CN103375804B - 蓄热式烧嘴脉冲蓄热体自清洁系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了蓄热式烧嘴脉冲蓄热体自清洁系统及方法，其中系统除炉窑、蓄热式烧嘴、换向阀外，还包括脉冲气体喷嘴、第一脉冲控制阀、第二脉冲控制阀、换向PLC控制系统、储气装置、脉吹PLC控制系统；第一脉冲控制阀和第二脉冲控制阀安装在蓄热式烧嘴连接管路上；脉冲气体喷嘴设置在蓄热式烧嘴内与管路相连接；储气装置分别连接第一脉冲控制阀和第二脉冲控制阀，换向PLC控制系统的输出端连接第一脉冲控制阀和第二脉冲控制阀的电路输入端；第一脉冲控制阀和第二脉冲控制阀的输出端连接脉吹PLC控制系统。本发明通过自动控制方式，使用氮气或者压缩空气吹扫煤气或空气蓄热式烧嘴内的蓄热体，将蓄热体内残余煤气和灰尘吹扫干净，达到自清洁。

Description

蓄热式烧嘴脉冲蓄热体自清洁系统及方法
技术领域
本发明涉及炉窑蓄热技术领域，尤其涉及一种蓄热式烧嘴脉冲蓄热体自清洁系统及方法，用于解决蓄热式技术中蓄热体堵塞和煤气损耗的问题。
背景技术
目前蓄热式技术中，主要是采用空气、煤气双蓄热或者空、煤气单蓄热。在煤气蓄热烧嘴换向系统装置换向时，导致在烟气侧滞留在煤气管道中的煤气被引风机吸走，排放到大气中，浪费了煤气资源，同时造成环境污染，而且由于煤气本身含有一定杂质，炉膛内产生的尘土等被煤气蓄热体吸附，导致蓄热体堵塞、短路、烧坏；而炉膛内剩余的不完全燃烧的氧气，在炉内高温烟气排走时和蓄热体内煤气发生燃烧，将蓄热体烧坏，目前采用煤气蓄热的炉窑，煤气侧的蓄热体使用寿命最短只有2个月，最长也不到一年，一旦煤气一侧蓄热体损坏必须更换，更换时需要停炉检修，增加费用的同时还影响到加热炉正常运行；在空气蓄热系统炉膛内存在不完全燃烧的煤气，在炉内高温烟气排走时和蓄热体内余留空气发生燃烧，将蓄热体烧坏；而且由于空气本身含有灰尘、水份等不纯净物体，炉内产生氧化铁皮、灰尘等杂质会逐渐吸附在空气蓄热体内孔上，将空气蓄热体堵塞，造成空气蓄热体堵塞，导致空气蓄热体的使用寿命缩短，一般为8个月左右。因此，目前的蓄热式技术由于没有自清洁系统起到核心作用的蓄热体由于频繁堵塞，严重影响蓄热式技术的进一步推广和应用，目前已经成为蓄热式技术的瓶颈问题，严重影响蓄热式技术的节能效果。综上所述，现有蓄热技术存在蓄热体使用寿命短、煤气排放污染、能源浪费、使用和维修成本高等诸多问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有蓄热式技术中的不足和瓶颈问题，提供一种减少环境污染、延长使用寿命的蓄热式烧嘴脉冲蓄热体自清洁系统及方法。该方法建立一套新的脉吹氮气、压缩空气或者其他惰性气体的系统，和蓄热技术换向系统的PLC程序互相耦合，形成一套新的脉吹自清洁蓄热体系统和煤气驱赶系统，一方面清洁蓄热体，另一方面将煤气系统中煤气管道中存有的煤气通过氮气等惰性气体的方法将煤气管道中的煤气驱赶到炉膛内部，避免被引风机抽吸到烟道外排，提高蓄热体使用寿命，提高蓄热的使用效率，减少煤气损失。
为完成上述目的，本发明采用的技术方案是：一种蓄热式烧嘴脉冲蓄热体自清洁系统，包括炉窑1、蓄热式烧嘴2、换向阀6、所述炉窑1两端或者一侧安装有至少两个蓄热式烧嘴2，蓄热式烧嘴2内设置有蓄热体3，在蓄热式烧嘴2连接管路中安装有换向阀6，其特征在于：还包括脉冲气体喷嘴4、第一脉冲控制阀5、第二脉冲控制阀7、换向PLC控制系统8、储气装置9、脉吹PLC控制系统10；所述第一脉冲控制阀5和第二脉冲控制阀7安装在蓄热式烧嘴2连接管路上；脉冲气体喷嘴4设置在蓄热式烧嘴2内与管路相连接；储气装置9分别连接第一脉冲控制阀5和第二脉冲控制阀7，换向PLC控制系统8的输出端分别连接第一脉冲控制阀5和第二脉冲控制阀7的电路输入端；第一脉冲控制阀5和第二脉冲控制阀7的输出端连接脉吹PLC控制系统10。
