CN104791838A - 一种富氧燃烧评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种富氧燃烧评价方法，包括下述步骤：(1)用氧气分析仪检测出空气-氧气混合气体中的氧含量；(2)混合气体与待测燃料在加热炉内燃烧，用火焰温度检测器检测火焰温度，用烟气分析仪来测试燃烧产生的废气中各成分的含量；(3)通过与步骤(2)所述加热炉相连接的热量计算装置测出燃烧产生的热量，并计算出燃烧效率；(4)更改氧含量，重复步骤(2)和(3)，得出产生废气少且燃烧效率高时所需的氧含量。本发明所述方法能够灵活、方便地评价加热炉在各种条件下的燃烧效率，为工业应用寻找经济、高效、安全环保的富氧助燃技术参数。

Description

一种富氧燃烧评价方法

技术领域

本发明涉及一种富氧燃烧评价方法，具体地说，涉及一种加热炉富氧燃烧的评价方法。

背景技术

早在上世纪80年代初，许多发达国家都投入了大量人力物力来研究膜法富氧技术。特别是日本，其通产省就资助组织了7家公司和研究所组成“膜法富氧燃烧技术研究组”。由于能源紧张，日本先后有近20家公司推出膜法富氧装置。该国曾在以气、油、煤燃烧的不同场合进行了各种富氧应用试验，得出如下结论：用23％的富氧助燃可节能10％-25％；用25％的富氧助燃可节能20％-40％，用27％的富氧助燃则节能高达30％-50％等。联邦德国在一座马蹄型蓄热炉上用27％的富氧试验，使熔化率增加了56.2％，能耗下降20％，而熔化温度提高了100℃。瑞典、英国、德国在滚轧和铝熔炉装置上采用膜法富氧浓度25％-27％，节约燃料12％-28％，而原设备生产率提高17％-39％。美国WOLVERINE铜冶炼厂，采用29％的膜法富氧节约燃料可大于30％。此外，前苏联、英国、法国、捷克等均有膜法富氧用于助燃的报道。

富氧助燃是近代燃烧的节能技术之一。富氧助燃技术能够降低燃料的燃点，加快燃烧速度、促进燃烧完全、提高火焰温度、减少燃烧后的烟气量、提高热量利用率和降低过量空气系数，节能减排，被发达国家称之为“资源创造性技术”。因此，富氧助燃技术在加热炉富氧助燃领域的应用前景非常广阔。

然而，现有技术中，富氧燃烧设备成本高，且无法方便地检测各种条件下的富氧燃烧效率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种成本低、操作方便的富氧燃烧评价方法，所述方法能够灵活、方便地评价加热炉在各种条件下的燃烧效率及废气成分，为工业应用寻找经济、高效、安全环保的富氧助燃技术参数。

本发明所述的富氧燃烧评价方法包括下述步骤：

(1)将空气，氧气在进气管内混合，得混合气体，通过氧气分析仪检测出混合气体中的氧含量；

(2)步骤(1)所述混合气体进入加热炉，与待测燃料一起在加热炉内燃烧，燃烧过程中，用火焰温度检测器检测火焰温度，根据火焰温度判断燃烧是否充分，用烟气分析仪来测试燃烧产生的废气中氮气、一氧化碳、二氧化硫、氧化氮的含量；

