CN110864279A - 余热再利用富氧蓄热燃烧系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种余热再利用富氧蓄热燃烧系统，其包括：第一蓄热箱，第二蓄热箱，鼓风机，四通换向阀，引风机，换热器，主燃烧器，天然气源和富氧助燃器；第一蓄热箱、第二蓄热箱和主燃烧器分别连接炉膛；第一蓄热箱通过第一换向管连接四通换向阀；第二蓄热箱通过第二换向管连接四通换向阀；引风机通过排气管连接四通换向阀；鼓风机通过风管连接四通换向阀；天然气源通过天然气管路连接主燃烧器；富氧助燃器的输出端通过供氧管路连接主燃烧器；供氧管路、天然气管路、风管和排气管分别穿过换热器。本发明能够克服现有设备在适宜温度区间外工作时已损坏的问题、对处于不同温度区间的燃烧室进行有效热回收、提升热回收率。

Description

余热再利用富氧蓄热燃烧系统
技术领域
本发明涉及热能回收与利用技术领域，具体来说涉及一种余热再利用富氧蓄热燃烧系统。
背景技术
在现有技术中，带有预热回收的燃烧系统主要包括简单蓄热燃烧设备或简单换热器设备。其中，简单蓄热燃烧设备如图1所示：通过一个四通阀分别连接两个蓄热箱，一个鼓风机和一个引风机。其工作过程如下：通过四通阀工作、使燃烧室内的高温烟气进入一个蓄热箱中、与该蓄热箱中的蓄热体换热降温后通过引风机排出燃烧室。同时鼓风机将外部空气导入另一个蓄热箱中、通过该蓄热箱中的蓄热体加热后进入燃烧室内参与燃烧反应。在工作一个周期后，四通阀切换气体流向，使两个蓄热箱互相交替、进行下一轮蓄热。而简单换热器设备其工作过程是将烟气的热量传递给空气，再将高温空气投入燃烧区参与燃烧反应。上述两种方案分别存在一个最佳的工作温度区间。蓄热装置适于在800K以上的高温段工作。其原因在于：在燃烧室温度较低的温度区间，其燃烧产生的烟气粘度和湿度较大。烟气进入蓄热箱后，容易使蓄热体上附着灰尘，导致传热效率逐渐降低的问题。同时，这些灰尘也很难进行清理。而换热器适用于在700K一下的温度区间进行热回收。其原因在于：温度越高，对换热装置的材质的热导率、耐温性和强度要求越高，目前很难找到在高温区间内同时满足热导率、耐温性和强度要求的间壁式换热材料。因此，目前尚没有一种热回收燃烧系统，能够满足对工作温度分别处于高温区间和低温区间的炉窑进行彻底的热量回收。因此，如何开发出一种新型的燃烧系统以克服上述问题，是本领域技术人员需要研究的方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种余热再利用富氧蓄热燃烧系统，克服了现有设备在适宜温度区间外工作时的易损坏问题、对不同温度区间的燃烧室进行有效热回收、提升了热回收率。
其采用的技术方案如上：
一种余热再利用富氧蓄热燃烧系统，其包括：第一蓄热箱，第二蓄热箱，鼓风机，四通换向阀，引风机，换热器，主燃烧器，天然气源和富氧助燃器；所述第一蓄热箱、第二蓄热箱和主燃烧器分别连接炉膛；所述第一蓄热箱通过第一换向管连接四通换向阀；所述第二蓄热箱通过第二换向管连接四通换向阀；所述引风机通过排气管连接四通换向阀；所述鼓风机通过风管连接四通换向阀；所述天然气源通过天然气管路连接主燃烧器；所述富氧助燃器的输出端通过供氧管路连接主燃烧器；所述供氧管路、天然气管路、风管和排气管分别穿过换热器。
