CN106017091B - 一种防爆安全工业炉 - Google Patents

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Abstract

一种防爆安全工业窑炉，包括有炉底、炉墙、炉顶、炉门、外挂在炉墙上的蓄热燃烧系统以及中央控制系统；其中，所述蓄热燃烧系统包括燃料输送管道、点火器和防爆安全保障系统；所述防爆安全保障系统包括有靠近燃料输送管道并与燃料输送管道成一定角度的火焰探头，所述火焰探头的探测点位于燃料输送管道的燃料出口处。本发明防爆安全工业窑炉克服了弥散式蓄热燃烧工业炉燃烧系统的安全弱点，可准确判断系统的火焰状态，确保系统安全运行。

Description

一种防爆安全工业炉
技术领域
本发明属于工业窑炉领域，特别涉及一种带有防爆系统的安全工业炉。
背景技术
在我国工业炉中，普遍使用预混式蓄热燃烧技术。但最近几年弥散式蓄热燃烧技术由于其具有更好的节能效果、更低的污染物排放而得到迅速推广应用。但弥散式蓄热燃烧系统将炉膛作为燃烧室，燃料由燃料输送管道送入炉膛，再与左边或右边进入炉膛的助燃空气(另一边排出烟气)相互卷吸逐渐混合燃烧而形成弥散式火焰。火焰在整个炉膛内方向不定或者位置不定，因而，使用传统的单点探测固定位置火焰的防爆安全系统无法准确判定炉膛火焰是否存在，因而可能造成系统经常误判。当炉膛内火焰熄灭而系统未能正确判断时，势必造成燃料不断供应并与空气混合形成符合爆炸极限比列的混合气体，出现重大安全隐患。
为了解决这一重大安全隐患，必须要研究一种新的防爆安全系统，准确判断系统尤其是弥散式蓄热燃烧系统的火焰状态，确保系统安全运行。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种防爆安全工业窑炉，以准确判断系统的火焰状态，确保系统安全运行。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种防爆安全工业窑炉，包括有炉底、炉墙、炉顶、炉门、外挂在炉墙上的弥散式蓄热燃烧系统以及中央控制系统；其中，所述弥散式蓄热燃烧系统包括燃料输送管道、点火器和防爆安全保障系统；所述防爆安全保障系统包括有靠近燃料输送管道并与燃料输送管道成一定角度的火焰探头。
进一步地，所述点火器点燃小火焰后在系统运行过程中保持小火焰为长明火焰；点火器安装位置位于燃料输送管道中心、长明火位于炉膛火焰根部后方，或位于燃料输送管道下方、长明火位于炉膛火焰根部下方。
进一步地，所述火焰探头包括有上火焰探头或/和右火焰探头或/和左火焰探头，所述上火焰探头或/和右火焰探头或/和左火焰探头的探测点位于燃料输送管道的燃料出口处。
进一步地，所述蓄热燃烧系统包括有第一蓄热箱和第二蓄热箱，第一蓄热箱和第二蓄热箱分别通过第一气体通道和第二气体通道与炉膛相通；燃料输送管道位于两个蓄热箱中间位置，燃料经燃料输送管道送入炉膛。
进一步地，所述点火器后方设置一个火焰探头，用于判断长明火焰是否存在。
进一步地，所述中央控制系统包括有PLC和相关输入输出端口，火焰探头探测到的火焰信号通过信号线送给PLC，PLC程序根据这些信号判定燃料输送管道出口是否存在火焰，从而控制系统继续供应燃料或者切断供应燃料。
本发明另一技术方案为：
一种防爆安全工业窑炉的使用方法，其中，系统开始运行时，点火器点燃长明火焰，通过燃料输送管道送入燃料；第一个设定时间T内，与第二蓄热箱连接的第二气体通道送入助燃空气，与第一蓄热箱连接的第一气体通道排出烟气；这时炉膛内气流由左向右流动，带动炉膛火焰向右边偏移并在炉膛右半部分进行弥散式燃烧，右火焰探头可以探测到炉膛火焰；第一个设定时间T后的第二个T时间内，弥散式蓄热燃烧系统换向，与第二蓄热箱连接的第二气体通道排出烟气，与第一蓄热箱连接的第一气体通道送入助燃空气；这时炉膛内气流由右向左流动，带动炉膛火焰向左边偏移并在炉膛左半部分进行弥散式燃烧，左火焰探头可以探测到炉膛火焰；第二个T时间后，系统转换成第一设定时间的状态运行，如此循环；如果右火焰探测器或左火焰探测器分别测得火焰存在，则说明炉膛内火焰正常，中央控制系统通过PLC程序指令系统保持燃料的供应；如果右火焰探测器和左火焰探测器均未测得火焰存在则中央控制系统通过PLC程序判定炉膛内火焰异常熄灭，为保证安全，PLC程序指令系统截断燃料供给，并停止系统运行。
进一步地，本方法还可以只安装一个上火焰探头在燃料输送管道的上方，不管火焰左偏还是右偏，均可探测到火焰，如果该探头未测得火焰存在则中央控制系统通过PLC程序判定炉膛内火焰异常熄灭，为保证安全，PLC程序指令系统截断燃料供给，并停止系统运行。
