CN110296433A - 燃烧室高温燃烧段温度控制方法及装置 - Google Patents

燃烧室高温燃烧段温度控制方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110296433A
CN110296433A CN201910392396.1A CN201910392396A CN110296433A CN 110296433 A CN110296433 A CN 110296433A CN 201910392396 A CN201910392396 A CN 201910392396A CN 110296433 A CN110296433 A CN 110296433A
Authority
CN
China
Prior art keywords
combustion chamber
combustion
combustion air
cooling water
atomizer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910392396.1A
Other languages
English (en)
Inventor
黄强
杨华
李要建
曹彤
吴银登
吴健
孙钟华
田君国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Tianying Environmental Protection Energy Equipment Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Tianying Environmental Protection Energy Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Tianying Environmental Protection Energy Equipment Co Ltd filed Critical Jiangsu Tianying Environmental Protection Energy Equipment Co Ltd
Priority to CN201910392396.1A priority Critical patent/CN110296433A/zh
Publication of CN110296433A publication Critical patent/CN110296433A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L5/00—Blast-producing apparatus before the fire
    • F23L5/04—Blast-producing apparatus before the fire by induction of air for combustion, e.g. using steam jet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00—Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F23L7/002—Supplying water
    • F23L7/005—Evaporated water; Steam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M11/00—Safety arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)

Abstract

本发明公开了一种燃烧室高温燃烧段温度控制方法及装置，将冷却水雾化喷头设置在助燃空气管道内部。通过向燃烧室内喷入雾化冷却水，可降低燃烧室内燃烧段温度，燃烧段的耐火材料可选用稍低档和使用寿命的提高，有利于运行成本的降低；燃烧温度降低可减少NOx生成量。同时利用助燃空气压在雾化喷头周围形成正压区，可防止燃烧室内部高温、酸性气体腐蚀和颗粒物对雾化喷头的磨损，提高雾化喷头的使用寿命。该温度控制装置通过燃烧室出口温度对雾化冷却水的喷入量进行精确控制，确保燃烧室处于稳定的运行状态。

