CN103363526A - 一种双燃烧室的船用焚烧炉燃烧系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双燃烧室的船用焚烧炉燃烧系统及其控制方法，包括焚烧炉，第二燃烧室，给风机，引风机，燃烧器，旋流器，控制单元，附属控制设备、温度传感器、压力传感器、二燃室温度传感器、出风温度传感器、阀门及换热器等；第二燃烧室为卧式旋风燃烧室，内部设置有旋流叶片和污油燃烧器，对燃烧尚未完全的烟气进行二次燃烧。二燃室烟气出口连接换热器，利用烟气余热加热一二次风。第二燃室烟气出口通过引风机与大气连通，为防止排烟温度过高，尾部烟气出口设置有通风支路与一二次风管道相连。控制方法综合考虑了焚烧炉工作过程中可能出现的各种情况，提高了燃烧效率，实现了船用焚烧炉的高效稳定运行，有效降低了污染物排放。

Description

一种双燃烧室的船用焚烧炉燃烧系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及焚烧炉，尤其涉及一种双燃烧室的船用焚烧炉燃烧系统及其控制方法。

背景技术

远洋船舶在运输货物的过程中会产生大量的垃圾。为了处理船上的可燃废弃物，绝大多数远洋运输船舶都配备了焚烧炉作为垃圾处理设备。对船舶垃圾进行焚烧处理，减容量大，可提高船体空间的有效利用率，改善卫生环境，且燃尽后的残渣对环境影响较小。船用焚烧炉的结构对垃圾的燃烧效果有直接的影响，其组织燃烧的水平对垃圾是否能充分燃烧，降低污染物排放影响较大。

现有的间歇投料的船用焚烧炉，一般采取单燃烧室的燃烧系统，燃烧产生的烟气直接排放到空气当中，不但燃烧效率较低，容易产生较多的污染物，而且烟气废热得不到利用，造成热损失。

发明内容

本发明的目的是为了解决间歇投料式船用焚烧炉因采用单燃烧室而导致的燃烧不充分，污染物生成量较大等问题，提供了一种双燃烧室的船用焚烧炉燃烧系统及其控制方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种双燃烧室的船用焚烧炉燃烧系统，包括焚烧炉、第二燃烧室、控制单元、附属控制设备、换热器、给风机、引风机；

所述焚烧炉包括炉膛、设置在焚烧炉顶部的烟气出口、设置在焚烧炉底部的炉排、设置在焚烧炉本体侧壁的炉门，炉膛温度传感器、炉膛压力传感器；

焚烧炉的中下部侧壁设置有燃烧器，该燃烧器包括污油燃烧器和柴油燃烧器；在焚烧炉的中部侧壁对称布置有四联二次风管；

所述第二燃烧室包括第二燃烧室温度传感器、与第二燃烧室连通的旋流器；所述第二燃烧室内还设置有第二燃烧室污油燃烧器；

所述旋流器通过管路与烟气出口相通；

所述二次风管通过具有三个阀门的管路与焚烧炉的炉膛底部连通，这三个阀门依次为第一阀门、第三阀门和第四阀门，其中在第一阀门与第三阀门之间的管路上通过一根支管连通旋流器，在该支管上设置有第二阀门；

所述换热器有四个接口，其中，第一个接口通过管路与第二燃烧室连通；第二个接口通过管路和第三阀门与第四阀门之间的管路连通；第三个接口通过管路与给风机的出风口连通；第四个接口通过管路与引风机的引风口连通；给风机的出风口与引风机的出风口之间通过安装有第五阀门的管路连通；在引风机的出风口设置有出风温度传感器；

所述控制单元分别与下述部件电连接：污油燃烧器、柴油燃烧器、炉膛温度传感器、炉膛压力传感器、第二燃烧室污油燃烧器、第二燃烧室温度传感器、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、给风机、引风机、第五阀门、出风温度传感器；