相较于现有技术，本发明防爆安全工业窑炉克服了弥散式蓄热燃烧工业炉燃烧系统的安全弱点，可准确判断系统的火焰状态，确保系统安全运行，使得弥散式蓄热燃烧这种节能环保型燃烧技术可以放心推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明防爆安全工业窑炉的原理示意图。
图2是图1的时间间隔T后的另一个状态示意图。
图3是本发明的另一种实施例示意图。
图4是本发明的又一种实施例示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种防爆安全工业窑炉，其通过一种新的方法确保使用弥散式燃烧的工业炉安全生产。
本发明通过采用一种新的防爆安全保障系统，该系统由靠近燃料输送管道并与燃料输送管道成一定角度的至少2只火焰探头组成，火焰探头的探测点位于燃料输送管道的出口即炉膛火焰根部。电脑控制系统的PLC读取火焰探头反馈的信号，根据信号判断炉膛火焰情况，决定燃料供应需要继续还是切断。本发明解决了弥散式燃烧工业炉重大安全隐患，可以准确判断蓄热燃烧系统的火焰状态，确保系统安全运行。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“左”、“右”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，这仅仅是描述本发明的实施例中对相同属性的对象在描述时所采用的区分方式。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，以便包含一系列单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它单元。
以下分别进行详细说明。
本发明的实施例由靠近燃料输送管道并与燃料输送管道成一定角度的至少2只火焰探头、相关PLC及其控制程序组成防爆安全保障系统，火焰探头的探测点位于燃料输送管道的燃料出口处即炉膛火焰根部处；同时，点火器自带传统火焰探头，位于燃料输送管道中心、长明火焰位于燃料输送管道燃料出口后方。
如图1所示，本发明实施例一种防爆安全工业窑炉，包括有炉底、炉墙、炉顶、炉门、外挂在炉墙上的弥散式蓄热燃烧系统以及中央控制系统；其中，炉底、炉墙、炉顶、炉门组成炉膛1；所述弥散式蓄热燃烧系统包括有燃料输送管道6、点火器8、第一蓄热箱7、第二蓄热箱9和防爆安全保障系统；第一蓄热箱7和第二蓄热箱9分别通过第一气体通道5和第二气体通道11与炉膛1相通；燃料输送管道6位于两个蓄热箱中间位置，燃料13通过燃料输送管道6送入炉膛1；所述防爆安全保障系统包括有靠近燃料输送管道6并与燃料输送管道6成一定角度的两只火焰探头(右火焰探头和左火焰探头)，两只火焰探头的探测点位于燃料输送管道6的燃料出口处即炉膛火焰根部14处。
其中，点火器8点燃小火焰4后在系统运行过程中保持小火焰4不灭，小火焰4也即是长明火焰4；本实施例中，点火器8安装位置位于燃料输送管道6的中心、长明火焰4位于炉膛火焰根部14后方，或位于燃料输送管道下方、长明火位于炉膛火焰根部下方。
点火器8后方也设置传统火焰探头(图中未示)，用于判断长明火焰4是否存在。
中央控制系统(图中未示)包括有PLC和相关输入输出端口，右火焰探头的右信号探测器2-2和左火焰探头的左信号探测器10-2分别探测由右探测管2-1和左探测管10-2传递过来的火焰根部火焰信号，并通过右信号线2-3和左信号线10-3送给PLC，PLC程序根据这些信号判定燃料输送管道6的出口是否存在火焰15，从而根据一定规则控制系统继续供应燃料13或者切断燃料13的供应。
本发明另一实施例为一种防爆安全工业窑炉的使用方法，如图1所示，包括有炉底、炉墙、炉顶、炉门、外挂在炉墙上的弥散式蓄热燃烧系统以及中央控制系统；其中，炉底、炉墙、炉顶、炉门组成炉膛1。弥散式蓄热燃烧系统包括燃料输送管道6、点火器8和防爆安全保障系统。防爆安全保障系统包括有靠近燃料输送管道6并与燃料输送管道6成一定角度的两只火焰探头(右火焰探头和左火焰探头)，两只火焰探头的探测点位于燃料输送管道6的燃料出口处即炉膛火焰根部14处。
点火器8点燃小火焰4后在系统运行过程中保持小火焰4不灭，即长明火焰4；本实施例中，点火器8安装位置位于燃料输送管道6中心、长明火焰4位于炉膛火焰根部14后方。
弥散式蓄热燃烧系统，包括有第一蓄热箱7和第二蓄热箱9，第一蓄热箱7和第二蓄热箱9分别通过第一气体通道5和第二气体通道11与炉膛1相通；燃料输送管道6位于两个蓄热箱中间位置，燃料13通过燃料输送管道6送入炉膛1。
点火器8后方也设置传统火焰探头(图中未示)，判断长明火焰4是否存在。
中央控制系统(图中未示)由PLC和相关输入输出端口组成，右火焰探头的右信号探测器2-2和左火焰探头的左信号探测器10-2探测由右探测管2-1和左探测管10-2传递过来的火焰根部火焰信号，并通过右信号线2-3和左信号线10-3送给PLC，PLC程序根据这些信号判定燃料输送管道6出口是否存在火焰15，从而控制系统继续供应燃料13或者切断燃料13的供应。
