CN110848724A - 三通道蓄热式换热装置 - Google Patents

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宫小龙
钟斌
冯青
程家太
陆琳
汪和平
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Abstract

本发明是一种基于蓄热式燃烧的三通道蓄热式换热装置，有益于多燃烧器工业窑炉分组、分区域实现蓄热式燃烧，属于节能减排、环境保护的新型燃烧技术领域。本发明公开了一种三通道蓄热式换热装置，通过三通道蓄热式换热装置轮流对助燃风进行加热，提供稳定、持续的助燃风量，与常规蓄热式燃烧助燃风加热装置相比，避免了单一换向阀频繁换向易于损毁，使用寿命短的问题；克服了助燃风温度、炉内温度和压力波动的现象；解决了蓄热体粉尘堵塞，更换频繁的难点。且装置布局简单、易于维修、可实现PLC控制等优点。

Description

三通道蓄热式换热装置
技术领域
本发明是一种基于蓄热式燃烧的三通道蓄热式换热装置及方法，可用于工业炉预热助燃空气，提高炉内温度，回收烟气余热，节约能源。属于节能减排、有益于环境保护的新型燃烧技术领域。
背景技术
蓄热式燃烧技术是20世纪80年代发展起来的高效回收高温烟气余热的技术。该项技术在提高火焰炉热效率，降低污染物排放，扩大低能质燃料的使用领域等方面具有很大优势。蓄热燃烧技术的高效节能和环保在工业炉行业得到广泛认可，在工业炉领域掀起了一场燃烧技术革命，对全球能源的节约、综合利用和环保起到巨大的推动作用。现有蓄热式燃烧技术在钢铁、冶金行业得到了广泛的应用，但该技术亦存在诸如：换向阀使用寿命短，换热体易于堵塞频繁更换；提供的助燃风具有周期性，会产生助燃风温度、炉内温度和压力波动的现象；在多燃烧器的工业炉窑难于多燃烧器同步实现等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述背景技术中所阐述的当前蓄热式燃烧的一些问题，再比如：现有间歇式工业炉应用蓄热式燃烧，会出现经常性的切换燃烧器（换向阀）引起助燃风温度、炉内温度与压力的波动以及换向时的断火和再点燃问题，在低温段因切换燃烧器出现未点燃的现象，以及在高温段因切换燃烧器产生爆燃的现象。此类问题也可在本发明中得到有效的控制。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。本装置包括蓄热箱，蓄热箱内放置蓄热体、与蓄热箱相连接的助燃风进口、蓄热箱相连接的助燃风出口、蓄热箱相连接的烟气进口、蓄热箱相连接的烟气出口、用于开关助燃风进口与烟气出口的换向阀、用于开关助燃风出口与烟气进口的换向阀。所述蓄热箱为一密闭空间，三组蓄热箱并排布置，蓄热体布置在蓄热箱内，助燃风进口管道、助燃风出口管道、烟气进口管道、烟气出口管道均与蓄热箱连接。
使用上述三通道蓄热式换热装置的方法包括以下步骤：一组蓄热箱的助燃风进口管道与助燃风出口管道打开，烟气进口管道与烟气出口管道关闭，该组蓄热箱内的高温蓄热体对空气进行预热，由助燃风出口管道送至燃烧器；另外两组蓄热箱助燃风进口管道与助燃风出口管道关闭，烟气进口管道与烟气出口管道打开，这两组由高温烟气对蓄热体进行加热，由烟气出口管道排出低温烟气。间隔相同时间，循环打开蓄热箱的助燃风进、出口管道，关闭烟气进、出口管道，以达到输送持续的、稳定的助燃风风量为目的。
本发明的有益效果是：
1）三通道蓄热式换热装置能对烟气最大极限回收，能源利用率高，污染物排放低，有益于节能减排、环境保护；
2）各通道换向阀循环开关，燃烧器不切换可持续工作，使得炉内压力稳定，炉内温度稳定；
3）降低断火，未点燃，爆燃的几率；
4）三组蓄热箱循环对空气预热，预热的空气量及温度相对稳定；
5）蓄热体会经过助燃风的周期吹扫，不易堵塞，工作寿命延长；
6）设备紧凑，维护方便、可靠，整个流程易于实现自动化控制；能减少NOx和CO2的排放，从而减少对环境的污染；烟气热量回收率高，节约能源。
附图说明
图1本发明三通道蓄热式换热装置结构简图
图中：A、进烟气总通道，B、出烟气总通道；a、1#蓄热箱，b、2#蓄热箱，c、3#蓄热箱；1、 1#助燃风进口，2、 1#助燃风出口，3、 1#换向阀（配气动泵），4、 2#换向阀（配气动泵），5、 2#助燃风进口，6、 2#助燃风出口，7、 3#换向阀（配气动泵），8、 4#换向阀（配气动泵），9、 3#助燃风进口，10、 3#助燃风出口，11、 5#换向阀（配气动泵），12、6#换向阀（配气动泵）。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
设备运行时换向阀3、 4开启，同时助燃风进口1、助燃风出口2 开启，助燃风由蓄热箱a通过，由蓄热体进行换热；换向阀7、 8、 11、 12关闭，同时助燃风进口5、 9、关闭，助燃风出口6、 10关闭，烟气由b蓄热箱和c蓄热箱通过，由蓄热体进行蓄热，助燃风经蓄热箱a送风至燃烧器助燃，当运行5-10分钟后，蓄热箱b、 c内蓄热体已吸收烟气温度，打开换向阀7，进行吹扫，将蓄热箱b体内的烟气吹出，时间为2-3秒，以烟气吹尽、除尘为目地，吹出烟气经由蓄热箱c排出，打开换向阀8，蓄热箱b内蓄热体加热助燃风，送至燃烧器，关闭换向阀3、 4，烟气经蓄热箱a、c排出，蓄热箱a内蓄热体加热。以上各阀位运行控制均由PLC控制，输入程序即可进行自动控制，简单方便，热利用率高。运行5-10分钟后，蓄热箱a、c内蓄热体已吸收烟气温度，打开换向阀11，进行吹扫，将箱体内的烟气吹出，时间为2-3秒，以烟气吹尽、除尘为目地，吹出烟气经由蓄热箱a排出，打开换向阀12，蓄热箱c内蓄热体加热助燃风，送至燃烧器，关闭换向阀7、 8，蓄热箱b内蓄热体加热。运行5-10分钟后，蓄热箱a、b内蓄热体已吸收烟气温度，打开换向阀3，进行吹扫，将箱体内的烟气吹出，时间为2-3秒，以烟气吹尽、除尘为目地，吹出烟气经由b蓄热箱排出，打开换向阀4，蓄热箱a内蓄热体加热助燃风，送至燃烧器，关闭换向阀11、 12，蓄热箱c内蓄热体加热。助燃风出口2、 6、10管道汇至总管道，总管道连接各组、各区域的燃烧器。
以上各区间的运行时间以排烟温度和送出助燃风温度作为参考依据，当烟气排出温度和送出风温偏低时，可适当延长换向间隔时间，蓄热体蓄蓄热时间加长，可提高助燃风温度。当烟气排出温度和送出风温偏高时，可适当缩短换向间隔时间，蓄热体蓄蓄热时间减少，可降低助燃风温度。