通过采用这种技术方案：天然气源通过天然气管路对主燃烧器输出天然气，同时富氧助燃器生成富氧空气并输出至主燃烧器、在主燃烧器处实现高效燃烧。主燃烧器在燃烧过程中产生的高温烟气在引风机作用下沿着排气管首先进入第二蓄热箱、与第二蓄热箱中的蓄热体进行初步换热降温后进入换热器中，分别与天然气管路中的天然气、风管中的低温助燃空气、供氧管路进行热交换，提升了输入至主燃烧器的天然气和富氧空气的温度以及输入至炉膛中的助燃空气温度，提高了燃烧效果，节约了能源。同时降低了延期温度，对于接下来的尾气处理降低了难度。在工作一个周期后，通过四通导向阀切换气体流向，使第一蓄热箱与第二蓄热箱互相交替、进行下一轮蓄热工作。
优选的是，上述余热再利用富氧蓄热燃烧系统中：还包括与炉膛导通的辅助燃烧器，所述辅助燃烧器共两个、且分别靠近第一蓄热箱、第二蓄热箱。
通过采用这种技术方案：两处辅助燃烧器可分别通过电磁阀的控制实现交替工作，即：当第一蓄热箱与引风机导通、处于排风蓄热状态时，靠近第一蓄热箱的辅助燃烧器点燃工作、优化第一蓄热箱的蓄热效率。而当四通换向阀切换至第二蓄热箱与引风机导通、靠近第二蓄热箱的辅助燃烧器启动工作同时靠近第一蓄热箱的辅助燃烧器停止工作。
更优选的是，上述余热再利用富氧蓄热燃烧系统中：还包括小风机，所述小风机连接富氧助燃器的输入端、用于对富氧助燃器内鼓风。
通过采用这种技术方案：增设小风机优化富氧助燃器的工作效率，使富氧助燃器生成的富氧空气加速进入主燃烧器中。
进一步优选的是，上述余热再利用富氧蓄热燃烧系统中：所述换热器采用冷凝式换热器。
通过采用这种技术方案：以冷凝式换热器回收燃烧室输出烟气中水蒸气成分的气化潜热，进一步提高了能量的利用率。
更进一步优选的是，上述余热再利用富氧蓄热燃烧系统中：所述富氧助燃器采用制氧机。
与现有技术相比，本发明结构简单，易于实现，能够克服现有设备在适宜温度区间外工作时已损坏的问题、对处于不同温度区间的燃烧室进行有效热回收、提升热回收率。
附图说明
上面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为现有技术的结构示意图；
图2为实施例1的结构示意图；
图3为实施例2的结构示意图，本图中省略了天然气管路与辅助燃烧器之间的电磁阀。
各附图标记与部件名称对应关系如上：
11、第一蓄热箱；12、第二蓄热箱；2、鼓风机；3、四通换向阀；4、引风机；5、换热器；61、主燃烧器；62、天然气源；63、天然气管路；64、辅助燃烧器；71、富氧助燃器；72、小风机；73、供氧管路；8、炉膛。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，上面将结合各个实施例作进一步描述。
如图2所示为本发明的实施例1：
一种余热再利用富氧蓄热燃烧系统，其包括：第一蓄热箱11，第二蓄热箱12，鼓风机2，四通换向阀3，引风机4，换热器5，主燃烧器61，天然气源62，富氧助燃器71和小风机72。
所述第一蓄热箱11、第二蓄热箱12、主燃烧器61、辅助燃烧器64分别连接炉膛8；所述辅助燃烧器64共两个、且分别设于靠近第一蓄热箱11、第二蓄热箱12的位置。具体来说：所述两个辅助燃烧器64分别导通与第一蓄热箱11、第二蓄热箱12与炉膛8的连接通道。所述第一蓄热箱11通过第一换向管111连接四通换向阀3；所述第二蓄热箱12通过第二换向管121连接四通换向阀3；所述引风机4通过排气管41连接四通换向阀3；所述鼓风机2通过风管21连接四通换向阀3；所述天然气源62通过天然气管路63连接主燃烧器61；所述小风机72连接富氧助燃器71、用于对富氧助燃器71内鼓风。所述富氧助燃器71的输出端通过供氧管路73连接主燃烧器61。所述供氧管路73、天然气管路63、风管21和排气管41分别穿过换热器5。在本例中：所述换热器5采用冷凝式换热器，所述富氧助燃器71采用制氧机。