所述附属控制设备与控制单元之间电连接。

上述双燃烧室的船用焚烧炉燃烧系统的控制方法，通过下述步骤实现：

第一步：启动引风机；

第二步：通过炉膛温度传感器检测炉膛的温度是否低于90℃；

通过炉膛压力传感器检测炉膛的压力是否为负压，如果温度低于90℃且压力为负压、则依次开启送风机和柴油燃烧器，否则继续运行引风机直至满足要求；

第三步：送风机及柴油燃烧器开启后，通过炉膛温度传感器检测炉膛内的温度，若温度大于300℃，则全开第三阀门，半开第一阀门；

第四步：炉膛内的温度上升至400℃后，再全开第一阀门；

第五步：柴油燃烧器开启后五分钟通过炉膛温度传感器检测炉膛的温度，若温度≥600℃则继续运行，否则进入停炉程序；

第六步：柴油燃烧器开启后，通过出风温度传感器检测排烟温度，若排烟温度＞375℃则打开第五阀门，30秒后，若排烟温度仍然＞375℃，则进入停炉程序；

第七步：柴油燃烧器开启后通过炉膛压力传感器检测炉膛内的压力，若炉膛压力为正时间超过30秒则进入停炉程序；

第八步：炉膛温度超过600℃后，全开第二阀门，同时通过第二燃烧室温度传感器检测第二燃烧室温度，若第二燃烧室的温度低于700℃则运行第二燃烧室污油燃烧器，第二燃烧室温度到达800℃后，第二燃烧室污油燃烧器停止燃烧；

第九步：炉膛温度超过700℃后，柴油燃烧停止燃烧，运行污油燃烧器；

第十步：炉膛温度超过850℃后，污油燃烧器5停止燃烧；

第十一步：通过炉膛温度传感器检测炉膛温度，若温度＜800℃，则运行污油燃烧器；

第十二步：炉膛内的垃圾燃尽后，进入停炉程序。

上述控制方法中，所涉及的停炉程序，其过程通过下述步骤实现：

第一步：停止燃烧器；全开第一至第五阀门；引风机与给风机继续运行；

第二步：出风温度传感器检测排烟温度低于275℃后，关闭第五阀门；

第三步：第二燃烧室温度低于250℃后，关闭第二阀门；

第四步：炉膛温度低于200℃后，关闭第三阀门和第一阀门；

第五步：关闭给风；

第六步：炉膛温度低于90℃后，引风机关闭。

本发明与现有的技术相比具有以下优点：

1.双燃烧室系统较大程度上提高了燃烧效率，降低了污染物排放；

2.第二燃烧室采用了旋流器（也称卧式旋风燃烧室），增强了气体扰动和掺混，有效提高了燃烧效率；

3.有效利用了烟气余热，使一、二次风温度提高，较好地增强了助燃效果；

4.结构简单，制造加工较为方便，也利于维护。

附图说明

图1为本发明双燃烧室的船用焚烧炉燃烧系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。

实施例

如图1所示。本发明双燃烧室的船用焚烧炉燃烧系统，包括焚烧炉1、第二燃烧室2、控制单元8、附属控制设备9、换热器14、给风机3、引风机4；

所述焚烧炉1包括炉膛1-1、设置在焚烧炉1顶部的烟气出口1-3、设置在焚烧炉1底部的炉排1-4、设置在焚烧炉本体侧壁的炉门1-5，炉膛温度传感器10、炉膛压力传感器11；

焚烧炉1的中下部侧壁设置有燃烧器，该燃烧器包括污油燃烧器5和柴油燃烧器6；在焚烧炉1的中部侧壁对称布置有四联二次风管1-2；

所述第二燃烧室2包括第二燃烧室温度传感器12、与第二燃烧室2连通的旋流器7；所述二燃烧室2内还设置有第二燃烧室污油燃烧器5-1；

所述旋流器7通过管路与烟气出口1-3相通；

所述二次风管1-2通过具有三个阀门的管路与焚烧炉1的炉膛底部连通，这三个阀门依次为第一阀门53、第三阀门51和第四阀门52，其中在第一阀门53与第三阀门51之间的管路上通过一根支管连通旋流器7，在该支管上设置有第第二阀门54；

