CN114440251A - 一种用于提高加热炉热效率的燃烧系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种用于提高加热炉热效率的燃烧系统，属于石油化工技术领域。解决了现有加热炉热效率低、氮氧化合物污染高以及不能灵活应对各种工况燃烧情况的问题。它包括包括气体燃料装置、气体燃料运输管路、热量输送管路和加热炉，所述气体燃料装置与气体燃料运输管路连通，所述气体燃料运输管路与热量输送管路连通，所述热量输送管路与加热炉连通，所述气体燃料运输管路与热量输送管路之间连通有空气供给管路、氧气供给管路以及混合气体供给管路。它主要用于提高加热炉的热效率，又能起到保护环境的作用。
Description
技术领域
本发明属于石油化工技术领域，特别是涉及一种用于提高加热炉热效率的燃烧系统。
背景技术
加热炉在石油化工企业中具有举足轻重的地步，提高加热炉的热效率不仅仅能减少燃料的损耗，又能延长设备的损失，目前提高加热炉热效率的方法主要有改进燃烧器的结构，烟气余热回收，增大过剩空气系数，富养燃烧等等。但是这些措施一方面经济成本高，实施起来困难，另一面燃料利用率低，不能灵活应对各种工况下燃烧状况。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种用于提高加热炉热效率的燃烧系统,以解决现有加热炉热效率低、氮氧化合物污染高以及不能灵活应对各种工况燃烧情况的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于提高加热炉热效率的燃烧系统，包括气体燃料装置、气体燃料运输管路、热量输送管路和加热炉，所述气体燃料装置与气体燃料运输管路连通，所述气体燃料运输管路与热量输送管路连通，所述热量输送管路与加热炉连通，所述气体燃料运输管路与热量输送管路之间连通有空气供给管路、氧气供给管路以及混合气体供给管路；
所述热量输送管路上设有用于点火的预混合燃烧器，所述空气供给管路包括用于供给空气的空气量装置，所述氧气供给管路包括用于供给氧气的富氧装置，所述混合气体管路包括纯氧装置、水蒸气装置以及N2装置。
更进一步的，所述空气供给管路、氧气供给管路以及混合气体供给管路相互连通。
更进一步的，所述气体燃料运输管路设有三个，三个气体燃料运输管路的一端均连通一个气体燃料装置，三个气体燃料装置的另一端分别和空气供给管路、氧气供给管路以及混合气体供给管路连通后与热量输送管路连通。
更进一步的，所述热量输送管路设有三个，三个热量输送管路分别和空气供给管路、氧气供给管路以及混合气体供给管路连通后与加热炉连通。
更进一步的，所述气体燃料运输管路上设有气体燃料阀门和气体燃料流量计。
更进一步的，所述热量输送管路上还设有混合气体阀门和混合气体流量计。
更进一步的，所述空气供给管路沿着气体供给方向依次设有空气量装置、空气量阀门、空气量流量计、烟气余热加热装置以及空气量阀门，所述氧气供给管路沿着气体供给方向依次设有富氧装置、富氧阀门、富氧流量计、烟气余热加热装置以及富氧阀门。
更进一步的，所述混合气体供给管路包括纯氧供给支管、水蒸气供给支管以及N2供给支管，所述纯氧供给支管上设有纯氧阀门和纯氧流量计，所述水蒸气供给支管上设有水蒸气阀门和水蒸气流量计，所述N2供给支管上设有N2阀门和N2流量计。
更进一步的，所述混合气体供给管路还包括供给主管，所述纯氧供给支管、水蒸气供给支管和N2供给支管相互连通后与供给主管连通。
更进一步的，所述供给主管上设有烟气余热加热装置和三气体混合阀门。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能够使得燃料充分燃烧，加快燃烧速度，保证火焰的稳定性，减少中间产物CO的生成量，也减少了氮氧化合物污染气体的生成量，提高燃料的利用率，进而提高加热炉的热效率，还能够针对不同工况，不同炉型下随时更改系统操作参数，始终使加热炉保持高热效率的工况下。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明所述的一种用于提高加热炉热效率的燃烧系统示意图一；
