CN112628786B - 余热烟气复合式液态轻烃气化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轻烃气化装置技术领域,具体为余热烟气复合式液态轻烃气化装置,包括轻烃气化系统,轻烃气化系统主要由余热烟气输入单元,余热烟气组合预热器换热混合单元,轻烃油输入调节预热单元,轻烃油雾化空气单元,组合气化单元,气化残液回收单元以及安全控制单元等组成;有益效果为:本发明提出的余热烟气复合式液态轻烃气化装置为了实现轻烃燃气安全高效节能环保燃烧,更好的充分利用清洁环保的轻烃油,扩大轻烃燃油气化的使用范围,提高轻烃油经济性、安全性和环保性。

Description

余热烟气复合式液态轻烃气化装置
技术领域
本发明涉及轻烃气化装置技术领域,具体为余热烟气复合式液态轻烃气化装置。
背景技术
因轻烃油在气化过程中需要吸收热量,因此轻烃气化系统中需要设置有可提供热量的供热装置。以往的各种气化系统大多采用系统内供热方式,存在诸多问题及不足:
1.设备系统复杂,部件较多;造成设备体积臃肿,制造成本偏高,且运输安装难度及速度差强人意。
2.热源装置外置,通过供热管道相连接;造成系统管道冗长,散热损失大及能耗高,且系统设备占地面积大。
3.采用后加热方式使得参与气化的介质在气化过程中处于不良的气化环境中,气化效率有所降低。
4.气化系统启动困难,时间消耗较长;由于轻烃油供入油温较低且供入的混合空气温度低,因此轻烃油气化时的液滴较大,容易在与冷空气混合时出现冷凝,产生较多残液并造成混空燃气热值偏低,影响燃气的品质和燃烧效率。
5.安全性能低;大气中含氧量约为21%,氮气含量约为78%,而烟气中的含氧量仅为2%~4%,氮气含量变化不大,二氧化碳的含量可达到12%~14%;混空轻烃燃气相较于混合烟气的轻烃燃气其爆炸极限范围要大。
6.环保性能较差;相较于混空轻烃燃气,由于采用烟气混合轻烃燃气,其可实现低氧燃烧,且燃烧产物中的氮氧化物可有效降低。而混空轻烃燃气无法有效控制其中的氧气含量,导致燃烧产物中氮氧化物含量较高。
发明内容
本发明的目的在于提供余热烟气复合式液态轻烃气化装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:余热烟气复合式液态轻烃气化装置,包括轻烃气化系统,所述轻烃气化系统主要由余热烟气输入单元,余热烟气组合预热器换热混合单元,轻烃油输入调节预热单元,轻烃油雾化空气单元,组合气化单元,气化残液回收单元以及安全控制单元等组成。
优选的,所述余热烟气输入单元包含有:锅炉、烟囱、烟气调节门、烟气风机以及相应的管道、阀门以及仪表。
优选的,所述轻烃油输入调节单元包含有:燃油调节阀、主燃油电磁阀、旁路燃油电磁阀、旁路燃油开关阀、回油开关阀、燃油止回阀、出口油温传感器以及油管。
优选的,所述轻烃油雾化空气单元包含有:压缩空气调压器、压缩空气电磁阀、空压机以及空气管道。
优选的,所述组合气化单元包含有:增压风机、混空止阀门、复合气化器本体、多层筛网分布器、组合热媒加热器、气化混合室以及复合气化喷咀。
优选的,所述气化残液回收单元包含有:残液液位检测器、残液出口阀、回油泵以及回油开关阀。
优选的,所述安全控制单元包含有:PLC智能控制器,彩色触摸屏,变频器,风机,油泵电加热控制回路等组成的控制系统;燃气压力,燃油压力,燃气温度,热媒温度,混合空气温度,残液液位,燃气热值等传感器;燃油调节阀,电磁阀等执行机构。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明结构设置合理,功能性强,具有以下优点:
本发明提出的余热烟气复合式液态轻烃气化装置为了实现轻烃燃气安全高效节能环保燃烧,更好的充分利用清洁环保的轻烃油,扩大轻烃燃油气化的使用范围,提高轻烃油经济性、安全性和环保性。
附图说明
图1为本发明轻烃气化系统框图;
图2为本发明轻烃气化系统流程图。