实践中，其工作过程如下：
四通换向阀3调节第一蓄热箱11与鼓风机2连通、第二蓄热箱12与引风机4连通，此时天然气源62通过天然气管路63对主燃烧器61输出天然气，同时富氧助燃器71生成富氧空气并输出至主燃烧器61、在主燃烧器61处实现高效燃烧。主燃烧器61在燃烧过程中产生的高温烟气在引风机4作用下沿着排气管41首先进入第二蓄热箱12、与第二蓄热箱12中的蓄热体进行初步换热降温后进入换热器5中，分别与天然气管路63中的天然气、风管21中的低温助燃空气、供氧管路73中的富氧空气进行热交换，提升了输入至主燃烧器61的天然气和富氧空气的温度以及输入至炉膛8中的助燃空气温度，提高了燃烧效果，节约了能源。同时降低了延期温度，对于接下来的尾气处理降低了难度。在工作一个周期后，通过四通导向阀3切换气体流向，使第一蓄热箱11与引风机4连通、第二蓄热箱12与鼓风机2连通；第一蓄热箱11与第二蓄热箱12互相交替、进行下一轮蓄热工作。
如图3所示为实施例2：
实施例2与实施例1的区别点在于：本例中，还包括与炉膛相导通的辅助燃烧器64，所述辅助燃烧器64共两个、且分别导通至第一蓄热箱11、第二蓄热箱12内；所述天然气管路63分别连接两个辅助燃烧器64。
在本方案的工作过程中：当第一蓄热箱11与引风机4导通、处于排风蓄热状态时，靠近第一蓄热箱11处的辅助燃烧器64点燃工作、优化第一蓄热箱11的蓄热效率。而当四通换向阀3切换至第二蓄热箱12与引风机4导通、靠近第二蓄热箱12的辅助燃烧器64启动工作、同时控制靠近第一蓄热箱11处辅助燃烧器64停止工作。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种余热再利用富氧蓄热燃烧系统，其特征在于，包括：第一蓄热箱(11)，第二蓄热箱(12)，鼓风机(2)，四通换向阀(3)，引风机(4)，换热器(5)，主燃烧器(61)，天然气源(62)和富氧助燃器(71)；
所述第一蓄热箱(11)、第二蓄热箱(12)和主燃烧器(61)分别连接炉膛(8)；所述第一蓄热箱(11)通过第一换向管(111)连接四通换向阀(3)；所述第二蓄热箱(12)通过第二换向管(121)连接四通换向阀(3)；所述引风机(4)通过排气管(41)连接四通换向阀(3)；所述鼓风机(2)通过风管(21)连接四通换向阀(3)；所述天然气源(62)通过天然气管路(63)连接主燃烧器(61)；所述富氧助燃器(71)的输出端通过供氧管路(73)连接主燃烧器(61)；所述供氧管路(73)、天然气管路(63)、风管(21)和排气管(41)分别穿过换热器(5)。
2.如权利要求1所述余热再利用富氧蓄热燃烧系统，其特征在于：还包括导通至炉膛(8)的辅助燃烧器(64)，所述辅助燃烧器(64)共两个、且分别靠近第一蓄热箱(11)和第二蓄热箱(12)。
3.如权利要求1或2所述余热再利用富氧蓄热燃烧系统，其特征在于：还包括小风机(72)，所述小风机(72)连接富氧助燃器(71)的输入端、用于对富氧助燃器(71)内鼓风。
4.如权利要求1或2所述余热再利用富氧蓄热燃烧系统，其特征在于：所述换热器(5)采用冷凝式换热器。
5.如权利要求1所述余热再利用富氧蓄热燃烧系统，其特征在于：所述富氧助燃器(71)采用制氧机。
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