当系统开始运行时，弥散式蓄热燃烧系统的点火器8点燃长明火焰4，通过燃料输送管道6送入燃料13。
第一个设定时间T内，与第二蓄热箱9连接的第二气体通道11送入助燃空气12，与第一蓄热箱7连接的第一气体通道5排出烟气3。这时炉膛1内气流16由左向右流动，带动炉膛火焰15向右边偏移并在炉膛1右半部分进行弥散式燃烧。这时右火焰探头2可以探测到炉膛火焰15。
第一个设定时间T后的第二个T时间内，如图2所示，弥散式蓄热燃烧系统换向，与第二蓄热箱9连接的第二气体通道11排出烟气3，与第一蓄热箱7连接的第一气体通道5送入助燃空气12。这时炉膛1内气流16由右向左流动，带动炉膛火焰15向左边偏移并在炉膛1左半部分进行弥散式燃烧。这时左火焰探头10可以探测到炉膛火焰15。
第二个T时间后，系统转换成图1所示的状态运行，如此循环。如果右火焰探测器或左火焰探测器分别测得火焰15存在，则说明炉膛1内火焰正常，中央控制系统通过PLC程序指令系统保持燃料13的供应；如果右火焰探测器和左火焰探测器均未测得火焰15存在则中央控制系统通过PLC程序判定炉膛1内火焰异常熄灭，为保证安全，PLC程序指令系统截断燃料13供给，并停止系统运行。排除异常情况后再点火运行。
本发明另一实施例为将点火器8安装于燃料输送管道6下方、长明火焰4位于炉膛火焰根部14下方，如图3所示。
本发明另一实施例如图4所示，只在燃料输送管道上方安装上火焰探头17，探测点位于炉膛火焰根部14上方，不管火焰15左偏还是右偏均可以探测到火焰15存在。
综上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种防爆安全工业窑炉，包括有炉底、炉墙、炉顶、炉门、外挂在炉墙上的弥散式蓄热燃烧系统以及中央控制系统；其特征在于：所述弥散式蓄热燃烧系统包括燃料输送管道、点火器、第一蓄热箱、第二蓄热箱和防爆安全保障系统；所述第一蓄热箱和第二蓄热箱分别通过第一气体通道和第二气体通道与炉膛相通，燃料输送管道位于两个蓄热箱中间位置；所述防爆安全保障系统包括有靠近燃料输送管道并与燃料输送管道成一定角度的火焰探头，所述火焰探头包括有右火焰探头和左火焰探头，所述右火焰探头和左火焰探头的探测点位于燃料输送管道的燃料出口处。
2.如权利要求1所述的防爆安全工业窑炉，其特征在于：所述点火器点燃小火焰后在系统运行过程中保持小火焰为长明火焰；点火器安装位置位于燃料输送管道中心、长明火位于炉膛火焰根部后方，或位于燃料输送管道下方、长明火位于炉膛火焰根部下方。
3.如权利要求1所述的防爆安全工业窑炉，其特征在于：所述点火器后方设置一个火焰探头，用于判断长明火焰是否存在。
4.如权利要求1所述的防爆安全工业窑炉，其特征在于：所述中央控制系统包括有PLC和相关输入输出端口，火焰探头探测到的火焰信号通过信号线送给PLC，PLC程序根据这些信号判定燃料输送管道出口是否存在火焰，从而控制系统继续供应燃料或者切断供应燃料。
5.如权利要求1-4任一项所述的防爆安全工业窑炉的使用方法，其特征在于：系统开始运行时，点火器点燃长明火焰，通过燃料输送管道送入燃料；第一个设定时间T内，与第二蓄热箱连接的第二气体通道送入助燃空气，与第一蓄热箱连接的第一气体通道排出烟气；这时炉膛内气流由左向右流动，带动炉膛火焰向右边偏移并在炉膛右半部分进行弥散式燃烧，右火焰探头可以探测到炉膛火焰；第一个设定时间T后的第二个T时间内，弥散式蓄热燃烧系统换向，与第二蓄热箱连接的第二气体通道排出烟气，与第一蓄热箱连接的第一气体通道送入助燃空气；这时炉膛内气流由右向左流动，带动炉膛火焰向左边偏移并在炉膛左半部分进行弥散式燃烧，左火焰探头可以探测到炉膛火焰；第二个T时间后，系统转换成第一设定时间的状态运行，如此循环；如果右火焰探测器或左火焰探测器分别测得火焰存在，则说明炉膛内火焰正常，中央控制系统通过PLC程序指令系统保持燃料的供应；如果右火焰探测器和左火焰探测器均未测得火焰存在则中央控制系统通过PLC程序判定炉膛内火焰异常熄灭，为保证安全，PLC程序指令系统截断燃料供给，并停止系统运行。
6.如权利要求5所述的一种防爆安全工业窑炉的使用方法，其特征在于：安装一个上火焰探头在燃料输送管道的上方，不管火焰左偏还是右偏，均可探测到火焰，如果该探头未测得火焰存在，则中央控制系统通过PLC程序判定炉膛内火焰异常熄灭，PLC程序指令系统截断燃料供给，并停止系统运行。
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Effective date of registration: 20171018

