CN102966942A - 不换向火焰蓄热式燃烧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种不换向火焰蓄热式燃烧装置，包括炉体和至少两个蓄热室，在炉体上设置有一个燃料喷嘴，燃料喷嘴与鼓风机和燃料系统连接，蓄热室通过管道及控制阀分别与鼓风机和引风机连接，其特征在于：在每一蓄热室与炉体的连接处设置有一角度调节器，在鼓风机出口处设有一热交换器用于预热鼓风空气温度以及预热点火助燃空气。通过设置角度调节器，使助燃空气流与燃气流的混合度达到最佳状态，从而提高能效比；同时，利用废气余热预热鼓风空气温度以及预热点火助燃空气，减少能耗，而且燃料喷嘴连续喷出，燃料火焰无切换、不间断地工作，节约了能源；建立空燃比的数学模型，使熔铸过程能自动调节空燃比，进行高效率地燃烧，实现最佳燃烧能效比。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓄热式燃烧装置，具体地说涉及一种不换向火焰蓄热式燃烧装置。
背景技术
在有色金属、冶金等行业中，通常需要能够产生高温的窖炉以便在其中加热及熔化物料。对于高温炉体，向其中的燃料提供热的助燃空气可以有力地提高炉体的热效率。为此，在这种高温炉体上设置蓄热式燃烧装置。具体的说，该蓄热式燃烧装置包括设置在炉体上的两个或更多蓄热室，每个蓄热室都在一侧通过燃烧喷嘴与炉体内腔相连，并在另一侧经由换向阀连接到鼓风机和引风机。在工作时，一个蓄热室与鼓风机连通以便向炉体内供应燃料和热的助燃空气，另一个蓄热室则与引风机连通以便吸引该炉体排放的烟气并通过该蓄热室内的蓄热体储存该烟气中的热量；经过一定时间以后，换向阀换向以使得原本供应燃料和助燃空气的蓄热室与引风机连通而吸引炉体排放的烟气，原本吸收烟气的蓄热室则与鼓风机连通而转为向炉体供应燃料以及燃烧所需的助燃空气。
现有的蓄热式燃烧装置中，由于成对的蓄热室交替地用于供应燃料和燃料燃烧所需的助燃空气以及吸收烟气给蓄热体蓄热并排放，因此炉体内燃料的燃烧交替地在这两个蓄热室的燃烧喷嘴处进行，也就是说，炉体内燃料的燃烧是不连续的，并且燃烧的方向不断地改变。这样，由于各蓄热室的燃烧喷嘴不是总用于燃料燃烧，因此容易导致燃烧喷嘴在未进行燃烧时被堵塞，并且由于燃料的燃烧是间断式的，因此容易出现断火、不燃等问题。另外，这种蓄热式燃烧装置仅适用于气态的清洁燃料，不适合冶金等行业广泛使用重油、煤气等较脏燃料以及固体燃料的现实。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不换向火焰蓄热式燃烧装置，可调节助燃空气流角度、速度与流量，使助燃空气流与燃气流的混合度达到最佳状态，实现高炉温以及最佳的炉温均匀性从而提高能效比。
本发明的目的在于提供一种不换向火焰蓄热式燃烧装置，可利用废气余热预热鼓风空气温度以及预热点火助燃空气，减少能耗。
本发明的目的在于提供一种不换向火焰蓄热式燃烧装置，可建立空燃比的数学模型，使熔铸过程能自动调节空燃比，进行高效率地燃烧，实现最佳燃烧能效比。
为了实现上述目的，本发明提供一种不换向火焰蓄热式燃烧装置，包括炉体和至少两个蓄热室，在炉体上设置有一个燃料喷嘴，所述燃料喷嘴与鼓风机和燃料系统连接，所述蓄热室通过管道及控制阀分别与鼓风机和引风机连接，在每一蓄热室与炉体的连接处设置有一角度调节器，在鼓风机出口处设有一热交换器用于预热鼓风空气温度以及预热点火助燃空气。
与现有技术相比，本发明通过设置角度调节器，使助燃空气流与燃气流的混合度达到最佳状态，从而提高能效比；同时，利用废气余热预热鼓风空气温度以及预热点火助燃空气，减少能耗，而且燃料喷嘴连续喷出，燃料火焰无切换、不间断地工作，节约了能源；建立空燃比的数学模型，使熔铸过程能自动调节空燃比，进行高效率地燃烧，实现最佳燃烧能效比。
特别地，所述热交换器一端与所述换向阀相连，另一端与所述鼓风机连接。
特别地，所述不换向火焰蓄热式燃烧装置还包括所述燃料喷嘴处的一助燃点火风机，所述热交换器通过一减压阀与点火助燃风机的管道相连。
特别地，所述蓄热室直接连接一引风机抽引炉内烟气经所述热交换器向炉内吹入助燃空气。
特别地，所述角度调节器可调节从所述蓄热室出来的助燃空气的角度
特别地，所述不换向火焰蓄热式燃烧装置还包括一控制柜，所述控制柜预先设定空燃比的数学模型，以实现不换向火焰蓄热式燃烧装置的最佳燃烧能效比。
特别地，燃料不换向地连续向炉内供应，助燃热空气与燃料分别由各自的通道进入炉体，在炉体内混合后燃烧。
特别地，所述燃料喷嘴与该蓄热室的空气喷嘴彼此分开。
特别地，该蓄热式燃烧装置可以包括两个蓄热室，这两个蓄热室的空气喷嘴紧邻所述燃料喷嘴布置在该燃料喷嘴的两侧。空气喷嘴与燃料喷嘴保持尽可能最近的距离，这样可使燃料与助燃空气尽快混合以便燃烧。
特别地，所述燃料喷嘴连续喷出燃料无切换、不间断的工作。
