潔，節(jié)省空間。

此外，根據(jù)本實(shí)用新型的開工爐在開工及烘爐階段，混兌風(fēng)不進(jìn)入燃燒區(qū)，保證燃料燃燒完全后再和主風(fēng)混合，避免了混兌風(fēng)對(duì)燃燒的影響，燃燒效果好，燃料利用率高，不會(huì)出現(xiàn)尾燃、閃爆等事故，可靠性高。

以下結(jié)合圖1介紹根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例一的開工爐100。如圖1所示，燃燒室4的第二端可以具有排煙管道9，該排煙管道9在所述第二位置連接至主風(fēng)管道6，使得來自燃燒室的煙氣與來自主風(fēng)入口的空氣在主風(fēng)管道中發(fā)生混兌。排煙管道9接入主風(fēng)管道6內(nèi)的主風(fēng)調(diào)節(jié)閥8與主風(fēng)出口17之間。排煙管道9接入主風(fēng)管道6之后的主風(fēng)管道6管段提供了高溫?zé)煔夂椭黠L(fēng)混兌的空間。

主風(fēng)管道6的位于第一位置和第二位置之間的管段可以與排煙管道9大致垂直，這樣有利于煙氣與混兌空氣的快速、充分混合。

本實(shí)施例中，排煙管道9沿燃燒器1和燃燒室4的軸向布置，助燃風(fēng)管道5的與主風(fēng)管道6連接的一部分平行于燃燒器1和燃燒室4的軸向的延伸。

如圖1所示，助燃風(fēng)管道5內(nèi)可以設(shè)置助燃風(fēng)調(diào)節(jié)閥15，例如蝶閥，以調(diào)節(jié)進(jìn)入燃燒器1的風(fēng)量。

在既設(shè)置有主風(fēng)調(diào)節(jié)閥8和助燃風(fēng)調(diào)節(jié)閥15的情況下，開工階段或烘爐階段，燃料通過燃料氣入口2進(jìn)入燃燒器1，可以同時(shí)打開助燃風(fēng)調(diào)節(jié)閥15(例如為蝶閥)和主風(fēng)調(diào)節(jié)閥8(例如為蝶閥)，調(diào)節(jié)合適風(fēng)量進(jìn)入燃燒器1以與燃料混合，點(diǎn)燃后進(jìn)入燃燒室4充分燃燒，燃燒后的例如900℃左右的高溫?zé)煔馔ㄟ^排煙管道9流出進(jìn)入主風(fēng)管道6，與主風(fēng)入口7過來的空氣(主風(fēng))進(jìn)行混合，混合至所需溫度(例如600-700℃左右)從主風(fēng)出口流出進(jìn)入下游設(shè)備，例如再生器。

裝置開工完成后，正常操作工況，不再需要補(bǔ)充熱量，此時(shí)可以切斷燃料，關(guān)閉助燃風(fēng)調(diào)節(jié)閥15，開工爐助燃風(fēng)流道切出裝置。主風(fēng)管道調(diào)節(jié)蝶閥8可以全開，空氣通過主風(fēng)管道6進(jìn)入下游設(shè)備。

或者，可以切斷燃料后，將助燃風(fēng)調(diào)節(jié)閥15全開，部分主風(fēng)進(jìn)入開工爐助燃風(fēng)流道后，通過排煙管道9接入主風(fēng)管道6。這樣，助燃風(fēng)流道作為主風(fēng)管道6的局部并聯(lián)通道，能夠降低主風(fēng)管道6局部管段流速，降低壓降。在這種情況下，助燃風(fēng)調(diào)節(jié)閥實(shí)際上可以省略。

助燃風(fēng)管道5上還可根據(jù)管道實(shí)際需要設(shè)置膨脹節(jié)10，以適應(yīng)管道的熱脹冷縮。在圖1所示開工爐100中，膨脹節(jié)10設(shè)置在平行于燃燒器1和燃燒室4的軸向的部分上。由于這一部分的助燃風(fēng)管道長(zhǎng)度較大，相應(yīng)地?zé)崦浝淇s的幅度也更大，所以這種設(shè)置是有利的。

如圖所示，燃燒器1和燃燒室4下部可以設(shè)置有支座16。

圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例二的開工爐200。開工爐200的結(jié)構(gòu)與根據(jù)實(shí)施例一的開工爐100的結(jié)構(gòu)基本上相同，不同之處在于：開工爐200中，排煙管道9垂直于燃燒器1和燃燒室4的軸向布置，主風(fēng)管道6的位于所述第一位置和第二位置之間的管段平行于燃燒器1和燃燒室4的軸向布置。

實(shí)施例一與實(shí)施例二中，排煙管道9接入主風(fēng)管道6之后的主風(fēng)管道6管段均提供了高溫?zé)煔夂椭黠L(fēng)混兌的空間。這省略了對(duì)專門的混合室的需要，使得結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單。而且，由于無需提供混合室，所以燃燒室可以有更加充分的長(zhǎng)度空間，有利于燃料充分燃燒，并保證燃燒的穩(wěn)定可靠。

類似于開工爐100，在開工爐200的助燃風(fēng)管道5中也可以設(shè)置助燃風(fēng)調(diào)節(jié)閥15。

另外，主風(fēng)管道6的位于所述第一位置和第二位置之間的管段上可以設(shè)置有主風(fēng)膨脹節(jié)11。由于這一管段延伸了較長(zhǎng)長(zhǎng)度，因此主風(fēng)膨脹節(jié)11的設(shè)置有利于避免熱脹冷縮帶來的破壞。

以下結(jié)合圖3介紹根據(jù)本實(shí)用新型的開工爐300。如圖所示，開工爐300中，主風(fēng)管道6包括主風(fēng)管道入口段12和主風(fēng)管道出口段13，主風(fēng)調(diào)節(jié)閥8位于主風(fēng)管道入口段12中。開工爐300還包括連接在所述主風(fēng)管道入口段12和主風(fēng)管道出口段13之間的混合室14；并且燃燒室4的第二端與混合室14連接，從而實(shí)現(xiàn)與主風(fēng)管道6的連通。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例三的開工爐，由于設(shè)置了專門的混合室，緩解了煙氣與主風(fēng)的混兌時(shí)氣體膨脹產(chǎn)生的壓力，提高了裝置的可靠性。此外，相比于現(xiàn)有的將燃燒室和混合室集成在一個(gè)爐體中的結(jié)構(gòu)，根據(jù)實(shí)施例三的開工爐的燃燒室和混合室可以分別以不同的爐體來實(shí)現(xiàn)，這樣便于制造和組裝，并有利于保證燃燒室的長(zhǎng)度，從而提高燃燒的充分性和穩(wěn)定可靠性。

開工爐300中，燃燒室4的直徑與混合室14的直徑的比例可以為為例如4:5～6:7。

以上描述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例以及對(duì)所運(yùn)用技術(shù)原理的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本申請(qǐng)中所涉及的實(shí)用新型范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時(shí)也應(yīng)涵蓋在不脫離所述發(fā)明構(gòu)思的情況下，由上述技術(shù)特征或其等同特征進(jìn)行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請(qǐng)中公開的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征進(jìn)行互相替換而形成的技術(shù)方案。