CN102865577A

CN102865577A - 两级蓄热式燃烧器

Info

Publication number: CN102865577A
Application number: CN2012103930802A
Authority: CN
Inventors: 温向阳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2013-01-09

Abstract

一种两级蓄热式燃烧器由两个燃烧单元构成，每个燃烧单元设有空气蓄热室、煤气蓄热室，在蓄热室里安装一级蓄热体，蓄热室同内混合燃烧室连通，内混合燃烧室前端设有二级蓄热体，二级蓄热体前面是加热室，空气、煤气蓄热室通过管道同换向阀相连。在两级蓄热式燃烧器工作时，通过换向阀的周期性换向，两侧的燃烧单元在燃烧、排烟两种状态下交替转换，二级蓄热体、内混合燃烧室始终处于高温状态。

Description

两级蓄热式燃烧器

技术领域

本发明涉及一种蓄热式燃烧器，特别是涉及一种两级蓄热式燃烧器。

背景技术

蓄热式燃烧器燃烧单元成对配置，燃烧、排烟交替换向进行，可以将空气、煤气预热到接近烟气的温度，从蓄热式燃烧器排出的烟气温度一般略高于烟气的露点温度。因此，蓄热式燃烧器应用广泛，目前该种燃烧器主要被应用在两个方面，一是应用在各种高温加热炉上，无论是空气单蓄热还是空气、煤气双蓄热，都是为了降低排烟温度，最大限度的回收烟气余热，这种炉温一般高于950℃；二是应用在低热值燃料的稳定燃烧、提高火焰温度上，蓄热式燃烧器的空气、煤气预热温度很高，接近进入蓄热室的烟气温度，预热后的空气、煤气自身携带较高的物理热进入混合燃烧空间，实现了低热值煤气的稳定燃烧并提高了火焰温度，例如热值700kcl/Nm3的高炉煤气，通过蓄热式燃烧器，已经成功在各种轧钢加热炉上应用。

由于蓄热式燃烧器定期换向燃烧，为了保证每次换向完成后的重新燃烧稳定可靠，炉温不能低于燃料的自燃温度，因此目前蓄热式燃烧器主要应用于炉温高于950℃的各种炉子，各种低温退火炉、加热炉仍然使用传统的燃烧技术，排烟温度较高、能耗高。使用蓄热式燃烧技术可以使部分低热值煤气稳定燃烧，但其空气、煤气混合燃烧仍然是在自由空间里完成的，所以对于超低热值的煤气来说存在着燃烧稳定性差、燃烧温度低等问题，制约着超低热值煤气的有价值利用。

为将蓄热式燃烧技术应用到炉温低于800℃的各种退火炉、加热炉上，同时也为使超低热值煤气在无其它热源前提下稳定燃烧并提高其火焰温度，使超低热值煤气达到高热值煤气的燃烧效果，有必要开发新型的蓄热式燃烧系统来满足上述新的技术要求。

发明内容

本发明所提供的两级蓄热式燃烧器，可以将蓄热式燃烧技术应用到炉温低于800℃的各种退火炉、加热炉上，也可使超低热值煤气在无其它热源前提下稳定燃烧，获得高的火焰温度。

本发明的技术方案是：一组两级蓄热式燃烧器由两个燃烧单元构成，每个燃烧单元由外墙、蓄热室、一级蓄热体、内混合燃烧室、二级蓄热体、加热室、管道、换向阀组成。

在两级蓄热式燃烧器的每个燃烧单元外墙里设置有空气蓄热室、煤气蓄热室，在蓄热室里安装一级蓄热体，蓄热室同内混合燃烧室连通，内混合燃烧室前端设有二级蓄热体，二级蓄热体前面是加热室。空气、煤气蓄热室通过管道同换向阀相连。

在两级蓄热式燃烧器工作时，两侧的燃烧单元分别处在两种状态。当一侧的燃烧单元处于燃烧工作状态时，此侧空气、煤气管道开通，冷空气、冷煤气通过蓄热室里面炽热的一级蓄热体，被预热为高温空气、高温煤气在内混合燃烧室内混合燃烧，燃烧产生的高温烟气或混合气体经过二级蓄热体后进入加热室。另一侧燃烧单元的蓄热室一定处于排烟蓄热状态，此侧排烟管道打开，燃烧产生的高温烟气首先流经二级蓄热体温度升高，然后进入内混合燃烧室，到达另一侧的蓄热室，然后通过该侧的蓄热室里面的一级蓄热体，将所带热量留在该侧的蓄热体后，烟气温度降到120℃以下，经换向阀后由排烟口排出。1～3分钟后，两侧的燃烧单元工作状态互换。

