CN106196022A - 一种稳定火焰的蓄热式窑炉燃烧系统及方法 - Google Patents

一种稳定火焰的蓄热式窑炉燃烧系统及方法 Download PDF

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任峻岭
王治国
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Abstract

本发明涉及一种稳定火焰的蓄热式窑炉燃烧系统及方法,包括炉膛、烟气热量回收系统、燃烧系统,所述烟气热量回收系统包括至少两个蓄热室、空气流道、四通换向阀、鼓风机、引风机,两个蓄热室一侧通过空气流道连接在炉膛上,蓄热室的另一侧通过空气流道相互贯通里连接,蓄热室内设有用于吸收烟气热量的蓄热球,每个蓄热室与炉膛之间的空气流道上均设有一个辅助燃烧器,两个蓄热室之间的空气流道通过四通换向阀连接共用的鼓风机和引风机。在冷炉或加料或其他工艺要求的情况下,辅助燃烧器会随着换向阀的工作而点燃,实现增加燃烧器总的输入功率,缩短升温工艺时间的目的。

Description

一种稳定火焰的蓄热式宮炉燃烧系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种窑炉燃烧系统,具体说是一种稳定火焰的蓄热式窑炉燃烧系统及方法。
背景技术
[0002] 蓄热燃烧技术作为一种全新的燃烧方式,能够较大程度地回收烟气中的热量,从而实现燃烧系统的节能。在工业生产中有着广泛的应用。
[0003] 早在19世纪中期,蓄热燃烧技术就已经被应用于高炉、焦炉等大型设备上用于回收烟气中的热量。
[0004] 1982年,英国Hot Work Development公司开发了以陶瓷小球作为蓄热体的蓄热燃烧系统,大大提高了蓄热燃烧的效率。
[0005]由于蓄热燃烧系统具有优异的热效率,引起了广泛的研究兴趣。研究者从蓄热体的材料,燃烧方式,空燃比例等方面入手,提出了各种不同的蓄热式燃烧器。例如换向式蓄热燃烧器,不换向式蓄热燃烧器等等。所使用的燃料范围非常广泛,从重油到柴油,从天然气到煤气,都可以使用。使用蓄热式燃烧器,不仅能够节约能源,还能有大大降低有害废气的排放。例如:氮氧化物等等。
[0006] 但是,在蓄热式燃烧器启动阶段,由于炉膛内的温度较低,蓄热体的换热效率低,此时,燃烧器的优势无法正常发挥出来。此时的燃烧,往往不充分,产生大量的黑烟。火焰产生所产生的热量,一部分用于提升炉子的温度,一部分用于提升物料的温度。为了解决这一问题,发明了一种新型的蓄热式窑炉燃烧系统。通过该系统,解决蓄热式燃烧器在窑炉点火升温阶段热效率不高,燃烧不充分,产生黑烟等问题。
发明内容
[0007] 针对上述情况,本发明提供一种稳定火焰的蓄热式窑炉燃烧系统及方法,其主要技术点在于:第一,主燃烧器与蓄热箱分离,使蓄热箱通过四通换向阀改变气流流动方向,实现新鲜空气与烟气之间交换热量的功能。主燃烧器不会因为流经蓄热箱的气流方向改变而熄火或重新点燃。第二,在连接蓄热箱与炉膛直接流道上安装有辅助燃烧器。在冷炉或加料或其他工艺要求的情况下,辅助燃烧器会随着换向阀的工作而点燃,实现增加燃烧器总的输入功率,缩短升温工艺时间的目的。