Description

燃烧室高温燃烧段温度控制方法及装置
技术领域
本发明提供一种燃烧室高温燃烧段温度控制方法及装置，尤其是等离子体电弧熔融飞灰时产生的高温可燃气体在燃烧室燃烧，能够降低燃烧室内燃烧段温度并稳定运行。
背景技术
近年来，我国经济高速发展、城市化进程加速。人们生活水平提高的同时，也产生了大量的城市生活垃圾。2015年全国246个大中城市生活垃圾产生量高达18,564.0万吨，而且仍有不断增加的趋势。面对日益严峻的垃圾处理问题，传统的垃圾填埋处理方式，因其负面作用大已远远不能适应目前发展需要。
与此同时，垃圾焚烧发电技术处理速度快、占地面积小、减量化和无害化效率高、可回收能源等优点便突显出来。然而，飞灰作为垃圾焚烧发电过程中的副产物，含有高含量重金属及二噁英等各种有害物，若不能得到有效处理，会对自然环境及人体健康造成巨大影响。
等离子体电弧熔融是指在熔融炉内利用等离子体电弧将垃圾焚烧飞灰加热到1200℃～1400℃左右，使其中残留的二噁英彻底分解，之后经过一定的程序冷却使飞灰变成熔渣。此时熔渣内的重金属已被固定，后续可作为高品质的建筑材料原料，实现飞灰减容化、无害化、资源化的目的。
从熔融炉内出来的高温烟气通过高温烟道进入燃烧室作进一步燃烧分解，使之完全转化为CO2、H2O及SO2、HCI等气体。燃烧室内的燃烧温度控制在1100℃以上，烟气停留时间至少2秒钟，使有毒成分在燃烧室得到充分的分解和消除。
然而，根据现有设备的运行状况，高温烟气到燃烧室后，烟气的燃烧热值依然很高，在燃烧室内放出大量热量，使得燃烧室温度过高，容易导致温度超过设计极限值，缩短了耐火材料的使用寿命。在实际运行过程中，可向燃烧室通入大量空气或者喷入冷却水，使燃烧温度降低。
但是根据《危险废物焚烧污染控制标准(修订GB18484-2014)-二次征求意见稿编制说明》，二燃室烟气出口烟气氧含量要保证大于6%（干基）。通入大量空气会导致燃烧室出口烟气氧含量超出限定值，同时通过通入大量空气来控制温度，控温效果不是很明显；通过喷入冷却水可以起到很好的降温效果，但雾化喷头长期处于高温、酸性气体腐蚀、颗粒物磨损作用下，会导致雾化喷头频繁损坏，需要经常维修和更换。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种燃烧室高温燃烧段温度控制方法，通过向燃烧室内喷入雾化冷却水，可降低燃烧室内燃烧段温度，燃烧段的耐火材料可选用稍低档和使用寿命的提高，有利于运行成本的降低。
为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：燃烧室高温燃烧段温度控制方法，通过向燃烧室内喷入雾化冷却水，降低燃烧室内燃烧段温度，将冷却水雾化喷头设置在助燃空气管道内部，利用助燃空气压在雾化喷头周围形成正压区，对雾化喷头进行保护。
进一步地，通过检测燃烧室出口温度控制雾化冷却水的喷入量。
进一步地，所述雾化冷却水喷管的插入深度，满足雾化喷头的雾化喷射角度。
进一步地，助燃空气的量根据燃烧室出口烟气含氧量和CO的量来控制。
本发明还公开了一种燃烧室高温燃烧段温度控制装置，包括助燃空气主管、助燃空气分管、软管、雾化冷却水喷管和雾化喷头；所述的助燃空气主管为环形结构，环绕安装于燃烧室的高温烟道上方；所述的助燃空气主管上设置有助燃空气入口，通过变频风机从助燃空气入口向助燃空气主管内供风；所述的助燃空气分管设置于助燃空气主管的下方，且沿燃烧室高温烟道的圆周方向分布；助燃空气主管与助燃空气分管之间采用软管连接；助燃空气主管内的助燃空气经过助燃空气分管进入燃烧室；所述的助燃空气分管内设置有雾化冷却水喷管；所述雾化冷却水喷管的轴线与所述助燃空气分管的轴线重合；所述雾化冷却水喷管的一端与水泵连接，另一端设置雾化喷头。
进一步地，所述燃烧室出口设置有温度传感器，温度传感器与PLC控制系统连接，对雾化冷却水喷入量进行控制。
进一步地，所述的助燃空气分管至少设置2个，采用下倾式布置。
进一步地，所述助燃空气主管的管径大小满足燃烧室最大工况所需风量1.15倍。
进一步地，所述助燃空气分管的助燃空气喷口与燃烧室内壁相切；所述助燃空气分管的喷射气流在燃烧室内形成一个假想内切圆。
进一步地，所述假想内切圆的半径为燃烧室内径的一半。
本发明的有益效果：
1、降低燃烧室内燃烧段温度，燃烧段的耐火材料可选用稍低档和使用寿命的提高，有利于运行成本的降低；
2、降低燃烧室内燃烧段温度，可减少NOx的生成量；
3、可防止燃烧室内部高温、酸性气体腐蚀和颗粒物对雾化喷头的磨损，提高雾化喷头的使用寿命；
4、通过燃烧室出口温度对雾化冷却水喷入量进行精确控制，确保燃烧室处于稳定的运行状态。
附图说明
为了更清晰地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构的结构示意图。
图2为本发明结构的轴向剖面视图。
图3为本发明的温度控制装置的示意图。
图4为雾化喷嘴的局部放大图。
具体实施方式
下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，本发明的燃烧室1为竖式圆筒状，内部敷设有耐火材料和保温材料，熔融炉熔融产生的高温烟气从高温烟道7进入燃烧室1内。燃烧室内控制燃烧温度在1100℃以上，烟气停留时间至少2秒钟，使有毒成分在燃烧室得到充分的分解和消除。从烟气出口9进入下游烟气处理设备进行净化处理。
如图1-4所示，本发明的燃烧室高温燃烧段温度控制装置，包括助燃空气主管2、助燃空气分管3、软管5、雾化冷却水喷管10和雾化喷头6。助燃空气主管2为环形结构，环绕在燃烧室外部壳体上。为方便加工和安装，本实施方式采用半开口的方式，助燃空气通过变频风机（图中未视出）供风，空气量满足燃烧室内部工况的波动。助燃空气主管2上设置助燃空气入口4，风机通过助燃空气入口4供风。多个助燃空气分管3设置在助燃空气主管2下方，助燃空气主管2与助燃空气分管3之间采用软管连接。从助燃空气入口4进入助燃空气主管2内，再分配到助燃空气分管3通入燃烧室1内部，助燃空气主管和助燃空气分管的管径大小满足燃烧室最大工况所需风量1.15倍。
本发明的助燃空气分管的数量至少为2个，本实施方式助燃空气分管为4个，助燃空气分管3在燃烧室1圆周方向上采用环形布置方式，助燃空气分管的助燃空气喷口与燃烧室内壁相切；所述助燃空气分管的喷射气流在燃烧室内形成一个假想内切圆，即助燃空气分管喷射出的气流构成的多边形内部（或者两条直线之间）可以形成一个内切圆。该内切圆的半径为燃烧室半径内径的一半。从助燃空气分管3喷出的助燃空气气流环燃烧室中心旋转，造成烟气在燃烧室内旋转上升，延长烟气反应时间；助燃空气分管3采用下倾式布置。燃烧室的助燃空气量可根据设置在燃烧室烟气出口的氧分析仪测定的氧含量值来控制，优选氧含量为6%-10%（干基）。
本发明采用雾化冷却水喷管10和雾化喷头6喷水进行降温，为保证雾化冷却水喷管10和雾化喷头6的寿命，同时减少在燃烧室本体进行多开孔，将雾化冷却水喷管10插入助燃空气分管内部，冷却水通过冷却水泵（图中未示出）供给。为防止雾化水喷射至助燃空气管管壁，其插入深度需满足雾化喷射角度，即可根据如图4所示按照（1）的公式计算雾化喷头的插入深度。
L3=L-L2=L-(D/(2*tanθ/2))
式中：L3为雾化喷头的插入深度，mm
L为助燃空气管的长度，mm；
L2为雾化喷头至助燃空气喷口的长度，mm
D为助燃空气管道内径，mm
θ雾化喷射角度。
例如助燃空气分管的长度为600mm，助燃空气分管内径D为40mm，雾化喷头的雾化喷射角度θ为20°，则插入深度约为487mm
雾化冷却水量的大小根据燃烧室出口温度控制，如图1所示，燃烧室烟气出口9处，温度传感器8与雾化喷头6构成连锁关系，当出口温度超过设定值时，PLC控制加大喷水量，当出口温度低于设定值时，PLC控制减小喷水量。
上面所述的实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进均应落入本发明的保护范围，本发明的请求保护的技术内容，已经全部记载在技术要求书中。