图中:1.锅炉,2.烟囱,3.烟气调节门,4.烟气风机,5.组合预热器,6.混合空气入口,7.空气电加热器,8.增压风机,9.混空止阀门,10.复合气化器本体,11.多层筛网分布器,12.残液液位检测器,13.残液出口阀,14.回油泵,15.组合热媒加热器,16.气化混合室,17.复合气化喷咀,18.压缩空气调压器,19.压缩空气电磁阀,20.空压机,21.燃油调节阀,22.主燃油电磁阀,23.旁路燃油电磁阀,24.旁路燃油开关阀,25.回油开关阀,26.燃油预热器,27.燃油止回阀,28出口油温传感器。
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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图2,本发明提供一种技术方案:
1.余热烟气输入单元
A.冷锅炉启动时,首先要进行预热工作准备,首先需启动组合预热器5内的空气电加热器7和复合气化器本体10内的组合热媒加热器15,随后启动燃油管辅助低温加热器和空压机20;当组合预热器5的空气温度、气化罐的热媒温度及燃油管道内油温都达到相应的设定值后,控制器启动输油泵,待油压正常后先将燃油调节阀21开到启动阀位,然后开启主燃油电磁阀22、压缩空气电磁阀19及增压风机8,气化系统进入喷油气化阶段。
冷锅炉开始气化阶段时,由于气化系统内的设备部件温度不均匀,会有少量轻烃燃气重新凝结成残液,轻烃混合燃气热值会降低,影响燃烧,本系统遂为此设定了一套启动阶段低热值燃气循环气化单元,该单元装有轻烃燃气再循环电磁阀和安全止回阀以及燃气循环管,将低热值混合燃气通过再循环电磁阀送到增压风机8的入口管道中,重新加压后作为混合空气加入到复合气化喷咀17内参与气化,伴随着气化系统内燃气不断反复循环气化,气化系统的燃气压力和燃气温度不断上升,当燃气压力升到释放压力设定值后,系统将自动打开对空放散电磁阀,当燃气温度达到设定值时,系统将开始关闭燃气循环电磁阀,开始对外供应燃气,锅炉燃烧点火投入运行,当锅炉烟囱产生热烟气后,预热气化系统开始转入余热烟气循环阶段。
首先启动烟气风机4从烟囱2中抽出部分热烟气,经烟气调节门3控制热烟气的吸入流量,热烟气再经过烟气过滤冷凝器,滤掉烟气中的少量颗粒物,并冷凝出少量水,然后烟气风机4加压后通过余热烟管送到组合预热器5的烟气入口,进入组合预热器的热烟气与燃油预热器26进行热交换,致使燃油预热器内的燃油温度升高,经过换热后的热风通过组合预热器5的烟气调节板进入到冷空气加热混合室内混合加热,当组合预热器的出口风温达到设定后,空气电加热器7停止工作;此时电加热翅片管只能起到烟气混合器的作用,加热后的混合热风经加压风机再次加压,再经过混空止阀门9送到复合气化喷咀17内参与轻烃油气化。
B.热锅炉正常运行后,气化系统热启动;由于锅炉等燃烧用气设备因负荷变化等原因需要间歇性短暂工作性停炉,此时复合液态轻烃气化装置中供油单元、增压风机8及空压机20等设备停止运行,但系统的加热装置都处于恒温加热状态,特别是烟气风机4也还处于运行状态,从而保持组合预热器5内混合空气温度恒定在一定范围内,余热烟气温度较低时烟气风机停止运行,同时空气电加热器投入工作,混合空气温度达到设定值时,空气电加热器7自动停止运行。
当锅炉等燃烧设备需要重新投入运行时,气化系统接收到启动信号后,同时启动供油泵及增压风机8,并相应调整燃油调节阀21开度;打开主燃油电磁阀22和压缩空气电磁阀19,开始进入气化阶段。
2.轻烃油气化原理及过程
A.经过组合预热器5预热,热轻烃油和热混合空气分别经相应的管道、阀门进入到复合气化器本体10,轻烃油先经油泵加压后,再经燃油调节阀21调节流量,然后经燃油预热器26加热后,送入复合气化喷咀17中,在压缩空气作用下,首先完成雾化,雾化后的油雾同时气化形成旋转气流,在组合气化腔与从混合空气喷咀中喷射的预热后的混合空气进行切向旋转混合,实现二次气化,提高气化效率;从组合气化喷咀中喷出的混合燃气再次进入气化混合室16内的组合热媒加热器15再次加热,加热管外侧装有翅片管,管内加装有可抽动的折返扰流片,从加热管内流过的混合燃气在被加热的同时,经反复折返可延长气体加热时间,还能加强混合气体的混合强度,使混合燃气混合更充分,热值更均匀、稳定。
B.从热媒加热器出来的混合燃气直接进入装有多层筛网分布器11,混合燃气进入后与多层错位布置的金属筛网反复撞击折转不断混合使混合燃气混合更加充分均匀,提高混合燃气热值稳定性。
