CN111649320A - 一种弥散混合式低氮蓄热燃烧系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弥散混合式低氮蓄热燃烧系统，所述蓄热燃烧器有2个，对称倾斜设置所述弥散燃烧器的二边，所述蓄热燃烧器和所述弥散燃烧器装在炉窑同一侧，共用一个炉膛，通过热交换阀组的切换动作实现：所述中间弥散燃烧器运行时，两边的蓄热燃烧器各为供风及排烟通道，交替给弥散燃烧器供风、排烟；所述左右蓄热燃烧器运行时，弥散燃烧器停止运行，蓄热燃烧器交替燃烧、排烟。本发明采用弥散燃烧器加换向混合式燃烧器分段燃烧，弥散燃烧器使得炉内的铝料快速熔化，降低烧损和氮氧化物生成；混合式燃烧器的火焰温度高，辐射温度大，有利于铝液升温，进一步降低氮氧化物排放。

Description

一种弥散混合式低氮蓄热燃烧系统

技术领域

本发明涉及一种弥散混合式低氮蓄热燃烧系统，属于铝加工设备领域。

背景技术

在我国，蓄热式高温空气燃烧装置已经初步应用于冶金、化工、机械制造等工业部门，取得了一定程度的节能降耗的成效。近年来，我国各大城市都受到雾霾的严重影响，其产生的一大推力，就是大量的工业燃烧器所产生的污染物，其中氮氧化物与其它污染物在一定条件下降产生光化学烟雾污染，对人类生存坏境产生巨大的威胁，这使得低氮燃烧技术成为国内外重点研究问题。

目前的蓄热式高温空气燃烧系统已经在铝加工熔铸行车广泛应用，但仍存在氮氧化物排放偏高，熔铝过程中对金属的烧损较大的问题。现有的弥散式燃烧系统虽然已经一定程度的降低了熔铝过程中的金属烧损，但难以同步实现降低氮氧化物排放及降低能源消耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够同时降低氮氧化物排放，降低能源消耗，降低金属烧损的弥散混合式低氮蓄热燃烧系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种弥散混合式低氮蓄热燃烧系统，由炉膛、蓄热燃烧器、弥散燃烧器、测温测压传感装置、热交换阀组、点火供风系统、弥散供风系统组成，所述蓄热燃烧器有2个，对称倾斜设置所述弥散燃烧器的二边，所述蓄热燃烧器和所述弥散燃烧器装在炉窑同一侧，共用一个炉膛，通过热交换阀组的切换动作实现：所述中间弥散燃烧器运行时，两边的蓄热燃烧器各为供风及排烟通道，交替给弥散燃烧器供风、排烟；所述左右蓄热燃烧器运行时，弥散燃烧器停止运行，蓄热燃烧器交替燃烧、排烟。

两个蓄热燃烧器所成夹角的交汇点位于炉膛中心线上。

两个蓄热燃烧器和弥散燃烧器的安装均为向下倾斜安装，其倾斜角度保持一致且在同一平面。

所述弥散燃烧器的进风口管道采用分级式设计，燃烧器进风口对接部位为缩口，进风管道相对于进风口大一个等级，并在进风管道口安装有储风筒。

所述的弥散燃烧器的进气通道和进风通道都设有多个与旋流混合室相连的喷射点。

本发明燃烧采用分步燃烧方式，铝料从固态到液态时，弥散燃烧器燃烧，形成满炉膛的回旋火焰，可将未充分燃烧的气体快速的喷射至炉膛，并通过两边蓄热燃烧器的供风和排烟，使气体在炉膛内回旋并燃烧，与固态料的接触面积可以达到最大化，使得炉内的铝料可以更加充分的与火焰接触，从而达到快速熔化的节能效果；并且弥散燃烧器的气体铺散式进入炉膛，更容易燃烧充分，炉膛内的一氧化碳基本为零，氮氧化物排放数值低于50mg/m³。铝液由低温液态到高温液态时，通过换向，采用蓄热燃烧器燃烧，弥散燃烧器停止，蓄热燃烧器为内混式结构，可产生刚性火焰，火焰燃烧速度快，火焰温度高，可产生较大辐射温度，有利于铝液升温。

本发明弥散燃烧器燃烧也为两段式燃烧，天然气通过进气通道进行分配，多点喷射至旋流混合室，空气通过进风通道进行分配，多点进入旋流混合室；空气和天然气在旋流混合室中快速旋转流动并混合，混合后的空燃气进入燃烧室燃烧，此为第一段燃烧。由于弥散燃烧器的燃烧室空间小，且空燃气仍处于旋流状态，点燃时类似于爆燃，火焰夹带着未充分燃烧的混合气体进入火口通道一，火口通道一侧面装有紫外探头火检，探测到火焰则系统判定为正常点燃。混合气体在旋流和燃烧的同时通过火口通道二喷射至炉膛。喷射出的气体进入炉膛并遇到空气后燃烧，产生弥散式火焰，此为第二段燃烧。

与现有的燃烧技术相比，本发明采用弥散燃烧器加换向混合式燃烧器分段燃烧，弥散燃烧器使得炉内的铝料快速熔化，降低烧损和氮氧化物生成；混合式燃烧器的火焰温度高，辐射温度大，有利于铝液升温，进一步降低氮氧化物排放。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明一种弥散混合式低氮蓄热燃烧系统的结构图；