Claims (10)

1.燃烧室高温燃烧段温度控制方法，其特征在于：通过向燃烧室内喷入雾化冷却水，降低燃烧室内燃烧段温度，将冷却水雾化喷头设置在助燃空气管道内部，利用助燃空气压在雾化喷头周围形成正压区，对雾化喷头进行保护。
2.根据权利要求1所述的燃烧室高温燃烧段温度控制方法，其特征在于：通过检测燃烧室出口温度控制雾化冷却水的喷入量。
3.根据权利要求1所述的燃烧室高温燃烧段温度控制方法，其特征在于：所述雾化冷却水喷管的插入深度，满足雾化喷头的雾化喷射角度。
4.根据权利要求1所述的燃烧室高温燃烧段温度控制方法，其特征在于：助燃空气的量根据燃烧室出口烟气含氧量和CO的量来控制。
5.燃烧室高温燃烧段温度控制装置，其特征在于：包括助燃空气主管、助燃空气分管、软管、雾化冷却水喷管和雾化喷头；所述的助燃空气主管为环形结构，环绕安装于燃烧室的高温烟道上方；所述的助燃空气主管上设置有助燃空气入口，通过变频风机从助燃空气入口向助燃空气主管内供风；所述的助燃空气分管设置于助燃空气主管的下方，且沿燃烧室高温烟道的圆周方向分布；助燃空气主管与助燃空气分管之间采用软管连接；助燃空气主管内的助燃空气经过助燃空气分管进入燃烧室；所述的助燃空气分管内设置有雾化冷却水喷管；所述雾化冷却水喷管的轴线与所述助燃空气分管的轴线重合；所述雾化冷却水喷管的一端与水泵连接，另一端设置雾化喷头。
6.根据权利要求5所述的燃烧室高温燃烧段温度控制装置，其特征在于：所述燃烧室出口设置有温度传感器，温度传感器与PLC控制系统连接，对雾化冷却水喷入量进行控制。
7.根据权利要求5所述的燃烧室高温燃烧段温度控制装置，其特征在于：所述的助燃空气分管至少设置2个，采用下倾式布置。
8.根据权利要求5所述的燃烧室高温燃烧段温度控制装置，其特征在于：所述助燃空气主管的管径大小满足燃烧室最大工况所需风量1.15倍。
9.根据权利要求5所述的燃烧室高温燃烧段温度控制装置，其特征在于：所述助燃空气分管的助燃空气喷口与燃烧室内壁相切；所述助燃空气分管的喷射气流在燃烧室内形成一个假想内切圆。
10.根据权利要求9所述的燃烧室高温燃烧段温度控制装置，其特征在于：所述假想内切圆的半径为燃烧室内径的一半。
CN201910392396.1A 2019-05-13 2019-05-13 燃烧室高温燃烧段温度控制方法及装置 Pending CN110296433A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910392396.1A CN110296433A (zh) 2019-05-13 2019-05-13 燃烧室高温燃烧段温度控制方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910392396.1A CN110296433A (zh) 2019-05-13 2019-05-13 燃烧室高温燃烧段温度控制方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110296433A true CN110296433A (zh) 2019-10-01