(3)通过与步骤(2)所述加热炉相连接的热量计算装置测出测出燃烧产生的热量，并计算出燃烧效率；

(4)更改步骤(1)所述混合气体的氧含量，重复步骤(2)和(3)，得出产生废气少且燃烧效率高时所需的氧含量。

优选地，步骤(2)所述火焰温度检测器有三个，且三个火焰温度检测器的检测探头分别位于加热炉的下部、中部和上部，根据测得的三个火焰温度判断燃料的燃烧程度。

如图1所示，完成上述富氧燃烧评价的实验装置包括加热炉1和出烟筒2，所述加热炉1安装有进气管10，所述进气管10连接富氧管路、及空气管路。所述富氧管路连接有富氧发生装置4；所述空气管路连接有鼓风装置3。所述进气管10上安装有连接氧分析仪6的氧分析探头；所述加热炉1连接燃料管路，所述燃料管路与燃料供给装置5相连。所述燃料管路上安装有第一流量计和流速调节器，通过流速调节器，使用人员可以调节燃料供给速率，通过流量计，使用人员可以结合单位数量的燃料热量计算每一时段燃料燃烧的理论产生总热量。所述加热炉1上安装带有火焰温度检测探头的火焰温度检测器7、及热量计算装置8，所述火焰温度检测探头伸入加热炉1内；所述热量计算装置8包括散热器、水循环管路、温度检测器、及水循环管路内的第二流量计，所述温度检测器包括分别位于水循环管路入口和出口处的两个温度检测探头。所述出烟筒2内安装有连接烟气分析仪9的烟气分析探头。

其中，所述加热炉1下部可以呈圆筒状，上部呈锥台状。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)在本发明所述评价方法中，将空气，富氧在进气管内混合，并通过氧分析仪检测混合后的气体氧含量，燃料在混合气体中燃烧，使用人员可以通过火焰温度检测器方便的检测到火焰温度，用来检测燃料燃烧程度；

(2)使用烟气分析仪来测试燃烧后的废气中氮气、一氧化碳、二氧化硫、氧化氮等废气的含量及成分，通过烟气分析探头，检测出烟气成分和含量；

(3)改变实验条件，方便地研究各种实验条件对富氧燃烧产物含量及成分的影响，得出产生较少废气的条件，以达到环保的效果。

(4)所述热量计算装置结构简单、成本低，可以方便地测出各时段的燃烧效率；

(5)改变实验条件，可以方便地研究各种实验条件对燃烧效率的影响，得出燃烧效率较高的条件，以达到节能的效果。

附图说明

图1是一种富氧燃烧评价装置的示意图，其中：

1加热炉；2出烟筒；3鼓风装置；31第一风门；32第二风门；4富氧发生装置；41第三风门；42第四风门；5燃料供给装置；6氧分析仪；7火焰温度检测器；8热量计算装置；9烟气分析仪；10进气管。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明进行详细说明。

根据图1所示评价装置，通过鼓风装置3、富氧发生装置4、燃料供给装置5分别向进气管10通入空气和富氧气体，所述空气和富氧气体在进气管10内混合。进气管10内安装有氧分析探头，检测混合气体的氧含量。燃料在充满混合气体的加热炉1内燃烧。通过火焰温度检测器7检测加热炉1内火焰温度，所述火焰温度检测探头可以有三个，所述三个火焰温度检测探头分别位于加热炉的下部、中部、及上部，根据这三个温度判断燃料燃烧是否充分。得出两个温度检测探头所处位置的温差，将温差、水流量、及水的比热相乘就可以知道水带走的热量，连续测量就得到某个时间段的热量；已知燃料成分和热值，循环水带走的热量除以燃料理论热量即所述加热炉1的燃烧效率；更改实验条件，方便的研究各种实验条件对燃烧效率的影响，得出较高燃烧效率的条件，以达到节能的效果。也可通过烟气分析仪9检测烟气成分和含量。使用人员可以通过所述实验装置，更改实验条件，方便的研究各种实验条件对富氧燃烧产物含量及成分的影响，得出产生较少废气的条件，以达到环保的效果。

所述富氧管路上可以带有第一风门31，第一风门31并联有富氧加热管，富氧加热管上安装有第二风门32，所述富氧加热管伸入出烟筒2内；所述空气管路上带有第三风门41，所述第三风门41并联有空气加热管，空气加热管上安装有第四风门42，所述空气加热管伸入出烟筒2内。

所述富氧管路并联有伸入出烟筒2的富氧加热管，所述空气管路并联有伸入出烟筒2的空气加热管，使用人员可以关闭第一风门31或第三风门41，打开第二或第四风门42，富氧管路内的富氧气体和空气管路内的空气可以在出烟筒2内预加热，达到带走出烟筒2内热量和方便研究加热空气的条件下富氧燃烧的效果。