进一步的，所述蓄热式烧嘴2为空气蓄热式烧嘴。
进一步的，还包括第三脉冲控制阀11，储气装置9连接第三脉冲控制阀11，换向PLC控制系统8的输出端连接第三脉冲控制阀11的电路输入端，第三脉冲控制阀11的输出端连接脉吹PLC控制系统10；所述蓄热式烧嘴2为煤气蓄热式烧嘴。
进一步的，还包括煤气烧嘴12、第四脉冲控制阀13、第二储气装置14；煤气烧嘴12连接蓄热式烧嘴2；第二储气装置14连接第四脉冲控制阀13；换向PLC控制系统8的输出端连接第四脉冲控制阀13的电路输入端，第四脉冲控制阀13的输出端连接脉吹PLC控制系统10；所述蓄热式烧嘴2为空气单蓄热式烧嘴。
本发明还提供了蓄热式烧嘴脉冲蓄热体自清洁方法，包括以下步骤：
步骤A：在蓄热式烧嘴一侧还未开始换向到烟气一侧某时刻，脉吹PLC控制系统控制脉冲控制阀打开；
步骤B：脉冲气体喷嘴往蓄热式烧嘴里吹扫氮气或者压缩空气，将煤气或者空气蓄热式烧嘴内的蓄热体中的残余煤气和灰尘等杂质吹扫到炉窑内；
步骤C：当换向到烟气一侧时或者预设定的吹扫时间到时，脉吹PLC控制系统控制脉冲控制阀关闭，自动停吹氮气或者压缩空气。
本发明的有益效果：脉吹PLC控制系统与换向PLC控制系统的互相耦合，形成一个新的连锁控制系统。对于煤气蓄热烧嘴，采用在煤气切断阀切断前的一定时间内如0.1-20秒任意选择并设定一定时间，控制装置控制脉冲控制阀打开，在煤气换向阀换到烟气一侧或者煤气切断阀关闭时脉吹系统也跟着关闭。对于空气系统的蓄热式烧嘴，采用在空气系统供风的某一时间内如0.1-40秒内任意选择并设定一定时间，将控制装置控制脉吹控制阀打开，在空气换向阀换向前的一定时间关闭；在脉吹系统的控制阀门打开时，脉吹系统启动脉吹氮气或者压缩空气或者烟气系统，这样烧嘴燃烧的空气或者煤气压力一般为0-10KP之间，脉吹气体的压力选择为0.1-0.8MPa，脉吹气体的高压和高速流动，一方面脉吹烧嘴里空气或者煤气，将烧嘴里蓄热体内存在的煤气或者空气煤气烧嘴蓄热体中残余煤气和灰尘等杂质吹扫到炉窑内，保证蓄热式烧嘴中的蓄热体内部没有残余煤气和灰尘等杂质，确保蓄热式烧嘴运行安全，同时减少煤气蓄热式烧嘴中煤气浪费，同时保护蓄热体。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1为本发明实施例空气脉吹蓄热式系统的结构示意图；
图2为本发明实施例煤气脉吹蓄热式系统的结构示意图；
图3为本发明实施例空气单蓄热脉吹蓄热式系统的结果示意图；
图中：1、炉窑，2、蓄热式烧嘴，3、蓄热体，4、脉冲气体喷嘴，5、第一脉冲控制阀，6、换向阀，7、第二脉冲控制阀，8、换向PLC控制系统，9、储气装置，10、脉吹PLC控制系统，11、第三脉冲控制阀，12、煤气烧嘴，13、第四脉冲控制阀，14、第二储气装置。
具体实施方式
实施例一：
如图1所示，空气蓄热式烧嘴脉冲蓄热体自清洁系统，包括炉窑1、蓄热式烧嘴2、脉冲气体喷嘴4、第一脉冲控制阀5、换向阀6、第二脉冲控制阀7、换向PLC控制系统8、储气装置9、脉吹PLC控制系统10；蓄热式烧嘴2为空气蓄热式烧嘴。所述炉窑1两端或者一侧安装有至少两个蓄热式烧嘴2，蓄热式烧嘴2内设置有蓄热体3，在蓄热式烧嘴2连接管路中安装有换向阀6；所述第一脉冲控制阀5和第二脉冲控制阀7安装在蓄热式烧嘴2连接管路上；脉冲气体喷嘴4设置在蓄热式烧嘴2内与管路相连接；储气装置9分别连接第一脉冲控制阀5和第二脉冲控制阀7，换向PLC控制系统8的输出端分别连接第一脉冲控制阀5和第二脉冲控制阀7的电路输入端；第一脉冲控制阀5和第二脉冲控制阀7的输出端连接脉吹PLC控制系统10。
