[发明专利]天然气加热炉烧嘴冷却保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷却装置，尤其是一种天然气加热炉烧嘴冷却保护装置。

背景技术

烧嘴冷却保护装置是天然气加热炉的必要设备。由于炉膛内部始终处于高温状态，若烧嘴冷却不当，很容易出现过热变形，甚至烧化的现象。因此在天然气加热炉使用完毕后，需要对烧嘴进行冷却。

目前，天然气加热炉烧嘴的冷却保护还是采用传统的装置，即要靠大功率的鼓风机，通过氧气供给管道向烧嘴内吹入大量的空气，从而达到烧嘴冷却的目的。

采用这样的冷却保护装置，烧嘴从1300℃冷却至300℃至少需要8小时，耗时长、冷却效率较低，同时无形地造成了电力资源的浪费，而且鼓风机工作时会产生大量的噪音污染。

更主要的是，这样的冷却保护装置，烧嘴的冷却效果差，由于烧嘴自身的形状特征，普通送风管道往往是将直线运动的气流直接吹响烧嘴的迎风面，而无法均匀的分布在烧嘴整个外表面，这也就使得烧嘴的迎风面冷却速度更快，而背风面及顶面、侧面等区域则需要等到冷却气流被迎风面阻挡扩散后，才能进行冷却，存在一定的延迟，而这也造成烧嘴迎风面和背风面及其他面的冷却不均，也易造成烧嘴的变形，降低烧嘴冷却效果，会直接导致烧嘴的使用寿命减少，增加了设备的维护成本。

发明内容

本发明的目的之一是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种天然气加热炉烧嘴冷却保护装置；本发明的另一目的是通过分配器合理分配气流，在天然气加热炉加热过程中，使氧气与天然气充分混合，提高天然气燃料的使用效率。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种天然气加热炉烧嘴冷却保护装置，包括天然气加热炉以及设置在其顶部的三通烧嘴，所述三通烧嘴与天然气供给系统及氧气供给系统连通，所述氧气供给系统包括氧气输送管以及间隙设置在其上的第一手动控制阀和气流分配系统，所述气流分配系统用于调节气流的流向和流量，且其位于所述氧气输送管的出风口处；所述氧气输送管与一冷却气流供给系统连通，且它们的连接部位于所述第一手动控制阀和气流分配系统之间；所述冷却气流供给系统与天然气加热炉内的温度检测装置电性连接并根据其采集的信号自动关闭。

优选的，所述的天然气加热炉烧嘴冷却保护装置，其中：所述气流分配系统包括可调节气流流速的气流加速装置以及与其配接的分配器。

优选的，所述的天然气加热炉烧嘴冷却保护装置，其中：所述气流加速装置控制气流以20-50m/sec的速度输出。

优选的，所述的天然气加热炉烧嘴冷却保护装置，其中：所述分配器包括与所述氧气输送管管径相同的本体，所述本体内设置有至少四个分隔片并形成至少五条不同流向和不同体积的弧形流体通道。

优选的，所述的天然气加热炉烧嘴冷却保护装置，其中：所述本体为圆柱体或长方体，其内设置有第一尺寸的第一分隔片，所述第一分隔片与所述本体内壁围合成向上弯曲的第一气流通道；所述第一分隔片上对称架设有第二尺寸的第二分隔片和第三分隔片，所述第二分隔片和第三分隔片分别与所述本体及第一分隔片配合形成向所述三通烧嘴第一侧弯曲的第二气流通道和向所述三通烧嘴第二侧弯曲的第三气流通道；所述第二分隔片和第三分隔片上架设有第三尺寸的第四分隔片，所述第四分隔片与所述第二分隔片、第三分隔片及本体内壁形成向下弯曲的第四气流通道；四个所述分隔片围合成喇叭状的第五气流通道；所述第一气流通道的体积>第二气流通道的体积=第三气流通道的体积=第四气流通道的体积>第五气流通道的体积。

优选的，所述的天然气加热炉烧嘴冷却保护装置，其中：所述第一气流通道的体积占所述本体体积的2/7,所述第五气流通道的体积占所述本体体积的1/7。

优选的，所述的天然气加热炉烧嘴冷却保护装置，其中：所述分隔片的第一端均延伸到所述本体外，其延伸段的长度a满足如下公式：a=nb,其中n为常数,取值0.1-0.3,b为所述三通烧嘴Z轴方向气流通道宽度；所述第一分隔片和第四分割片的延伸段弧度在30°-60°之间，且其与所述三通烧嘴X轴方向气流通道宽度成正比例；所述第二分隔片和第三分隔片的弧度在30°-45°之间。

优选的，所述的天然气加热炉烧嘴冷却保护装置，其中：所述冷却气流供给系统包括压缩气源及冷却气流通道，所述冷却气流通道包括连接成通路的第二手动控制阀、电磁阀及柔性管，所述电磁阀与所述温度检测装置电性连接并在其控制下自动关闭。

优选的，所述的天然气加热炉烧嘴冷却保护装置，其中：所述压缩气源的冷却气源是空气、惰性气体或两者按照指定比例混合而成的混合气。