[0008] 为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种稳定火焰的蓄热式窑炉燃烧系统,包括炉膛、烟气热量回收系统、燃烧系统,所述烟气热量回收系统包括至少两个蓄热室、空气流道、四通换向阀、鼓风机、引风机,两个蓄热室一侧通过空气流道连接在炉膛上,蓄热室的另一侧通过空气流道相互贯通里连接,每个蓄热室与炉膛之间的空气流道上均设有一个辅助燃烧器,两个蓄热室之间的空气流道通过四通换向阀连接共用的鼓风机和引风机。
[0009] 所述蓄热室内设有用于吸收烟气热量的蓄热球,蓄热球这里是蓄热体中的一种材料,也可采用其他的蓄热材料。
[0010] 所述燃烧系统包括一个主燃烧器、主燃烧控制阀、主燃气管道,主燃烧器与蓄热室分离且炉膛贯通设置,主燃烧器通过主燃气管道与燃气供给系统供给燃料,主燃气管道上还设有主燃烧控制阀。
[0011] 燃料供给系统能够为系统提供多种燃料。例如:重油、柴油、煤油、天然气、煤气等等。在燃料供给系统上,有一个主燃烧器以及两个辅助燃烧器。在工作过程中,一般主燃烧器不熄火。辅助燃烧器根据工艺的要求点火或熄灭。
[0012] 燃料供给系统设有控制阀,用以控制燃气的流动以及安全。必要时可通过阀门迅速关闭燃气通路。另设有压力表等设备,图中未画出。
[0013] 所述辅助燃烧器与燃气供给系统通过辅助燃气管道连接,通过燃气供给系统供给燃料,辅助燃气管道上还设有辅助燃烧器控制阀。蓄热系统主要通过四通阀的换向动作实现烟气和空气的热交换,通过提升进入炉膛空气温度的方法,实现促进燃烧,降低氮氧化物排放的功能。达到节能减排的目的。
[0014] 一种蓄热式窑炉燃烧系统的蓄热以及烟气回收方法:将蓄热室其中一个标记为蓄热室A,另一个标记为蓄热室B,与蓄热室A相邻的辅助燃烧器标记为辅助燃烧器A,与蓄热室B相邻的辅助燃烧器标记为辅助燃烧器B。蓄热室A和蓄热室B布置在主燃烧器的两侧;在两个蓄热室空气流道上分别安装有辅助燃烧器。四通换向阀在一个周期内控制气流的流动。例如:在前半周期,四通换气阀分别接通引风机与蓄热室A,鼓风机与蓄热室B。炉膛内的烟气通过蓄热室A被引风机抽走。烟气中的热量被安装在蓄热室A内的蓄热球吸收。新风由鼓风机吹入,经过蓄热室B进入炉膛,同时将蓄热室B内储存的热量带入炉膛。当蓄热室A内的温度达到适当温度时,前半周期结束,系统进入到后半个周期。此时,通过四通换向阀切换,蓄热室A与鼓风机接通,蓄热室B与引风机接通。炉膛内热的烟气进过蓄热室B被引风机抽走,热量被留在蓄热室B中。冷的空气经过被鼓风机送入蓄热室A,吸收蓄热室A中留存的热量,然后进入炉膛内。等蓄热室B的温度达到适当的温度时,后半周期结束,重新开始一个新的周期。
[0015] 每个周期的长度从10秒到600秒不等。依据不同的工艺阶段或工艺需求进行调节。在系统工作中,主燃烧器一直保持燃烧,不受四通换向阀工作周期的影响。仅当工艺需要时,主燃烧器才会熄火。
[0016] 在前半周期时,例如蓄热室B接通鼓风机时,辅助燃烧器B点火工作。此时,辅助燃烧器A熄火。当进入到后半个周期时,此时,蓄热室A与鼓风机接通,辅助燃烧器A点火工作。
