CN107869911A - 一种管式加热炉的节能减排供排气系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管式加热炉的节能减排供排气系统，该系统包括加热炉、燃烧器、空气管道、烟气管道、烟气换热器和烟囱，空气管道将空气分为两个支路，一支路引入烟气换热器与加热炉排出的热烟气进行换热，换热后的空气与另一支路空气混合后形成混合空气进入燃烧器参与燃烧，加热炉产生的热烟气经烟气管道进入烟气换热器参与热交换后由烟囱向外排放；换热前的部分热烟气由旁路管道引入换热后的混合空气中，热烟气与混合空气混合后参与燃烧器的燃烧。本发明能够在保证稳定燃烧条件下，降低空气的含氧浓度，可以有效的降低氮氧化物的生成量，减少污染物的排放。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有节能减排功能的管式加热炉，属于石油炼制设备技术领域。
背景技术
管式加热炉是石油炼制、石油化工和化学、化纤工业、煤化工、煤制油中使用的工艺加热炉，被加热物质在管内流动的是气体、液体和含有固体颗粒的气液固三相介质。而且，这些介质都是易燃易爆的物质，危险性大，操作条件苛刻。加热的方式为直接受火，只烧液体或气体燃料，同时要求长周期连续运行。
管式加热炉的能耗消耗在装置中占有相当大的比例，最大时可达到90％。热效率是管式加热炉先进性的一个重要指标，加热炉可通过设置烟气换热器，来降低排烟温度，提高热效率。烟气换热器的设备一次投资较大，回收周期长。
氮氧化物是主要的大气污染物之一，除了作为一次污染物污染环境、伤害人体健康外，还会产生多种二次污染。对环境的损害作用极大，它既是形成酸雨的主要物质之一，也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗O3的一个重要因子。有数据显示，在冬季，大气中的氮氧化物浓度是夏季的十倍，对雾霾高发季空气中pm2.5几乎直线上升作出了“突出贡献”。
加热炉是直接受火加热炉设备，燃料在燃烧时会产生氮氧化物，传统的加热炉燃油时氮氧化物的排放值为450mg/Nm3,烧天然气时的排放值约为240mg/Nm3。排放偏高给环境带来沉重的后果。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种管式加热炉的节能减排供排气系统，能够在保证稳定燃烧条件下，降低空气的含氧浓度，可以有效的降低氮氧化物的生成量，减少污染物的排放。
一种管式加热炉的节能减排供排气系统，该系统包括加热炉、燃烧器、空气管道、烟气管道、烟气换热器和烟囱，空气管道将空气分为两个支路，一支路引入烟气换热器与加热炉排出的热烟气进行换热，换热后的空气与另一支路空气混合后形成混合空气进入燃烧器参与燃烧，加热炉产生的热烟气经烟气管道进入烟气换热器参与热交换后由烟囱向外排放；换热前的部分热烟气由旁路管道引入换热后的混合空气中，热烟气与混合空气混合后参与燃烧器的燃烧。
进一步地，所述旁路管道上安装流量调节阀，所述流量调节阀用于调节热烟气进入混合空气的流量。
进一步地，所述混合空气流经的空气管道上安装空气引风机，空气引风机将混合空气引入燃烧器中，所述烟气换热器与烟囱之间的烟气管道上安装烟气引风机，烟气引风机将烟气引入烟囱向外排放。
进一步地，所述空气管道中不经过烟气换热器的支路上安装空气开关调节阀。
进一步地，所述旁路管道出口下游的空气管道上安装含氧量测量仪表，含氧量测量仪表用于监控热烟气与混合空气混合后的含氧量。
进一步地，所述旁路管道引入热烟气所占进入燃烧器混合气体的质量百分比为30％。
有益效果：
1、本发明通过设置旁路管道和旁路调节阀，把部分高温烟气可不进入烟气换热器，直接混入空气管道，这样可以减少进入烟气换热的烟气流量，降低烟气换热的热负荷。由于热负荷下降，烟气换热器所需面积减少，减少造价，节省设备投资。