所述富氧燃烧评价实验装置还可以包括服务器，服务器上安装有显示屏，所述服务器分别与温度检测器、氧气分析仪、火焰温度检测器7、烟气分析仪9、第一流量计、及第二流量计相连。所述服务器还包括控制机构，所述控制机构连接流速调节器、鼓风装置3、富氧发生装置4、第一风门31、第二风门32、第三风门41、第四风门42、及流速调节器。控制机构连接各部件，可以起到控制调节的作用，方便了使用人员对各部件的操作。

通过上述服务器可以方便地得出各实验条件下的实验参数，并且可以通过实验参数计算燃烧效率，寻找产生废气少、燃烧效率高的实验条件。所述服务器包括控制机构，使用人员可以方便的通过控制机构控制各部件并间接调控实验原始条件，所述服务器还连接各类检测部件，可以对检测的数据进行处理，并将处理后或检测的数据显示在显示屏上。

实施例1

1.开车

风门2开，调节阀RV1控制去燃烧器空气流量。检查各风门开启情况。

开启空气泵P01，对加热炉进行吹扫3分钟，关闭空气泵P01，点燃长明灯，点燃燃烧器，调节燃气调节阀RV5使燃气达到额定工况。

关闭空气调节阀，打开空气泵P01，逐渐开启空气调节阀至额定工况。待加热炉工作稳定后，操作人员根据试验的要求可进行下列工况的试验。

2.全空气燃烧实验

①空气不预热，富氧关

风门2开，调节阀RV1控制去燃烧器空气流量。

②空气预热，富氧关

风门1开，风门7开，风门8开，调节阀RV1控制去燃烧器空气流量。

③部分空气经富氧喷嘴燃烧

该工况分为两种情况：1是空气不预热进燃烧器，2是空气预热进燃烧器，这两种工况的操作步骤同上述的1,2条。在1工况下，打开风门2、风门5，部分空气经调节阀RV7进入富氧喷嘴。在2工况下，打开风门1，风门7，风门8，风门6，部分空气经调节阀RV7进入富氧喷嘴。

3.空气+富氧气体燃烧

①空气不预热

风门2开，调节阀RV1控制去燃烧器空气流量。风门4开，风门6开，富氧气体经调节阀RV7进入富氧喷嘴。

②空气预热，富氧气体不预热

风门1开，风门7开，调节阀RV1控制去燃烧器空气流量。风门4开，风门6开，富氧气体不预热，经调节阀RV7进入富氧喷嘴。

4.整体增氧燃烧

①空气、富氧气体不预热

风门2开，风门4开，空气经调节阀RV1控制去燃烧器，富氧气体经调节阀RV6控制和空气混合后去燃烧器。

②空气预热、富氧气体不预热

风门1开，风门7开，空气经预热后调节阀RV1控制去燃烧器，风门4开，富氧气体不预热经调节阀RV6控制和空气混合后去燃烧器。

5.结果分析

记录瓦斯的流量、空气流量、富氧含量和流量、循环水量、循环水进出加热炉温差、烟气成分含量、炉膛温度、烟筒温度，计算Q1、Q2，得到工艺生产过程中经济、高效、安全环保的富氧助燃条件。

Claims (2)

1.一种富氧燃烧评价方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)将空气、氧气在进气管内混合，得混合气体，通过氧气分析仪检测出混合气体中的氧含量；

(2)步骤(1)所述混合气体进入加热炉，与待测燃料一起在加热炉内燃烧，燃烧过程中，用火焰温度检测器检测火焰温度，用烟气分析仪来测试燃烧产生的废气中氮气、一氧化碳、二氧化硫、氧化氮的含量；

(3)通过与步骤(2)所述加热炉相连接的热量计算装置测出燃烧产生的热量，并计算出燃烧效率；

(4)更改步骤(1)所述混合气体的氧含量，重复步骤(2)和(3)，得出产生废气少且燃烧效率高时所需的氧含量。

2.根据权利要求1所述的富氧燃烧评价方法，其特征在于，步骤(2)所述火焰温度检测器有三个，所述三个火焰温度检测器的检测探头分别位于加热炉的下部、中部和上部，根据测得的三个火焰温度判断燃烧是否充分。