[0017] 本发明的优点是:第一,主燃烧器与蓄热箱分离,使蓄热箱通过四通换向阀改变气流流动方向,实现新鲜空气与烟气之间交换热量的功能。主燃烧器不会因为流经蓄热室的气流方向改变而熄火或重新点燃。第二,在连接蓄热箱与炉膛直接流道上安装有辅助燃烧器。在冷炉或加料或其他工艺要求的情况下,辅助燃烧器会随着换向阀的工作而点燃,实现增加燃烧器总的输入功率,缩短升温工艺时间的目的。
[0018]
附图说明
[0019] 图1为本发明的结构示意图。
[0020] 在图中:1-炉膛,2-蓄热室A,21-蓄热室B,3-空气流道,4-四通换向阀,5-鼓风机,6-引风机,7-辅助燃烧器A,71-辅助燃烧器B,8-主燃烧器,9-主燃烧控制阀,10-主燃气管道,11-辅助燃气管道,12-辅助燃烧器控制阀,13-燃气供给系统。
具体实施方式
[0021] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
[0022] 参见图1,一种稳定火焰的蓄热式窑炉燃烧系统,包括炉膛、烟气热量回收系统、燃烧系统,所述烟气热量回收系统包括至少两个蓄热室、空气流道、四通换向阀、鼓风机、引风机,两个蓄热室一侧通过空气流道连接在炉膛上,蓄热室的另一侧通过空气流道相互贯通里连接,蓄热室内设有用于吸收烟气热量的蓄热球,每个蓄热室与炉膛之间的空气流道上均设有一个辅助燃烧器,两个蓄热室之间的空气流道通过四通换向阀连接共用的鼓风机和引风机。
[0023] 所述燃烧系统包括一个主燃烧器、主燃烧控制阀、主燃气管道,主燃烧器与蓄热室分离且炉膛贯通设置,主燃烧器通过主燃气管道与燃气供给系统供给燃料,主燃气管道上还设有主燃烧控制阀。
[0024] 燃料供给系统能够为系统提供多种燃料。例如:重油、柴油、煤油、天然气、煤气等等。在燃料供给系统上,有一个主燃烧器以及两个辅助燃烧器。在工作过程中,一般主燃烧器不熄火。辅助燃烧器根据工艺的要求点火或熄灭。
[0025] 燃料供给系统设有控制阀,用以控制燃气的流动以及安全。必要时可通过阀门迅速关闭燃气通路。另设有压力表等设备,图中未画出。
[0026] 所述辅助燃烧器与燃气供给系统通过辅助燃气管道连接,通过燃气供给系统供给燃料,辅助燃气管道上还设有辅助燃烧器控制阀。蓄热系统主要通过四通阀的换向动作实现烟气和空气的热交换,通过提升进入炉膛空气温度的方法,实现促进燃烧,降低氮氧化物排放的功能。达到节能减排的目的。
[0027] 为了说明本发明的原理,将蓄热室其中一个标记为蓄热室A,另一个标记为蓄热室B,与蓄热室A相邻的辅助燃烧器标记为辅助燃烧器A,与蓄热室B相邻的辅助燃烧器标记为辅助燃烧器B。蓄热室A和蓄热室B布置在主燃烧器的两侧;在两个蓄热室空气流道上分别安装有辅助燃烧器。四通换向阀在一个周期内控制气流的流动。例如:在前半周期,四通换气阀分别接通引风机与蓄热室A,鼓风机与蓄热室B。炉膛内的烟气通过蓄热室A被引风机抽走。烟气中的热量被安装在蓄热室A内的蓄热球吸收。新风由鼓风机吹入,经过蓄热室B进入炉膛,同时将蓄热室B内储存的热量带入炉膛。当蓄热室A内的温度达到适当温度时,前半周期结束,系统进入到后半个周期。此时,通过四通换向阀切换,蓄热室A与鼓风机接通,蓄热室B与引风机接通。炉膛内热的烟气进过蓄热室B被引风机抽走,热量被留在蓄热室B中。冷的空气经过被鼓风机送入蓄热室A,吸收蓄热室A中留存的热量,然后进入炉膛内。等蓄热室B的温度达到适当的温度时,后半周期结束,重新开始一个新的周期。