Claims (6)

1.一种基于蓄热式燃烧的三通道蓄热式换热装置，包括蓄热箱（a、b、c），助燃风进口（1）、助燃风出口（2）、烟气进口、烟气出口与所述蓄热箱（a）相连接，助燃风进口（5）、助燃风出口（6）、烟气进口、烟气出口与所述蓄热箱（b）相连接，助燃风进口（9）、助燃风出口（10）、烟气进口、烟气出口与所述蓄热箱（c）相连接；根据权利要求1所述的一种基于蓄热式燃烧的三通道蓄热式换热装置，其特征在于：所述蓄热式换热装置为多通道，本专利以三通道为实施为例。
2.所述蓄热箱内的蓄热体材料为堇青石质，所述蓄热体的结构为蜂窝状；所述三组蓄热箱，箱体外壳为耐高温不锈钢。
3.根据权利要求1所述的一种基于蓄热式燃烧的三通道蓄热式换热装置，其特征在于：所述三组蓄热箱并排布置，所述三组助燃风进口均由助燃风总管引入，蓄热式助燃风总管配变频风机；所述三组助燃风出口均汇至到总管，输送至各组、各区域的燃烧器中。
4.一种使用权利要求1所述的的一种基于蓄热式燃烧的三通道蓄热式换热装置使用方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
设备运行时转向阀（3、 4）开启，同时助燃风进口（1）、助燃风出口（2） 开启，助燃风由蓄热箱（a）通过，由蓄热体进行换热；转向阀（7、 8、 11、 12）关闭，同时助燃风进口（5、 9）关闭，助燃风出口（6、 10）关闭，烟气由蓄热箱（b）和蓄热箱（c）通过，由蓄热体进行蓄热，助燃风经蓄热箱（a）内蓄热体预热送至燃烧器助燃，当运行5-10分钟后，蓄热箱（b、 c）内蓄热体已吸收烟气温度，打开换向阀（7），进行吹扫，将蓄热箱体（b）内的烟气吹出，时间为2-3秒，以烟气吹尽、除尘为目地，吹出烟气经由蓄热箱（c）排出，打开换向阀（8），助燃风经蓄热箱（b）内蓄热体预热送至燃烧器助燃，关闭换向阀（3、 4），烟气经蓄热箱（a、c）排出，蓄热箱（a）内蓄热体加热；运行5-10分钟后，蓄热箱（a、c）内蓄热体已吸收烟气温度，打开换向阀（11），进行吹扫，将箱体内的烟气吹出，时间为2-3秒，以烟气吹尽、除尘为目地，吹出烟气经由蓄热箱（a）排出，打开换向阀（12），助燃风经蓄热箱（c）内蓄热体预热送至燃烧器助燃，关闭换向阀（7、 8），蓄热箱（b）内蓄热体加热；运行5-10分钟后，蓄热箱内（a、b）蓄热体已吸收烟气温度，打开换向阀（3），进行吹扫，将箱体内的烟气吹出，时间为2-3秒，以烟气吹尽、除尘为目地，吹出烟气经由蓄热箱（b）排出，打开换向阀（4），助燃风经蓄热箱（a）内蓄热体预热送至燃烧器助燃，关闭换向阀（11、 12），蓄热箱（c）内蓄热体加热。
5.一种使用权利要求4所述的的一种基于蓄热式燃烧的三通道蓄热式换热装置使用方法，其特征在于：权利要求4所述操作过程为自动控制。
6.一种使用权利要求4所述的的一种基于蓄热式燃烧的三通道蓄热式换热装置使用方法，其特征在于：权利要求4所述操作过程中运行时间以排烟温度和送出助燃风温度作为参考依据，当烟气排出温度和送出风温偏低时，可延长换向间隔时间，蓄热体蓄蓄热时间加长，可提高助燃风温度；当烟气排出温度和送出风温偏高时，可缩短换向间隔时间，蓄热体蓄蓄热时间减少，可降低助燃风温度。
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