当蓄热式烧嘴2一侧还未开始换向到烟气一侧某时刻，采用脉吹PLC控制系统10控制第一脉冲控制阀5和第二脉冲控制阀7打开脉冲气体喷嘴4，往蓄热式烧嘴2里吹扫压缩空气，将空气蓄热式烧嘴内的蓄热体3中的残余煤气和灰尘等杂质吹扫到炉窑1内，自动设定吹扫压缩空气时间，当吹扫时间一到设定值，第一脉冲控制阀5和第二脉冲控制阀7即停止吹扫关闭阀门，同时当换向到烟气一侧时，无论何种情况第一脉冲控制阀5和第二脉冲控制阀7自动执行停吹压缩空气。
实施例二：
如图2所示，煤气蓄热式烧嘴脉冲蓄热体自清洁系统，包括炉窑1、蓄热式烧嘴2、脉冲气体喷嘴4、第一脉冲控制阀5、换向阀6、第二脉冲控制阀7、换向PLC控制系统8、储气装置9、脉吹PLC控制系统10、第三脉冲控制阀11；蓄热式烧嘴2为煤气蓄热式烧嘴。所述炉窑1两端或者一侧安装有至少两个蓄热式烧嘴2，蓄热式烧嘴2内设置有蓄热体3，在蓄热式烧嘴2连接管路中安装有换向阀6；所述第一脉冲控制阀5和第二脉冲控制阀7安装在蓄热式烧嘴2连接管路上；脉冲气体喷嘴4设置在蓄热式烧嘴2内与管路相连接；储气装置9分别连接第一脉冲控制阀5、第二脉冲控制阀7和第三脉冲控制阀11，换向PLC控制系统8的输出端分别连接第一脉冲控制阀5、第二脉冲控制阀7和第三脉冲控制阀11的电路输入端；第一脉冲控制阀5、第二脉冲控制阀7和第三脉冲控制阀11的输出端连接脉吹PLC控制系统10。
当蓄热式烧嘴2一侧还未开始换向到烟气一侧某时刻，采用脉吹PLC控制系统10控制第一脉冲控制阀5、第二脉冲控制阀7和第三脉冲控制阀11打开脉冲气体喷嘴4，往蓄热式烧嘴2里吹扫氮气或者其他惰性气体，，将煤气蓄热式烧嘴内的蓄热体3中的残余煤气和灰尘等杂质吹扫到炉窑1内，自动设定吹扫氮气或者其他惰性气体时间，当吹扫时间一到设定值，第一脉冲控制阀5、第二脉冲控制阀7和第三脉冲控制阀11即停止吹扫关闭阀门，同时当换向到烟气一侧时，无论何种情况第一脉冲控制阀5、第二脉冲控制阀7和第三脉冲控制阀11自动执行停吹氮气或者其他惰性气体。
实施例三：
如图3所示，空气单蓄热式烧嘴脉冲蓄热体自清洁系统，包括炉窑1、蓄热式烧嘴2、脉冲气体喷嘴4、第一脉冲控制阀5、换向阀6、第二脉冲控制阀7、换向PLC控制系统8、储气装置9、脉吹PLC控制系统10、第三脉冲控制阀11、煤气烧嘴12、第四脉冲控制阀13、第二储气装置14；煤气烧嘴12连接蓄热式烧嘴2；蓄热式烧嘴2为空气单蓄热式烧嘴。所述炉窑1两端或者一侧安装有至少两个蓄热式烧嘴2，蓄热式烧嘴2内设置有蓄热体3，在蓄热式烧嘴2连接管路中安装有换向阀6；所述第一脉冲控制阀5和第二脉冲控制阀7安装在蓄热式烧嘴2连接管路上；脉冲气体喷嘴4设置在蓄热式烧嘴2内与管路相连接；储气装置9分别连接第一脉冲控制阀5、第二脉冲控制阀7和第三脉冲控制阀11，第二储气装置14连接第四脉冲控制阀13；换向PLC控制系统8的输出端分别连接第一脉冲控制阀5、第二脉冲控制阀7、第三脉冲控制阀11和第四脉冲控制阀13的电路输入端；第一脉冲控制阀5、第二脉冲控制阀7、第三脉冲控制阀11和第四脉冲控制阀13的输出端连接脉吹PLC控制系统10。
