CN114484430A - 一种烟气自循环的低氮蓄热烧嘴控制方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟气自循环的低氮蓄热烧嘴控制方法及其装置，属于蓄热烧嘴领域，一种烟气自循环的低氮蓄热烧嘴控制方法，如下：S1：燃气在其中一个烧嘴的点火端被点燃并在炉膛内形成火焰；启动鼓风机，助燃空气通过四通阀从风管进入蓄热箱体内对火焰助燃；S2：启动引风机，将S1步骤炉膛内燃烧产生的烟气通过四通阀引出，启动高压引风机将引出的部分烟气引入混合管道内，通过风阀调控使烟气进入蓄热箱内，并混入助燃空气中，实现烧嘴的贫氧燃烧，降低燃烧过程中产生氮氧化物；通过引入主要成分为二氧化碳和氮气的烟气，混合入助燃空气中，通过降低助燃空气中的氧含量的模式来实现对燃烧过程中抑制氮氧化物产生，实现烧嘴的贫氧燃烧。

Description

一种烟气自循环的低氮蓄热烧嘴控制方法及其装置
技术领域
本发明涉及蓄热烧嘴领域，更具体地说，涉及一种利用烟气自循环加燃烧过程脱销的低氮蓄热烧嘴控制方法及其装置。
背景技术
传统的蓄热燃烧器，采用高温助燃空气混合燃气燃烧，由于助燃空气温度高，在充分燃烧的基础上，火焰的中心温度高，造成在燃烧过程中大量的氮氧化物的产生，造成空气的污染。同时炉膛内的高温也会造成氮氧化物的产生。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的第一目的在于提供一种烟气自循环的低氮蓄热烧嘴控制方法，通过烟气排出时的部分抽取，并使其部分烟气循环混合助燃空气，来降低助燃空气中的氧含量的模式来实现对燃烧过程中抑制氮氧化物产生，实现烧嘴的贫氧燃烧；第二目的在于提供一种烟气自循环的低氮蓄热烧嘴装置，通过利用高压引风机和阀门的控制实现烟气自循环，以使低氮蓄热烧嘴在燃烧过程中降低氮氧化物产生；第三个目的，在助燃空气内加入尿素（或氨水）溶液，随助燃空气进入炉膛，还原炉膛中产生的氮氧化物。
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种烟气自循环的低氮蓄热烧嘴控制方法，如下；
S1：燃气在其中一个烧嘴的点火端被点燃；启动鼓风机，助燃空气通过四通阀从风管进入蓄热箱体内预热后对火焰助燃；
S2：启动引风机，将S1步骤炉膛内燃烧产生的烟气通过四通阀引出，启动高压引风机将引出的部分烟气引入混合管道内，通过风阀调控使烟气进入蓄热箱内，并混入助燃空气中，实现烧嘴的贫氧燃烧，降低燃烧过程中产生氮氧化物；其他烟气则从排烟管排出；
S3：高压引风机启动的同时可打开尿素水溶液罐，尿素水溶液进入混合管道与烟气混合，随后混入蓄热箱内的助燃空气中，与炉膛内已经生成的氮氧化物产生还原反应，消除已经产生的氮氧化物，降低炉膛烟气中的氮氧化物；
S4：S4步骤结束后产生的烟气又会作为S2步骤中引出的烟气，重复循环；
S5：其中一个烧嘴工作完后，与另一个烧嘴交替工作，并进行循环以使炉膛内火焰燃烧不间断。
进一步的，烧嘴在S中状态的工作状态时间间隔为60s。
一种烟气自循环的低氮蓄热烧嘴装置，包括如权利要求中所述的蓄热箱体，在蓄热箱体内部形成蓄热室，，至少一个蓄热箱体围绕在炉膛两侧面上；烧嘴安装在蓄热箱体上，且烧嘴的火焰喷射口位于炉膛内；鼓风机、四通阀和引风机之间依次通过管道相互连通；四通阀；每一个蓄热室之间均通过风管连接同一个四通阀，风管将助燃空气和废气吸入和排出；引风机与排烟管之间通过排气管道连通，混合管道连接在排气管道的侧端，混合管道远离排气管道的一端分叉连接至每一个蓄热室内，混合管道用于将自身燃烧所产生的烟气部分引入，实现烧嘴的贫氧燃烧；一组风阀分别设于混合管道的分叉接头内，风阀通过连续换向，来控制与烧嘴的工作节拍达到一致；尿素水溶液罐连接在混合管道上。
进一步的，混合管道内引入烟气的主要成分为二氧化碳和氮气。
进一步的，高压引风机连接在混合管道上，高压引风机可调节风量的大小以及风速的速率，高压引风机位于排气管道与尿素水溶液罐之间。
进一步的，风管内设有保温层。