Family

ID=68026892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910392396.1A Pending CN110296433A (zh) 2019-05-13 2019-05-13 燃烧室高温燃烧段温度控制方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110296433A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110726141A (zh) * 2019-10-20 2020-01-24 安徽航天环境工程有限公司 飞灰等离子处理装置
CN112879932A (zh) * 2021-01-29 2021-06-01 青岛荏原环境设备有限公司 一种炉排冷却装置、炉排、焚烧炉及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1240251A (zh) * 1998-06-22 2000-01-05 冯惠祥 一种发动机注水燃烧方法和装置
CN101266040A (zh) * 2007-11-26 2008-09-17 陈华银 一种燃水锅炉的燃烧方法
CN104976627A (zh) * 2015-07-20 2015-10-14 河南万安油气设备工程有限公司 消烟高效型地面火炬燃烧器
CN105674257A (zh) * 2016-03-05 2016-06-15 华中科技大学 一种两级可调的水蒸汽等离子体旋流燃烧器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1240251A (zh) * 1998-06-22 2000-01-05 冯惠祥 一种发动机注水燃烧方法和装置
CN101266040A (zh) * 2007-11-26 2008-09-17 陈华银 一种燃水锅炉的燃烧方法
CN104976627A (zh) * 2015-07-20 2015-10-14 河南万安油气设备工程有限公司 消烟高效型地面火炬燃烧器
CN105674257A (zh) * 2016-03-05 2016-06-15 华中科技大学 一种两级可调的水蒸汽等离子体旋流燃烧器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110726141A (zh) * 2019-10-20 2020-01-24 安徽航天环境工程有限公司 飞灰等离子处理装置
CN112879932A (zh) * 2021-01-29 2021-06-01 青岛荏原环境设备有限公司 一种炉排冷却装置、炉排、焚烧炉及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102261651A (zh) 多氧燃烧器及其燃烧方法
CN112254133A (zh) 新型危险废物燃烧在线耦合等离子体熔融的一体化系统
CN110296433A (zh) 燃烧室高温燃烧段温度控制方法及装置
CN201050790Y (zh) 硫磺回收装置尾气焚烧炉燃烧器
CN103471109A (zh) 一种适用于蛋氨酸工艺生产中处理废气、废液的焚烧装置
CN210291891U (zh) 一种净化二噁英烟气的垃圾焚烧炉
CN105910115B (zh) 一种废液焚烧装置
CN113405105B (zh) 一种循环流化床垃圾焚烧炉防炉渣结焦装置
CN203464291U (zh) 一种适用于蛋氨酸工艺生产中处理废气、废液的焚烧装置
CN104165364A (zh) 一种环保节能的垃圾焚烧处理装置
CN104006392B (zh) 配制式灰渣熔融装置
CN206478649U (zh) 一种废固体燃烧处理装置
CN201083392Y (zh) 废气或废液燃烧炉及包含其的燃烧系统
CN217209394U (zh) 锂精渣流态化燃烧炉
CN216203402U (zh) 富氧酸性气焚烧炉燃烧器
CN206478656U (zh) 一种废液焚烧炉及一种废液处理装置
CN212841601U (zh) 一种用于降低二燃室NOx的助燃空气配风系统
CN115164209A (zh) 一种含氟含氯含盐固液高温熔融焚烧炉
CN104987889B (zh) 一种二段式气流床气化方法
CN114110618A (zh) 一种处理丙烯腈废水的燃烧装置
CN112393244A (zh) 一种高效焚烧炉
CN107435933A (zh) 节能焚烧炉
CN221279467U (zh) 一种焚烧炉清焦处理装置
CN110131723A (zh) 一种二燃室
CN2292978Y (zh) 用热分解燃尽煤气的焚化装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191001