图2是本发明的弥散燃烧器的结构图；

图3是图2的局部放大图；

图中，1是炉膛，2是左蓄热燃烧器，3是右蓄热燃烧器，4是弥散燃烧器，5是测温测压传感器，6是热交换阀组，7是点火供风系统，8是弥散供风系统，9是烟气阻断阀，10是储风筒，11是进气通道，12是点火枪，13是紫外探头火检，14是进风通道，15是旋流混合室，16是燃烧室。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

从图1可知，本发明是一种弥散混合式低氮蓄热燃烧系统，由炉膛1、蓄热燃烧器、弥散燃烧器4、测温测压传感装置5、热交换阀组6、点火供风系统7、弥散供风系统8组成，蓄热燃烧器有2个，左蓄热燃烧器2和右蓄热燃烧器3对称倾斜设置弥散燃烧器4的二边，两个蓄热燃烧器所成夹角的交汇点位于炉膛中心线上，所述蓄热燃烧器和所述弥散燃烧器装在炉窑同一侧，共用一个炉膛，通过热交换阀组的切换动作实现：中间的弥散燃烧器运行时，两边的蓄热燃烧器各为供风及排烟通道，交替给弥散燃烧器供风、排烟；左、右蓄热燃烧器运行时，弥散燃烧器停止运行，蓄热燃烧器交替燃烧、排烟。

本发明的两个蓄热燃烧器和弥散燃烧器的安装均为向下倾斜安装，其倾斜角度保持一致且在同一平面。

所述弥散燃烧器的进风口管道采用分级式设计，燃烧器进风口对接部位为缩口，进风管道相对于进风口大一个等级，并在进风管道口安装有储风筒。

所述的弥散燃烧器的进气通道和进风通道都设有多个与旋流混合室相连的喷射点。

本发明燃烧采用分步燃烧方式，铝料从固态到液态过程，弥散燃烧器燃烧，形成满炉膛的回旋火焰，可将未充分燃烧的气体快速的喷射至炉膛，并通过两边蓄热燃烧器的供风和排烟，使气体在炉膛内回旋并燃烧，与固态料的接触面积可以达到最大化，使得炉内的铝料可以更加充分的与火焰接触，从而达到快速熔化的节能效果；并且弥散燃烧器的气体铺散式进入炉膛，更容易燃烧充分，炉膛内的一氧化碳基本为零，氮氧化物排放数值低于50mg/m³。铝液由低温液态到高温液态时，通过换向，采用蓄热燃烧器燃烧，弥散燃烧器停止，蓄热燃烧器为内混式结构，可产生刚性火焰，火焰燃烧速度快，火焰温度高，可产生较大辐射温度，有利于铝液升温。

本发明弥散燃烧器燃烧也为两段式燃烧，天然气通过进气通道进行分配，多点喷射至旋流混合室，空气通过进风通道进行分配，多点进入旋流混合室；空气和天然气在旋流混合室中快速旋转流动并混合，混合后的空燃气进入燃烧室燃烧，此为第一段燃烧。由于弥散燃烧器的燃烧室空间小，且空燃气仍处于旋流状态，点燃时类似于爆燃，火焰夹带着未充分燃烧的混合气体进入火口通道一，火口通道一侧面装有紫外探头火检，探测到火焰则系统判定为正常点燃。混合气体在旋流和燃烧的同时通过火口通道二喷射至炉膛。喷射出的气体进入炉膛并遇到空气后燃烧，产生弥散式火焰，此为第二段燃烧。

本发明采用弥散燃烧器加换向混合式燃烧器分段燃烧，铝料从固态到液态时，弥散燃烧器燃烧，使得炉内的铝料快速熔化，降低烧损和氮氧化物生成；铝液由低温液态到高温液态时，混合式燃烧器燃烧，火焰温度高，辐射温度大，有利于铝液升温，进一步降低氮氧化物排放。

本发明所述的实施例不仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (5)

1.一种弥散混合式低氮蓄热燃烧系统，由炉膛（1）、蓄热燃烧器、弥散燃烧器（4）、测温测压传感装置（5）、热交换阀组（6）、点火供风系统（7）、弥散供风系统（8）组成，所述蓄热燃烧器有2个，对称倾斜设置所述弥散燃烧器的二边，所述蓄热燃烧器和所述弥散燃烧器装在炉窑同一侧，共用一个炉膛，通过热交换阀组的切换动作实现：所述中间弥散燃烧器运行时，两边的蓄热燃烧器各为供风及排烟通道，交替给弥散燃烧器供风、排烟；所述左右蓄热燃烧器运行时，弥散燃烧器停止运行，蓄热燃烧器交替燃烧、排烟。

2.根据权利要求1所述的一种弥散混合式低氮蓄热燃烧系统，其特征在于：两个蓄热燃烧器所成夹角的交汇点位于炉膛中心线上。

3.根据权利要求1所述的一种弥散混合式低氮蓄热燃烧系统，其特征在于：两个蓄热燃烧器和弥散燃烧器的安装均为向下倾斜安装，其倾斜角度保持一致且在同一平面。

4.根据权利要求1所述的一种弥散混合式低氮蓄热燃烧系统，其特征在于：所述弥散燃烧器的进风口管道采用分级式设计，燃烧器进风口对接部位为缩口，进风管道相对于进风口大一个等级，并在进风管道口安装有储风筒。

5.根据权利要求1所述的一种弥散混合式低氮蓄热燃烧系统，其特征在于：所述的弥散燃烧器的进气通道和进风通道都设有多个与旋流混合室相连的喷射点。

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