实际应用中两级蓄热式燃烧器可以是空气、煤气双蓄热，也可以是空气、煤气其中的一种气体蓄热，在两级蓄热式燃烧器使用高热值煤气为燃料时，只蓄热空气。

在两级蓄热式燃烧器工作时，二级蓄热体具有燃烧混合气体和热量缓冲作用，内混合燃烧室、二级蓄热体始终处于高温状态，即使加热室温度低于800℃，蓄热式燃烧系统也可稳定工作。一级蓄热体可以将空气、煤气预热到接近内混合燃烧室的温度，两种气体均在高温状态下在内混合燃烧室混合燃烧，当内混合燃烧室空间较大时，燃烧产生的烟气经过二级蓄热体进入加热室；在内混合燃烧室空间较小时，没有燃烧的混合气体在二级蓄热体中的多孔介质中燃烧，产生的部分热量在二级蓄热体内积存，在排烟时此部分热量起到稳定内混合燃烧室温度的作用，保证二级蓄热体和内混合燃烧室一直处于高温状态。二级蓄热体中的多孔介质具有较强的导热能力和辐射能力，所以能显著增强火焰中的传热传质过程，混合气在多孔介质中燃烧可大幅度提高燃烧速率，显著增强火焰的稳定性，使火焰温度升高，扩展可燃极限，因此使超低热值煤气实现高温稳定燃烧。

本发明的有益效果是，将蓄热式燃烧技术应用到炉温低于800℃的各种退火炉、加热炉上，使超低热值煤气实现高温稳定燃烧。

附图说明

图1是本发明的两级蓄热式燃烧器处于A工作状态下的原理图。

图2是本发明的两级蓄热式燃烧器处于B工作状态下的原理图。

下面结合附图对本发明进一步说明。

在附图中：1.加热室，2.二级蓄热体，3.内混合燃烧室，4.空气一级蓄热体，5.空煤气混合口，6.空气烟气通道，7.空气烟气管道，8.空气蓄热室，9.助燃空气进口，10.空气排烟口，11.空气换向阀，12.煤气一级蓄热体，13.煤气烟气通道，14.煤气烟气管道，15.煤气蓄热室，16.外墙，17.高温气体出口，18.煤气换向阀，19.煤气进口，20.煤气排烟口。

具体实施方式：如图1所示，外墙16内加热室1两侧设有内混合燃烧室3，内混合燃烧室3内设有二级蓄热体2，内混合燃烧室3外设有空气蓄热室8和煤气蓄热室15，空气蓄热室8内装有空气一级蓄热体4，煤气蓄热室15内装有煤气一级蓄热12，空气蓄热室8通过空气烟气管道7同空气换向阀11相连，煤气蓄热室15通过煤气烟气管道13同煤气换向阀18相连，空气换向阀11上设有助燃空气进口9和空气排烟口10，煤气换向阀18上设有煤气进口19和煤气排烟口20，外墙16上设有高温气体出口17。

图1是本发明的两级蓄热式燃烧器处于A工作状态下的原理图。两级蓄热式燃烧器在A工作状态下，常温的助燃空气由助燃空气进口9进入空气换向阀11，然后经过右侧的空气烟气管道7进入右侧空气蓄热室8；同时，煤气由煤气进口19进入煤气换向阀18，然后经过右侧的煤气烟气管道14进入右侧煤气蓄热室15。冷空气、冷煤气通过空气一次蓄热体4、煤气一次蓄热体12，被预热为高温空气、高温煤气后，通过空气烟气通道6、煤气烟气通道13、空煤气混合口5进入内混合燃烧室3里混合燃烧。燃烧产生的高温烟气或混合气体首先经过右侧的二级蓄热体2之后进入加热室1，经过加热室1后烟气温度降低，然后经过左侧的二级蓄热体2加热后，进入左侧内混合燃烧室3。在左侧内混合燃烧室3中，一部分高温烟气通过左侧的空气一次蓄热体4温度降到低于120℃后，经过左侧空气烟气管道7到达空气换向阀11，然后由空气换向阀11上的空气排烟口10排出；另一部分高温烟气通过左侧煤气一次蓄热体12温度降到低于120℃后，经左侧煤气烟气管道13到煤气换向阀18，由煤气换向阀18上的煤气排烟口排出。