当蓄热式烧嘴2一侧还未开始换向到烟气一侧某时刻，采用脉吹PLC控制系统10控制第一脉冲控制阀5和第二脉冲控制阀7打开脉冲气体喷嘴4，往蓄热式烧嘴2里吹扫压缩空气，将空气蓄热式烧嘴内的蓄热体3中的残余煤气和灰尘等杂质吹扫到炉窑1内，自动设定吹扫压缩空气时间，当吹扫时间一到设定值，第一脉冲控制阀5和第二脉冲控制阀7即停止吹扫关闭阀门，同时当换向到烟气一侧时，无论何种情况第一脉冲控制阀5和第二脉冲控制阀7自动执行停吹压缩空气。当蓄热式烧嘴2刚刚换向到烟气一侧，采用脉吹PLC控制系统10控制第四脉冲控制阀13打开，往煤气烧嘴12里吹扫氮气或者其他惰性气体，将煤气烧嘴12内的残余煤气和灰尘等杂质吹扫到炉窑1内，自动设定吹扫氮气和其他惰性气体时间，当吹扫时间一到设定值，第四脉冲控制阀13即关闭停止吹扫。

Claims (5)

1.蓄热式烧嘴脉冲蓄热体自清洁系统，包括炉窑(1)、蓄热式烧嘴(2)、换向阀(6)、所述炉窑(1)两端或者一侧安装有至少两个蓄热式烧嘴(2)，蓄热式烧嘴(2)内设置有蓄热体(3)，在蓄热式烧嘴(2)连接管路中安装有换向阀(6)，其特征在于：还包括脉冲气体喷嘴(4)、第一脉冲控制阀(5)、第二脉冲控制阀(7)、换向PLC控制系统(8)、储气装置(9)、脉吹PLC控制系统(10)；所述第一脉冲控制阀(5)和第二脉冲控制阀(7)安装在蓄热式烧嘴(2)连接管路上；脉冲气体喷嘴(4)设置在蓄热式烧嘴(2)内与管路相连接；储气装置(9)分别连接第一脉冲控制阀(5)和第二脉冲控制阀(7)，换向PLC控制系统(8)的输出端分别连接第一脉冲控制阀(5)和第二脉冲控制阀(7)的电路输入端；第一脉冲控制阀(5)和第二脉冲控制阀(7)的输出端连接脉吹PLC控制系统(10)。
2.根据权利要求1所述的蓄热式烧嘴脉冲蓄热体自清洁系统，其特征在于：所述蓄热式烧嘴(2)为空气蓄热式烧嘴。
3.根据权利要求1所述的蓄热式烧嘴脉冲蓄热体自清洁系统，其特征在于：还包括第三脉冲控制阀(11)，储气装置(9)连接第三脉冲控制阀(11)，换向PLC控制系统(8)的输出端连接第三脉冲控制阀(11)的电路输入端，第三脉冲控制阀(11)的输出端连接脉吹PLC控制系统(10)；所述蓄热式烧嘴(2)为煤气蓄热式烧嘴。
4.根据权利要求1所述的蓄热式烧嘴脉冲蓄热体自清洁系统，其特征在于：还包括煤气烧嘴(12)、第四脉冲控制阀(13)、第二储气装置(14)；煤气烧嘴(12)连接蓄热式烧嘴(2)；第二储气装置(14)连接第四脉冲控制阀(13)；换向PLC控制系统(8)的输出端连接第四脉冲控制阀(13)的电路输入端，第四脉冲控制阀(13)的输出端连接脉吹PLC控制系统(10)；所述蓄热式烧嘴(2)为空气单蓄热式烧嘴。
5.蓄热式烧嘴脉冲蓄热体自清洁方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A：在蓄热式烧嘴一侧还未开始换向到烟气一侧某时刻，脉吹PLC控制系统控制脉冲控制阀打开；
步骤B：脉冲气体喷嘴往蓄热式烧嘴里吹扫氮气或者压缩空气，将煤气或者空气蓄热式烧嘴内的蓄热体中的残余煤气和灰尘等杂质吹扫到炉窑内；
步骤C：当换向到烟气一侧时或者预设定的吹扫时间到时，脉吹PLC控制系统控制脉冲控制阀关闭，自动停吹氮气或者压缩空气；
步骤D：当蓄热式烧嘴刚刚换向到烟气一侧，脉吹PLC控制系统控制第四脉冲控制阀打开，往煤气烧嘴里吹扫氮气，将煤气烧嘴内的残余煤气和灰尘等杂质吹扫到炉窑1内，自动设定吹扫氮气时间，当吹扫时间一到设定值，脉吹PLC控制系统控制第四脉冲控制阀关闭，停止吹扫。
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