[0028] 每个周期的长度从10秒到600秒不等。依据不同的工艺阶段或工艺需求进行调节。在系统工作中,主燃烧器一直保持燃烧,不受四通换向阀工作周期的影响。仅当工艺需要时,主燃烧器才会熄火。
[0029] 在前半周期时,例如蓄热室B接通鼓风机时,辅助燃烧器B点火工作。此时,辅助燃烧器A熄火。当进入到后半个周期时,此时,蓄热室A与鼓风机接通,辅助燃烧器A点火工作。
[0030] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种稳定火焰的蓄热式窑炉燃烧系统,包括炉膛、烟气热量回收系统、燃烧系统,其特征在于,所述烟气热量回收系统包括至少两个蓄热室、空气流道、四通换向阀、鼓风机、弓丨风机,两个蓄热室一侧通过空气流道连接在炉膛上,蓄热室的另一侧通过空气流道相互贯通里连接,蓄热室内设有用于吸收烟气热量的蓄热球,每个蓄热室与炉膛之间的空气流道上均设有一个辅助燃烧器,两个蓄热室之间的空气流道通过四通换向阀连接共用的鼓风机和引风机。
2.根据权利要求1所述的稳定火焰的蓄热式窑炉燃烧系统,其特征在于,所述燃烧系统包括一个主燃烧器、主燃烧控制阀、主燃气管道,主燃烧器与蓄热室分离且炉膛贯通设置,主燃烧器通过主燃气管道与燃气供给系统供给燃料,主燃气管道上还设有主燃烧控制阀。
3.根据权利要求1所述的稳定火焰的蓄热式窑炉燃烧系统,其特征在于,所述辅助燃烧器与燃气供给系统通过辅助燃气管道连接,通过燃气供给系统供给燃料,辅助燃气管道上还设有辅助燃烧器控制阀。
4.一种蓄热式窑炉燃烧系统的蓄热以及烟气回收方法,其特征在于,包括以下步骤:将蓄热室其中一个标记为蓄热室A,另一个标记为蓄热室B,与蓄热室A相邻的辅助燃烧器标记为辅助燃烧器A,与蓄热室B相邻的辅助燃烧器标记为辅助燃烧器B,蓄热室A和蓄热室B布置在主燃烧器的两侧;在两个蓄热室空气流道上分别安装有辅助燃烧器A和辅助燃烧器B,四通换向阀在一个周期内控制气流的流动,在前半周期,四通换气阀分别接通引风机与蓄热室A,鼓风机与蓄热室B ;炉膛内的烟气通过蓄热室A被引风机抽走,烟气中的热量被安装在蓄热室A内的蓄热球吸收,新风由鼓风机吹入,经过蓄热室B进入炉膛,同时将蓄热室B内储存的热量带入炉膛,当蓄热室A内的温度达到适当温度时,前半周期结束,系统进入到后半个周期,此时,通过四通换向阀切换,蓄热室A与鼓风机接通,蓄热室B与引风机接通,炉膛内热的烟气进过蓄热室B被引风机抽走,热量被留在蓄热室B中,冷的空气经过被鼓风机送入蓄热室A,吸收蓄热室A中留存的热量,然后进入炉膛内,等蓄热室B的温度达到适当的温度时,后半周期结束,重新开始一个新的周期。
5.根据权利要求4所述的蓄热式窑炉燃烧系统的蓄热以及烟气回收方法,其特征在于,所述周期的时间范围为10秒~600秒。
6.根据权利要求4所述的蓄热式窑炉燃烧系统的蓄热以及烟气回收方法,其特征在于,所述蓄热室B接通鼓风机时,辅助燃烧器B点火工作,辅助燃烧器A熄火,当进入到后半个周期时,蓄热室A与鼓风机接通,辅助燃烧器A点火工作。
7.根据权利要求1所述的稳定火焰的蓄热式窑炉燃烧系统,其特征在于,所述蓄热室内设有用于吸收烟气热量的蓄热球。
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