Address after: 511400, No. 3, No. 714, Xinqiao village, Qinghe East Road, Dalong street, Guangdong, Guangzhou, Panyu District

Applicant after: Guangzhou Huang Hao electronic technology Co., Ltd.

Address before: Xihu District city of Hangzhou in West Zhejiang province 310012 entertainment center room 198 No. 460

Applicant before: Zhejiang dragon Youyuan Amperex Technology Limited

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Effective date of registration: 20190130

Address after: 518000 Guangdong Shenzhen Baoan District Xixiang street Xixiang Bao Yuan Road 168 B Tung 1 District 326 room.

Applicant after: SHENZHEN LONGRUITAIXING ENERGY ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY CO., LTD.

Address before: 511400 No. 714, No. 3 Xinqiaocun Section, Qinghe East Road, Dalong Street, Panyu District, Guangzhou City, Guangdong Province

Applicant before: Guangzhou Huang Hao electronic technology Co., Ltd.

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Effective date of registration: 20190802

Address after: Room 401, 4th floor, 418 Fenglin Third Road, Yuelu District, Changsha City, Hunan Province

Patentee after: Hunan Hongshengyuan Technology Co., Ltd.

Address before: 518000 Guangdong, Baoan District, Xixiang, Xixiang street, No. Po Road, building, room 1, room 168, B

Patentee before: SHENZHEN LONGRUITAIXING ENERGY ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY CO., LTD.

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Application publication date: 20161012

Assignee: SHENZHEN LONGRUI TAIXING ENERGY ENVIRONMENT TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Assignor: Hunan Hongshengyuan Technology Co.,Ltd.

Contract record no.: X2020980002805

Denomination of invention: Anti-explosion safe industrial furnace

Granted publication date: 20190312

License type: Exclusive License

Record date: 20200605

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