所述换热器14有四个接口，其中，第一个接口通过管路与第二燃烧室2连通；第二个接口通过管路和第三阀门51与第四阀门52之间的管路连通；第三个接口通过管路与给风机3的出风口连通；第四个接口通过管路与引风机4的引风口连通；给风机3的出风口与引风机4的出风口之间通过安装有第五阀门55的管路连通；在引风机4的出风口设置有出风温度传感器13；

所述控制单元8分别与下述部件电连接：污油燃烧器5、柴油燃烧器6、炉膛温度传感器10、炉膛压力传感器11、第二燃烧室污油燃烧器5-1、第二燃烧室温度传感器12、第一阀门53、第二阀门54、第三阀门51、第四阀门52、给风机3、引风机4、第五阀门55、出风温度传感器13；

所述附属控制设备9与控制单元8之间电连接。

一次风从炉排1-4下方进入炉膛1-1，二次风除从二次风口进入炉膛1-1外，还进入有旋流器7的第二燃烧室2，旋流器7将二次风转化为环形旋转射流，与烟气出口1-3的烟气进行充分混合，使燃烧尚未完全的烟气进行二次燃烧。一旦第二燃烧室2的温度过低，第二燃烧室污油燃烧器5-1即可工作，维持第二燃烧室2的温度。第二燃烧室2烟气出口连接换热器14，对一二次风进行加热。第二燃烧室2烟气出口还同时连接大气，一旦排烟温度过高，随即打开通入由送风机送来的冷风，降低排烟温度。需要指出的是，除第四阀门52的默认状态为全开外，其余阀门默认状态均为全关。

上述双燃烧室的船用焚烧炉燃烧系统的控制方法如下：

第一步：启动引风机4；

第二步：通过炉膛温度传感器10检测炉膛1-1的温度是否低于90℃；

通过炉膛压力传感器11检测炉膛1-1的压力是否为负压，如果温度低于90℃且压力为负压、则依次开启送风机3和柴油燃烧器6，否则继续运行引风机4直至满足要求；

第三步：送风机3及柴油燃烧器6开启后，通过炉膛温度传感器10检测炉膛1-1内的温度，若温度大于300℃，则全开第三阀门51，半开第一阀门53；

第四步：炉膛1-1内的温度上升至400℃后，再全开第一阀门53；

第五步：柴油燃烧器6开启后五分钟通过炉膛温度传感器10检测炉膛1-1的温度，若温度≥600℃则继续运行，否则进入停炉程序；

第六步：柴油燃烧器6开启后，通过出风温度传感器13检测排烟温度，若排烟温度＞375℃则打开第五阀门55，30秒后，若排烟温度仍然＞375℃，则进入停炉程序；

第七步：柴油燃烧器6开启后通过炉膛压力传感器11检测炉膛1-1内的压力，若炉膛压力为正时间超过30秒则进入停炉程序；

第八步：炉膛1-1温度超过600℃后，全开第二阀门54，同时通过第二燃烧室温度传感器12检测第二燃烧室温度，若第二燃烧室2的温度低于700℃则运行第二燃烧室的污油燃烧器5-1，第二燃烧室2温度到达800℃后，第二燃烧室污油燃烧器5-1停止燃烧；

第九步：炉膛1-1温度超过700℃后，柴油燃烧6停止燃烧，运行污油燃烧器5；

第十步：炉膛1-1温度超过850℃后，污油燃烧器5停止燃烧；

第十一步：通过炉膛温度传感器10检测炉膛1-1温度，若温度＜800℃，则运行污油燃烧器5；

第十二步：炉膛1-1内的垃圾燃尽后，进入停炉程序。

上述的控制方法中，停炉程序的控制过程如下：

第一步：停止燃烧器；全开第一至第五阀门；引风机4与给风机3继续运行；

第二步：出风温度传感器13检测排烟温度低于275℃后，关闭第五阀门55；

第三步：第二燃烧室2温度低于250℃后，关闭第二阀门54；

第四步：炉膛1-1温度低于200℃后，关闭第三阀门51和第一阀门53；

第五步：关闭给风机3；

第六步：炉膛1-1温度低于90℃后，引风机关闭。

如上所述便可较好的实现本发明。

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种双燃烧室的船用焚烧炉燃烧系统，其特征在于：包括焚烧炉、第二燃烧室、控制单元、附属控制设备、换热器、给风机、引风机；