附图说明
图1为本发明不换向火焰蓄热式燃烧装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明不换向火焰蓄热式燃烧装置作进一步说明。
请参阅图1，本发明的不换向火焰蓄热式燃烧装置，包括炉体1、第一蓄热室2和第二蓄热室3，在炉体1上设置有一个燃料喷嘴4。该燃料喷嘴4通过炉体1的内部空间中，并且在另一侧与燃料源（未图示）相连，以便将来自该燃料源的燃料供应入该炉体1内。所述第一蓄热室2和所述第二蓄热室3通过一换向阀5相连，所述第一蓄热室2和所述第二蓄热室3都在一侧通过其空气喷嘴与该炉体1的内部空间连通并在另一侧通向外部空气，由此向炉体1的内部空间中供应助燃空气以供燃料燃烧。所述燃料喷嘴4和所述蓄热室2、3的空气喷嘴是相互独立或彼此分开的。
在不换向火焰燃烧技术里，助燃空气流角度、速度与流量与燃气的完全混合及至完全燃烧有着密切的关系，因而设置有可调节角度的装置对保证燃烧效率、提高能效比有很大帮助。其中，通过在每一蓄热室2、3与炉体1的连接处设置有一角度调节器6，所述角度调节器6可调节从所述蓄热室2、3出来的助燃空气的角度。设置可调节助燃空气流角度、速度与流量的所述角度调节器6，使助燃空气流与燃气流的混合度达到最佳状态，实现高炉温以及最佳的炉温均匀性从而提高能效比。利用排烟尾气（温度约120℃-130℃）余热回收加热这部分冷风到100℃左右，可节能约5-6%。
所述蓄热室2、3通过管道及控制阀5分别与鼓风机7和引风机8连接，所述燃料喷嘴4与鼓风机7和燃料系统连接。
各个蓄热室2、3中可以含有由铝耐火球或蜂窝体等构成的蓄热体，以便当该蓄热室2、3从炉体1接收炉体1所排放的烟气时储存该烟气所携带的热量，并且当蓄热室2、3向炉体1的内部空间供应助燃空气时利用它所储存的热量加热该助燃空气。蓄热室2、3中蓄热体的填充量可以根据燃料在炉体1内燃烧所需的助燃空气的量确定。
所述两个蓄热室2、3设置成使得它们的空气喷嘴位于燃料喷嘴4的两侧，并且紧邻该燃料喷嘴4，以便使由空气喷嘴供应的热的助燃空气能尽快地与由燃料喷嘴4供应的燃料相混合。
第一蓄热室2可以在与炉体1相反的一侧经由换向阀5连接鼓风机7和引风机8。具体地说，如图1所示，第一蓄热室2可以通过管道连接到换向阀5，该换向阀5则通过管道分别连接鼓风机7和引风机8，由此使得该第一蓄热室2与外部空气连通。类似地，第二蓄热室3也可以经由管道连接换向阀5，并随后经由管道连接鼓风机7和引风机8，由此实现与外部空气的连通。
所述蓄热式燃烧装置在所述鼓风机7出口处设有一热交换器9，用于预热鼓风空气温度以及预热点火助燃空气。所述热交换器9一端与所述换向阀5相连，另一端与所述鼓风机7连接。所述鼓风机7的进口空气都是冷风（常温下正常空气），通过设置所述热交换器9，冷风被预热用来作燃气点火及进入蓄热室加热到800℃左右做助燃风。通常情况下进入所述鼓风机7入口的冷风压力较大，通过设置一减压阀10，减小进风的压力。所述蓄热式燃烧装置还包括所述燃料喷嘴4处的一助燃点火风机11，所述热交换器9通过所述减压阀10与所述点火助燃风机11的管道相连。
当然，本发明并不限于此，在其它实施例中，所述蓄热室也可以直接连接一引风机抽引炉内烟气，再经所述热交换器和所述减压阀后向点火助燃空气预热，或者也可以利用排烟尾气余热回收，预热燃气点火的助燃空气以及鼓风空气，提高进气温度从而提高能效比。
所述不换向火焰蓄热式燃烧装置还包括一控制柜（未图示），所述控制柜预先设定空燃比的数学模型，以实现不换向火焰蓄热式燃烧装置的最佳燃烧能效比。不同空燃比（即助燃空气与燃料的比例）的数学模型，其燃烧产生的能效比不同，建立两者之间的数学模型，从而使熔铸过程能自动调节空燃比，进行高效率的燃烧，实现最佳燃烧能效比，达到节能效果。
不换向火焰蓄热燃烧的空燃比与换向式蓄热燃烧时的空燃比不同，前者比后者低30%以上，在建立不换向燃烧的空燃比的数学模型后，对最佳燃烧效率实现自动控制。铝锭熔化从燃烧前、后期所需要的温度不同，对应的燃烧热值也不同，因而通过自动调节空气流量以及燃气流量（空燃比），实现不同时期最佳的能效比。不换向蓄热燃烧技术比换向式燃烧节能效率要高出10-15%以上，实行空燃比的自动控制下其能效比更高。
在工作时，燃料喷嘴4持续地向炉体1的内部空间提供燃料以用于燃烧。第一蓄热室2经由换向阀5、热交换器9与鼓风机7连通，从而可通过该第一蓄热室2的空气喷嘴向炉体1的内部空间提供助燃空气，其中该助燃空气可在经过该第一蓄热室2中的蓄热体时被加热到较高的温度，以便提高燃料在炉体1的内部空间中燃烧的效率；同时，第二蓄热室3则经由换向阀5、热交换器9与引风机8连通，以便吸引从炉体1内排出的烟气，并通过该第二蓄热室3内的蓄热体储存该烟气中所携带的热量，以用于随后加热助燃空气。