图2为本发明所述的一种用于提高加热炉热效率的燃烧系统示意图二；
图3为本发明所述的一种用于提高加热炉热效率的燃烧系统示意图三。
1-气体燃料装置，2-气体燃料阀门，3-气体燃料流量计，4-混合气体阀门，5-混合气体流量计，6-预混合燃烧器，7-加热炉，8-空气量装置，9-空气量阀门，10-空气量流量计，11-烟气余热加热装置，12-富氧装置，13-富氧阀门，14-富氧流量计，15-纯氧装置，16-纯氧阀门，17-纯氧流量计，18-水蒸气装置，19-水蒸气阀门，20-水蒸气流量计，21-三气体混合阀门，22-N2装置，23-N2阀门，24-N2流量计。
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、完整地阐述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，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。
参见图1说明本实施方式，一种用于提高加热炉热效率的燃烧系统，其特征在于：包括气体燃料装置1、气体燃料运输管路、热量输送管路和加热炉7，所述气体燃料装置1与气体燃料运输管路连通，所述气体燃料运输管路与热量输送管路连通，所述热量输送管路与加热炉7连通，所述气体燃料运输管路与热量输送管路之间连通有空气供给管路、氧气供给管路以及混合气体供给管路；所述热量输送管路上设有用于点火的预混合燃烧器6，所述空气供给管路包括用于供给空气的空气量装置8，所述氧气供给管路包括用于供给氧气的富氧装置12，所述混合气体管路包括纯氧装置15、水蒸气装置18以及N2装置22，气体燃料运输管路包括气体燃料阀门2和气体燃料流量计3，热量输送管路还包括混合气体阀门4和混合气体流量计5。
打开气体燃料阀门2，使气体燃料装置1将气体燃料通过气体燃料流量计3进行运输，向加热炉7提供所需要的燃料，然后通过三种方式提供助燃气体：方式一：打开空气量阀门9，空气通过空气量装置8再通过空气量流量计10运输，来提供助燃空气，进而提高空气过剩系数，过剩空气系数取值范围1.2-2.5；方式二：打开富氧阀门13，使氧气通过富氧流量计14运输，来提高空气中氧气的浓度，进行富氧燃烧，氧气浓度取值范围21％-100％；方式三：打开纯氧阀门16、水蒸气阀门19和N2阀门23，使O2、H2O和N2分别从纯氧装置16、水蒸气装置18和N2装置22流出，再分别通过纯氧流量计17、水蒸气流量计20和N2流量计24进行运输，然后三种气体混合，打开三气体混合阀门21，使三种气体经过混合气体管路进行运输，进而助燃空气利用O2、H2O和N2进行组合，调整O2、H2O和N2的比例，使O2范围为21％，H2O范围为0-40％，N2范围为39％-79％，最后气体燃料与通过三种方式运输的助燃气体一起通过混合气体阀门4和混合气体流量计5运送到预混合燃烧器6内，通过预混合燃烧器6点火，将热量喷射到加热炉7内，该系统通过提供助燃空气，使燃料能够充分燃烧，进而加快燃烧速度，保证了火焰的稳定性，减少中间产物CO的生产量，也减少氮氧化合物污染气体的生成量，提高了燃料的利用率，进而提高加热炉的热效率。
进一步地，在空气供给管路、氧气供给管路以及混合气体供给管路的尾端皆设有一个烟气余热加热装置11，使助燃气体经过烟气余热加热装置11进行加热。
参看图2说明本实施方式，气体燃料运输管路设有三个，三个气体燃料运输管路的一端均连通一个气体燃料装置1，三个气体燃料装置的另一端分别和空气供给管路、氧气供给管路以及混合气体供给管路连通后与热量输送管路连通，在上述实施例的基础上，通过三个气体燃料装置1供给气体燃料，并且三个气体燃料运输管路分别与三种助燃气体运输管路连通，三种助燃气体运输方式输送的气体分别与三个气体燃烧运输管路运输的气体燃料混合，然后再一起运送到预混合燃烧器11内，然后点火将热量喷射到加热炉7内。
参看图3说明本实施方式，所述热量输送管路设有三个，三个热量输送管路分别和空气供给管路、氧气供给管路以及混合气体供给管路连通后与加热炉7连通，在上述实施例的基础上，在三种助燃气体运输管路的运输方式运输的气体与三个气体燃烧运输管路运输的气体燃料混合后分别运送到三个预混合燃烧器6内，然后三个预混合燃烧器6同时点火，将热量喷射到加热炉7内。