进一步的，尿素水溶液罐与混合管道之间设有控制阀。
进一步的，尿素水溶液罐通过喷雾雾气的形式将尿素水溶液排出至混合管道内。
相比于现有技术，本发明的优点在于：
一、本方案通过引入主要成分为二氧化碳和氮气的烟气，混合入助燃空气中，通过降低助燃空气中的氧含量的模式来实现对燃烧过程中抑制氮氧化物产生，实现烧嘴的贫氧燃烧；并在烟气中喷入尿素水溶液，使尿素水溶液混合入助燃空气中，使尿素在燃气的燃烧过程中和产生的氮氧化物发生还原反应生成氮气，降低燃烧过程中的氮氧化物总量，达到控制氮氧化物过甚的目的。
二、本方案通过引风机引出的炉膛废热烟气中的一部分，通过高压引风机重新抽回并加热到蓄热箱体中稀释助燃空气中的氧含量，以便于提高烟气的温度，来对烟气进入蓄热室后与助燃空气混合过程中，以使得将两者之间的温度保持相对一致，避免助燃空气在与烧嘴中的燃气混合时出现较大的温度差值比，而影响到烧嘴在火焰喷射过程中出现明显的温度变化，更进一步的避免火焰局部低温，影响燃烧效果。
三、本方案通过当废热烟气抽回混合助燃空气后，可通过鼓风机调节引入助燃空气的速率，来保证烧嘴火焰的喷射状态保持一致。同时，在高压引风机的调节下进一步增加火焰状态的稳定性，并最终在风阀的调控下，避免保证火焰在燃烧过程中出现燃烧中断和不稳定的现象。通过多角度的调控，方便进一步精准对火焰状态进行调控，以及能够精确的保证火焰的燃烧过程中的一致性。同时，通过减少鼓风机吹出的风量时，会因此减小空气量以对空气中的氧气量进行控制，以达到控制氮氧化物的合成量排放的目的。
四、本方案通过针对烧嘴需要连续转换工作的变化，通过风阀的方向切换来保持混合尿素水溶液的烟气持续进入蓄热室内，以确保烧嘴在充分的燃烧条件下火焰点燃并进行工作。
五、本方案通过将尿素水溶液喷雾雾气式排出，一方面，方便了尿素水溶液能够顺着烟气的流动而进入蓄热室内，保障了尿素水溶液的流动性；另一方面，在雾气雾状的尿素水溶液与助燃空气混合的过程中，提高尿素在火焰中的分布均匀性，提高脱销效率。
六、本方案通过烧嘴之间周而复始的循环工作，精准将烟气和尿素混入助燃空气中，在实现节能的同时，稳定大幅的降低了氮氧化物的产生。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中标号说明：
鼓风机1、四通阀10、引风机2、高压引风机3、排烟管4、蓄热箱体5、烧嘴6、尿素水溶液罐7、风阀8、混合管道91、风管92、排气管道93、引气管道94。
具体实施方式
请参阅图1，一种烟气自循环的低氮蓄热烧嘴装置，包括蓄热箱体5，在蓄热箱体5内部形成蓄热室，蓄热室与烧嘴6之间通过保温烟管连通，至少一个蓄热箱体5围绕在炉膛两侧面上；烧嘴6安装在蓄热箱体5上，且烧嘴6的火焰喷射口位于炉膛内；鼓风机1、四通阀10和引风机2之间依次通过引气管道94相互连通；四通阀10与炉膛连接；每一个蓄热室之间均通过风管92连接同一个四通阀10，风管92用于将助燃空气和废气吸入和排出；引风机2与排烟管4之间通过排气管道93连通，混合管道91连接在排气管道93的侧端，混合管道91远离排气管道93的一端分叉连接至每一个蓄热室内，混合管道91用于将自身燃烧所产生的烟气部分引入，实现烧嘴6的贫氧燃烧；一组风阀8分别设于混合管道91的分叉接头内，风阀8通过连续换向，来控制与烧嘴6的工作节拍达到一致；尿素水溶液罐7连接在混合管道91上。
请参阅图1，混合管道91内引入烟气的主要成分为二氧化碳和氮气。高压引风机3连接在混合管道91上，高压引风机3可调节风量的大小以及风速的速率，高压引风机3位于排气管道93与尿素水溶液罐7之间。风管92内设有保温层。尿素水溶液罐7与混合管道91之间设有控制阀。尿素水溶液罐7通过雾气的形式将尿素水溶液排出至混合管道91内。
一种烟气自循环的低氮蓄热烧嘴控制方法，如下：
S1：控制烧嘴6开始燃烧工作前，选择烧嘴6是否进入燃烧状态，并择一使烧嘴6进入燃烧状态，燃气在其中一个烧嘴6的点火端被点燃并在炉膛内形成火焰；启动鼓风机1，助燃空气通过四通阀10从风管92进入蓄热箱体5内对火焰助燃；