所述焚烧炉包括炉膛、设置在焚烧炉顶部的烟气出口、设置在焚烧炉底部的炉排、设置在焚烧炉本体侧壁的炉门，炉膛温度传感器、炉膛压力传感器；

焚烧炉的中下部侧壁设置有燃烧器，该燃烧器包括污油燃烧器和柴油燃烧器；在焚烧炉的中部侧壁对称布置有四联二次风管；

所述第二燃烧室包括第二燃烧室温度传感器、与第二燃烧室连通的旋流器；所述第二燃烧室内还设置有第二燃烧室污油燃烧器；

所述旋流器通过管路与烟气出口相通；

所述二次风管通过具有三个阀门的管路与焚烧炉的炉膛底部连通，这三个阀门依次为第一阀门、第三阀门和第四阀门，其中在第一阀门与第三阀门之间的管路上通过一根支管连通旋流器，在该支管上设置有第二阀门；

所述换热器有四个接口，其中，第一个接口通过管路与第二燃烧室连通；第二个接口通过管路和第三阀门与第四阀门之间的管路连通；第三个接口通过管路与给风机的出风口连通；第四个接口通过管路与引风机的引风口连通；给风机的出风口与引风机的出风口之间通过安装有第五阀门的管路连通；在引风机的出风口设置有出风温度传感器；

所述控制单元分别与下述部件电连接：污油燃烧器、柴油燃烧器、炉膛温度传感器、炉膛压力传感器、第二燃烧室污油燃烧器、第二燃烧室温度传感器、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、给风机、引风机、第五阀门、出风温度传感器；

所述附属控制设备与控制单元之间电连接。

2.一种权利要求1所述双燃烧室的船用焚烧炉燃烧系统的控制方法，其特征在于下述步骤：

第一步：启动引风机；

第二步：通过炉膛温度传感器检测炉膛的温度是否低于90℃；

通过炉膛压力传感器检测炉膛的压力是否为负压，如果温度低于90℃且压力为负压、则依次开启送风机和柴油燃烧器，否则继续运行引风机直至满足要求；

第三步：送风机及柴油燃烧器开启后，通过炉膛温度传感器检测炉膛内的温度，若温度大于300℃，则全开第三阀门，半开第一阀门；

第四步：炉膛内的温度上升至400℃后，再全开第一阀门；

第五步：柴油燃烧器开启后五分钟通过炉膛温度传感器检测炉膛的温度，若温度≥600℃则继续运行，否则进入停炉程序；

第六步：柴油燃烧器开启后，通过出风温度传感器检测排烟温度，若排烟温度＞375℃则打开第五阀门，30秒后，若排烟温度仍然＞375℃，则进入停炉程序；

第七步：柴油燃烧器开启后通过炉膛压力传感器检测炉膛内的压力，若炉膛压力为正时间超过30秒则进入停炉程序；

第八步：炉膛温度超过600℃后，全开第二阀门，同时通过第二燃烧室温度传感器检测第二燃烧室温度，若第二燃烧室的温度低于700℃则运行第二燃烧室污油燃烧器，第二燃烧室温度到达800℃后，第二燃烧室污油燃烧器停止燃烧；

第九步：炉膛温度超过700℃后，柴油燃烧停止燃烧，运行污油燃烧器；

第十步：炉膛温度超过850℃后，污油燃烧器5停止燃烧；

第十一步：通过炉膛温度传感器检测炉膛温度，若温度＜800℃，则运行污油燃烧器；

第十二步：炉膛内的垃圾燃尽后，进入停炉程序。

3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述停炉程序的控制过程如下：

第一步：停止燃烧器；全开第一至第五阀门；引风机与给风机继续运行；

第二步：出风温度传感器检测排烟温度低于275℃后，关闭第五阀门；

第三步：第二燃烧室温度低于250℃后，关闭第二阀门；

第四步：炉膛温度低于200℃后，关闭第三阀门和第一阀门；

第五步：关闭给风；

第六步：炉膛温度低于90℃后，引风机关闭。