两级蓄热式燃烧器在A状态下工作1～3分钟后，换向阀完成换向动作，两侧的燃烧器工作状态互换，两级蓄热式燃烧器转换为B工作状态。

图2是本发明的两级蓄热式燃烧器处于B工作状态下的原理图。两级蓄热式燃烧器在B工作状态下，常温的助燃空气由助燃空气进口9进入空气换向阀11，然后经过左侧的空气烟气管道7进入左侧空气蓄热室8；同时，煤气由煤气进口19进入煤气换向阀18，然后经过左侧的煤气烟气管道14进入左侧煤气蓄热室15。冷空气、冷煤气通过空气一次蓄热体4、煤气一次蓄热体12，被预热为高温空气、高温煤气后，通过空气烟气通道6、煤气烟气通道13、空煤气混合口5进入内混合燃烧室3里燃烧混合。燃烧产生的高温烟气或混合气体首先经过左侧的二次蓄热体2之后进入加热室1，经过加热室1后烟气温度降低，然后经过右侧二次蓄热体2加热后，进入右侧内混合燃烧室3。在右侧内混合燃烧室3中，一部分高温烟气通过右侧的空气一次蓄热体4温度降到低于120℃后，经过右侧空气烟气管道7到达空气换向阀11，然后由空气换向阀11上的空气排烟口10排出；另一部分高温烟气通过右侧煤气一次蓄热体12温度降到低于120℃后，经右侧煤气烟气管道13到煤气换向阀18，由煤气换向阀18上的煤气排烟口排出。

加热室1内多余的烟气经过高温气体出口17排除。两级蓄热式燃烧器在工作时A状态、B状态交替进行，周而复始。

当内混合燃烧室3的空间很小时，经过一级蓄热体的空气、煤气在内混合燃烧室3里混合，混合气体在二级蓄热体2中的多孔介质中燃烧。

在特殊情况下，两侧的二级蓄热体2可以合成一体，放在高温气体出口17里面，加热室1同内混合燃烧室3相连通变成一体。

Claims

1.一种两级蓄热式燃烧器由两个燃烧单元构成，每个燃烧单元由外墙、蓄热室、一级蓄热体、内混合燃烧室、二级蓄热体、加热室、管道、换向阀组成。

2.根据权利要求1所述的两级蓄热式燃烧器，其特征是：两级蓄热式燃烧器的每个燃烧单元均设有空气蓄热室、煤气蓄热室，在蓄热室里安装一级蓄热体，蓄热室同内混合燃烧室连通，内混合燃烧室前端设有二级蓄热体，二级蓄热体前面是加热室，空气、煤气蓄热室通过管道同换向阀相连。

3.根据权利要求1所述的两级蓄热式燃烧器，其特征是：在两级蓄热式燃烧器工作时，加热室两侧的燃烧单元处在两种状态；当一侧燃烧单元处于燃烧工作状态时，此侧空气、煤气管道开通，冷空气、冷煤气通过蓄热室里面炽热的一级蓄热体，被预热为高温空气、高温煤气在内混合燃烧室内混合燃烧，燃烧产生的高温烟气或混合气体经过二级蓄热体后进入加热室；另一侧的燃烧单元一定处于排烟蓄热状态，此侧排烟管道打开，经加热室而来的烟气首先流经炽热的二级蓄热体温度升高，然后进入内混合燃烧室，到达另一侧的蓄热室，然后通过蓄热室里面的一级蓄热体，将所带热量留在该侧的一级蓄热体后，烟气温度降到120℃以下，经换向阀后由排烟口排出，1～3分钟后，两侧的燃烧单元工作状态互换。

4.根据权利要求1所述的两级蓄热式燃烧器，其特征是：实际应用中两级蓄热式燃烧器可以是空气、煤气双蓄热，也可以是空气、煤气其中的一种气体蓄热，在两级蓄热式燃烧器使用高热值煤气为燃料时，只蓄热空气。

5.根据权利要求1所述的两级蓄热式燃烧器，其特征是：在两级蓄热式燃烧器工作时，二级蓄热体具有燃烧混合气体和热量缓冲作用，内混合燃烧室、二级蓄热体始终处于高温状态。