经过设定的时间之后，通过改变换向阀5的方位，使第一蓄热室2与引风机7连通以便吸引从炉体1排放的烟气并通过蓄热体储存该烟气中的热量，并使第二蓄热室3与鼓风机7连通以便向炉体1内供应助燃空气。助燃空气的供应如此往复进行以保障炉体1内的助燃空气始终保持在最高温度，燃料则通过燃料喷嘴4持续地在炉体1内燃烧。
以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。
Claims (10)
1.一种不换向火焰蓄热式燃烧装置，包括炉体和至少两个蓄热室，在炉体上设置有一个燃料喷嘴，所述燃料喷嘴与鼓风机和燃料系统连接，所述蓄热室通过管道及控制阀分别与鼓风机和引风机连接，其特征在于：在每一蓄热室与炉体的连接处设置有一角度调节器，在鼓风机出口处设有一热交换器用于预热鼓风空气温度以及预热点火助燃空气。
2.如权利要求1所述的不换向火焰蓄热式燃烧装置，其特征在于：所述热交换器一端与所述换向阀相连，另一端与所述鼓风机连接。
3.如权利要求1所述的不换向火焰蓄热式燃烧装置，其特征在于：所述不换向火焰蓄热式燃烧装置还包括所述燃料喷嘴处的一助燃点火风机，所述热交换器通过一减压阀与点火助燃风机的管道相连。
4.如权利要求1所述的不换向火焰蓄热式燃烧装置，其特征在于：所述蓄热室直接连接一引风机抽引炉内烟气经所述热交换器向炉内吹入助燃空气。
5.如权利要求1所述的不换向火焰蓄热式燃烧装置，其特征在于：所述角度调节器可调节从所述蓄热室出来的助燃空气的角度。
6.如权利要求1所述的不换向火焰蓄热式燃烧装置，其特征在于：所述不换向火焰蓄热式燃烧装置还包括一控制柜，所述控制柜预先设定空燃比的数学模型，以实现不换向火焰蓄热式燃烧装置的最佳燃烧能效比。
7.如权利要求1所述的不换向火焰蓄热式燃烧装置，其特征在于：燃料不换向地连续向炉内供应，助燃热空气与燃料分别由各自的通道进入炉体，在炉体内混合后燃烧。
8.如权利要求1所述的不换向火焰蓄热式燃烧装置，其特征在于：所述燃料喷嘴与该蓄热室的空气喷嘴彼此分开。
9.如权利要求1所述的不换向火焰蓄热式燃烧装置，其特征在于：所述蓄热式燃烧装置包括两个蓄热室，两个蓄热室的空气喷嘴紧邻所述燃料喷嘴并布置在其两侧。
10.如权利要求1所述不换向火焰的蓄热式燃烧装置，其特征在于：所述燃料喷嘴连续喷出燃料无切换、不间断的工作。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: GUANGZHOU NEIDA ENERGY SAVING AND ENVIRONMENTAL PR Free format text: FORMER OWNER: WANG MAOJUN Effective date: 20131031 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wang Maojun Inventor after: Lin Ruiguang Inventor after: Xiao Dingwei Inventor before: Wang Maojun Inventor before: Lin Ruiguang Inventor before: Xiao Dingwei |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 510280 GUANGZHOU, GUANGDONG PROVINCE TO: 510000 GUANGZHOU, GUANGDONG PROVINCE |
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20131031 Address after: 510000 Guangdong city of Guangzhou province Liwan District Dragon Dragon Street Industrial Park, No. 6, Xi Nan Wai three Applicant after: Guangzhou, energy saving and environmental protection Co. Ltd. Address before: 510280, room 4, 201 Fu Hai street, Haizhuqu District, Guangdong, Guangzhou Applicant before: Wang Maojun |
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| C05 | Deemed withdrawal (patent law before 1993) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130313 |