C.气化罐底部是气化残液收集区,残液液位达到一定高度后(残液液位检测器12、残液出口阀13功能应用),由回油泵14抽出送到供油处重新进入燃油输送系统再次参与气化。
D.混合燃气出口设置在底部侧面,出口前端装有气液分离器,分离出的残液流入残液收集区,气体从出口输出。
3.混合燃气输出
A.混合燃气从气化罐出气口输出后进入燃气调压稳定器,经调压后稳定输出到输配气管道中送到用气设备处。
B.输气管道上装有燃气压力、温度、流量及热值等测量传感器,用于燃气安全监测。燃气管道上同时设有燃气安全放散阀,用于保护整套气化系统的安全。
4.余热烟气复合气化系统安全控制
A.控制调节:
①组合预热器出口混合空气温度调节
②燃油压力调节(变频)
③燃油流量调节
④热媒加热器热媒温度调节
⑤混合燃气温度调节
⑥残液液位控制调节
⑦混合燃气压力控制调节
B.系统安全控制与保护
①燃油压力超压报警
②燃油温度超温报警
③气化室燃气压力超压报警联锁
④燃气温度低温报警
⑤热媒加热器超温报警
⑥残液液位超高报警
⑦混合燃气超压报警联锁
⑧油泵、风压、空压机等电机故障报警。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.余热烟气复合式液态轻烃气化装置,包括轻烃气化系统,其特征在于:所述轻烃气化系统主要由余热烟气输入单元,余热烟气组合预热器换热混合单元,轻烃油输入调节预热单元,轻烃油雾化空气单元,组合气化单元,气化残液回收单元以及安全控制单元组成;
余热烟气组合预热器换热混合单元包括组合预热器(5),组合预热器(5)内设置燃油预热器(26)、空气加热器(7)、冷空气加热混合室;组合气化单元包括复合汽化器本体(10),复合汽化器本体(10)内设置多层筛网分布器(11)、组合热媒加热器(15)、气化混合室(16)以及复合气化喷咀(17);进入组合预热器(5)的热烟气与燃油预热器(26)进行热交换,致使燃油预热器(26)内的燃油温度升高,经过换热后的烟气在冷空气加热混合室与冷空气混合,当组合预热器(5)的出口风温达到设定后,空气电加热器(7)停止工作,组合预热器(5)预热后的混合空气送入复合气化喷咀(17);轻烃油雾化空气单元向复合气化喷咀(17)提供压缩空气;燃油预热器(26)预热的轻烃油进入复合气化喷咀(17)中,在压缩空气作用下,首先完成雾化,雾化后的油雾同时气化形成旋转气流,在组合气化腔与预热后的混合热风进行切向旋转混合,实现二次气化,提高气化效率;从复合气化喷咀(17)中喷出的混合燃气再次进入气化混合室(16)内的组合热媒加热器(15)加热,从组合热媒加热器(15)出来的混合燃气直接进入多层筛网分布器(11),混合燃气进入后与多层错位布置的金属筛网反复撞击折转不断混合使混合更加充分均匀。
2.根据权利要求1所述的余热烟气复合式液态轻烃气化装置,其特征在于:所述余热烟气输入单元包含有:锅炉(1)、烟囱(2)、烟气调节门(3)、烟气风机(4)以及相应的管道、阀门以及仪表。
3.根据权利要求1所述的余热烟气复合式液态轻烃气化装置,其特征在于:所述轻烃油输入调节预热单元包含有:燃油调节阀(21)、主燃油电磁阀(22)、旁路燃油电磁阀(23)、旁路燃油开关阀(24)、回油开关阀(25)、燃油止回阀(27)、出口油温传感器(28)以及油管。
4.根据权利要求1所述的余热烟气复合式液态轻烃气化装置,其特征在于:所述轻烃油雾化空气单元包含有:压缩空气调压器(18)、压缩空气电磁阀(19)、空压机(20)以及空气管道。
5.根据权利要求1所述的余热烟气复合式液态轻烃气化装置,其特征在于:所述气化残液回收单元包含有:残液液位检测器(12)、残液出口阀(13)、回油泵(14)以及回油开关阀(25)。
6.根据权利要求1所述的余热烟气复合式液态轻烃气化装置,其特征在于:所述安全控制单元包含有:PLC智能控制器,彩色触摸屏,变频器,风机,油泵电加热控制回路组成的控制系统;燃气压力,燃油压力,燃气温度,热媒温度,混合空气温度,残液液位,燃气热值传感器;燃油调节阀,电磁阀执行机构。
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