S2：启动引风机2，将S1步骤炉膛内燃烧产生的烟气通过四通阀10引出，启动高压引风机3将引出的部分烟气引入混合管道91内，通过风阀8调控使烟气进入炉膛内，并混入助燃空气中，实现烧嘴6的贫氧燃烧，降低燃烧过程中产生氮氧化物；其他烟气则从排烟管4排出；
S3：高压引风机3启动的同时可打开尿素水溶液罐7，尿素水溶液进入混合管道91与烟气混合，随后混入炉膛内的助燃空气中，与炉膛内已经生成的氮氧化物产生还原反应，消除已经产生的氮氧化物，降低炉膛烟气中的氮氧化物；
S4：S3步骤结束后产生的烟气又会作为S2步骤中引出的烟气，重复循环；
S5：其中一个烧嘴6在完成60s的工作后，与另一个烧嘴6瞬间完成交替工作，并进行循环以使炉膛内火焰燃烧不间断。

Claims (8)

1.一种烟气自循环的低氮蓄热烧嘴控制方法，其特征在于：
S1：燃气在其中一个烧嘴（6）的点火端被点燃并在炉膛内形成火焰；启动鼓风机（1），助燃空气通过四通阀（10）从风管（92）进入蓄热箱体（5）内对火焰助燃；
S2：启动引风机（2），将S1步骤炉膛内燃烧产生的烟气通过四通阀（10）引出，启动高压引风机（3）将引出的部分烟气引入混合管道（91）内，通过风阀（8）调控使烟气进入炉膛内，并混入助燃空气中，实现烧嘴（6）的贫氧燃烧，降低燃烧过程中产生氮氧化物；其他烟气则从排烟管（4）排出；
S3：高压引风机（3）启动的同时可打开尿素水溶液罐（7），尿素水溶液进入混合管道（91）与烟气混合，随后混入炉膛内的助燃空气中，与炉膛内已经生成的氮氧化物产生还原反应，消除已经产生的氮氧化物，降低炉膛烟气中的氮氧化物；
S4：S3步骤结束后产生的烟气又会作为S2步骤中引出的烟气，重复循环；
S5：其中一个烧嘴（6）工作完后，与另一个烧嘴（6）交替工作，并进行循环以使炉膛内火焰燃烧不间断。
2.根据权利要求1所述的一种烟气自循环的低氮蓄热烧嘴控制方法，其特征在于：烧嘴（6）在S5中状态的工作状态时间间隔为55-65s。
3.一种烟气自循环的低氮蓄热烧嘴装置，其特征在于：包括如权利要求1中所述的蓄热箱体（5），在蓄热箱体（5）内部形成蓄热室，蓄热室与烧嘴（6）之间通过电磁阀控制连通，至少一个蓄热箱体（5）围绕在炉膛两侧面上；烧嘴（6）安装在蓄热箱体（5）上，且烧嘴（6）的火焰喷射口位于炉膛内；
鼓风机（1）、四通阀（10）和引风机（2）之间依次通过引气管道（94）相互连通；四通阀（10）与炉膛连接；每一个蓄热室之间均通过风管（92）连接同一个四通阀（10），风管（92）将助燃空气和废气吸入和排出；引风机（2）与排烟管（4）之间通过排气管道（93）连通，混合管道（91）连接在排气管道（93）的侧端，混合管道（91）远离排气管道（93）的一端分叉连接至每一个蓄热室内，混合管道（91）用于将自身燃烧所产生的烟气部分引入，实现烧嘴（6）的贫氧燃烧；
一组风阀（8）分别设于混合管道（91）的分叉接头内，风阀（8）通过连续换向，来控制与烧嘴（6）的工作节拍达到一致；
尿素水溶液罐（7）连接在混合管道（91）上。
4.根据权利要求3所述的一种烟气自循环的低氮蓄热烧嘴装置，其特征在于：混合管道（91）内引入烟气的主要成分为二氧化碳和氮气。
5.根据权利要求3所述的一种烟气自循环的低氮蓄热烧嘴装置，其特征在于：高压引风机（3）连接在混合管道（91）上，高压引风机（3）可调节风量的大小以及风速的速率，高压引风机（3）位于排气管道（93）与尿素水溶液罐（7）之间。
6.根据权利要求3所述的一种烟气自循环的低氮蓄热烧嘴装置，其特征在于：风管（92）内设有保温层。
7.根据权利要求3所述的一种烟气自循环的低氮蓄热烧嘴装置，其特征在于：尿素水溶液罐（7）与混合管道（91）之间设有控制阀。
8.根据权利要求7所述的一种烟气自循环的低氮蓄热烧嘴装置，其特征在于：尿素水溶液罐（7）通过雾气的形式将尿素水溶液排出至混合管道（91）内。
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