通过三种不同方式对加热炉7进行点火，能针对不同的工况，不同炉型下随时更改系统操作系数，始终使加热炉7保持高热效率的工况下，然后在上述实施例中的助燃空气利用O2、H2O和N2进行组合，调整O2、H2O和N2的比例，使O2范围为21％，H2O范围为0-40％，N2范围为39％-79％，此时里的O2为纯氧。
以上公开的本发明实施例只是用于帮助阐述本发明。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。
Claims (10)
1.一种用于提高加热炉热效率的燃烧系统，其特征在于：包括气体燃料装置(1)、气体燃料运输管路、热量输送管路和加热炉(7)，所述气体燃料装置(1)与气体燃料运输管路连通，所述气体燃料运输管路与热量输送管路连通，所述热量输送管路与加热炉(7)连通，所述气体燃料运输管路与热量输送管路之间连通有空气供给管路、氧气供给管路以及混合气体供给管路；
所述热量输送管路上设有用于点火的预混合燃烧器(6)，所述空气供给管路包括用于供给空气的空气量装置(8)，所述氧气供给管路包括用于供给氧气的富氧装置(12)，所述混合气体管路包括纯氧装置(15)、水蒸气装置(18)以及N2装置(22)。
2.根据权利要求1所述的一种用于提高加热炉热效率的燃烧系统，其特征在于：所述空气供给管路、氧气供给管路以及混合气体供给管路相互连通。
3.根据权利要求1所述的一种用于提高加热炉热效率的燃烧系统，其特征在于：所述气体燃料运输管路设有三个，三个气体燃料运输管路的一端均连通一个气体燃料装置(1)，三个气体燃料装置的另一端分别和空气供给管路、氧气供给管路以及混合气体供给管路连通后与热量输送管路连通。
4.根据权利要求3所述的一种用于提高加热炉热效率的燃烧系统，其特征在于：所述热量输送管路设有三个，三个热量输送管路分别和空气供给管路、氧气供给管路以及混合气体供给管路连通后与加热炉(7)连通。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种用于提高加热炉热效率的燃烧系统，其特征在于：所述气体燃料运输管路上设置有气体燃料阀门(2)和气体燃料流量计(3)。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种用于提高加热炉热效率的燃烧系统，其特征在于：所述热量输送管路上还设置有混合气体阀门(4)和混合气体流量计(5)。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种用于提高加热炉热效率的燃烧系统，其特征在于：所述空气供给管路沿着气体供给方向依次设有空气量装置(8)、空气量阀门(9)、空气量流量计(10)、烟气余热加热装置(11)以及空气量阀门(9)，所述氧气供给管路沿着气体供给方向依次设有富氧装置(12)、富氧阀门(13)、富氧流量计(14)、烟气余热加热装置(11)以及富氧阀门(13)。
8.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种用于提高加热炉热效率的燃烧系统，其特征在于：所述混合气体供给管路包括纯氧供给支管、水蒸气供给支管以及N2供给支管，所述纯氧供给支管上设置有纯氧阀门(16)和纯氧流量计(17)，所述水蒸气供给支管上设置有水蒸气阀门(19)和水蒸气流量计(20)，所述N2供给支管上设置有N2阀门(23)和N2流量计(24)。
9.根据权利要求8所述的一种用于提高加热炉热效率的燃烧系统，其特征在于：所述混合气体供给管路还包括供给主管，所述纯氧供给支管、水蒸气供给支管和N2供给支管相互连通后与供给主管连通。
10.根据权利要求9所述的一种用于提高加热炉热效率的燃烧系统，其特征在于：所述供给主管上设置有烟气余热加热装置(11)和三气体混合阀门(21)。
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