2、本发明通过混入部分高温烟气，在保证稳定燃烧条件下，降低空气的含氧浓度，可以有效的降低氮氧化物的生成量，减少污染物的排放。本发明可以回流混入30％烟气流量，降低烟气换热的30％热负荷。由于热负荷下降，直接节省设备40％投资。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图
其中，1-加热炉、2-燃烧器、3-空气管道、4-空气引风机、5-含氧量测量仪表、6-空气开关调节阀、7-进风口、8-烟气管道、9-烟气换热器、10-旁路管道、11-流量调节阀、12-烟气引风机、13-烟囱。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
如附图1所示，本发明提供了一种管式加热炉的节能减排供排气系统，该系统包括加热炉1、燃烧器2、空气管道3、空气引风机4、含氧量测量仪表5、空气开关调节阀6、烟气管道8、烟气换热器9、旁路管道10、旁路流量调节阀11、烟气引风机12和烟囱13，
空气管道3将从进风口7引入的空气分为两个支路，一支路引入烟气换热器9与加热炉1排出的热烟气进行换热，另一支路上安装空气开关调节阀6，换热后的空气与另一支路空气混合后形成混合空气后在空气引风机4的作用下进入燃烧器2参与燃烧，加热炉1产生的热烟气经烟气管道8进入烟气换热器9参与热交换后在烟气引风机12的作用下由烟囱13向外排放；换热前的部分热烟气由旁路管道10引入换热后的混合空气中，所述旁路管10道上安装流量调节阀11，所述流量调节阀11用于调节热烟气进入混合空气的流量；热烟气与混合空气混合后参与燃烧器2的燃烧。所述旁路管道10出口下游的空气管道上安装含氧量测量仪表5，含氧量测量仪表5用于监控热烟气与混合空气混合后的含氧量。
工作原理：由于从加热炉1流出的热烟气含氧量较低，将其混入混合空气后降低了混合后空气的氧浓度，在低氧浓度条件(不低于15％)下进行燃烧，自然能够降低氮氧化合物的生成，同时也能保证燃烧器2稳定的燃烧。
下表为降低氮氧化物数据表格(相对值)
根据上表的数据可以看出，当混入烟气的百分比为30％的时候，氮氧化合物降低的百分比最高，采用本系统可大幅度降低氮氧化物的排放。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种管式加热炉的节能减排供排气系统，该系统包括加热炉、燃烧器、空气管道、烟气管道、烟气换热器和烟囱，空气管道将空气分为两个支路，一支路引入烟气换热器与加热炉排出的热烟气进行换热，换热后的空气与另一支路空气混合后形成混合空气进入燃烧器参与燃烧，加热炉产生的热烟气经烟气管道进入烟气换热器参与热交换后由烟囱向外排放；其特征在于，换热前的部分热烟气由旁路管道引入换热后的混合空气中，热烟气与混合空气混合后参与燃烧器的燃烧。
2.如权利要求1所述的供排气系统，其特征在于，所述旁路管道上安装流量调节阀，所述流量调节阀用于调节热烟气进入混合空气的流量。
3.如权利要求2所述的供排气系统，其特征在于，所述混合空气流经的空气管道上安装空气引风机，空气引风机将混合空气引入燃烧器中，所述烟气换热器与烟囱之间的烟气管道上安装烟气引风机，烟气引风机将烟气引入烟囱向外排放。
4.如权利要求3所述的供排气系统，其特征在于，所述空气管道中不经过烟气换热器的支路上安装空气开关调节阀。
5.如权利要求4所述的供排气系统，其特征在于，所述旁路管道出口下游的空气管道上安装含氧量测量仪表，含氧量测量仪表用于监控热烟气与混合空气混合后的含氧量。
6.如权利要求5所述的供排气系统，其特征在于，所述旁路管道引入热烟气所占进入燃烧器混合气体的质量百分比为30％。
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