CN201892219U - 一种低热值废气锅炉燃烧装置 - Google Patents

一种低热值废气锅炉燃烧装置 Download PDF

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杨中建
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四川太湖锅炉有限公司
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Abstract

本实用新型公开了一种低热值废气锅炉燃烧装置,包括燃烧室和设置在其底部的鼓风机和引风机,燃烧室设置有点火装置及废气输入装置,其特征在于:所述鼓风机和引风机上设置有变频器,所述燃烧室内设置有火焰监测器,所述火焰监测器连接有控制器,所述控制器与变频器连接;利用控制器对鼓风机和引风机进行变频调节,对燃烧炉内的风量和负压大小进行调整,避免了因空气量或气压过低导致的燃烧不充分的现象。

Description

一种低热值废气锅炉燃烧装置
技术领域
[0001 ] 本实用新型涉及一种锅炉的燃烧装置,特别是一种低热值废气锅炉的燃烧装置。 背景技术
[0002] 在金属冶炼及化工产品生产中,会产生很多低热值废气。如钢铁冶炼产生的高炉 尾气(其热值为(560Kcal/Nm3),有如在HCN (氢氰酸)生产过程中附带的、必然排放的废气, 其组份复杂,可燃气体成分小,热值极低(560Kcal/Nm3),金属冶炼及化工产品生产中产 生的废气流量大,废气中含有有毒、有害的物质。如HCN (氢氰酸)生产废气含有剧毒的物 质HCN (氢氰酸),对大气存在严重污染,废气处理和回收利用技术直接影响到生产的安全和 企业经济效益。现有技术中对尾气的处理方式大致分为炉外处理或和直接采用化工焚烧容 器处理两种方式,其中炉外处理中最常见的办法是将废气直接作高空排放处理或高空火炬 焚烧,由于尾气中的有毒气体未除去直接排入大气,无法避免对环境的污染,即使采用高空 火炬焚烧,也会因火炬焚烧燃烧不充分,达不到排放标准,污染环境,同时,直接焚烧所产生 的热量得不到回收,对环境危害较大;同时浪费能源,现有技术中常常采取的另一种方式是 采用在化工容器中焚烧,然后换热回收蒸气,采用这种处理方法处理后的尾气虽然较炉外 处理的方法更加环保,热量利用率更高,但是其效率低和燃烧不稳定,燃烧过程中安全得不 到保障,在生产中经常发生事故,低热值废气的这些特点使得废气中热能利用较困难,目前 的燃烧技术或设备无法保证其长期稳定可靠运行。
实用新型内容
[0003] 本实用新型的发明目的在于:针对上述存在的问题,提供一种低热值废气锅炉的 燃烧装置。燃烧装置由燃烧室与低热值废气输送燃烧设备构成。燃烧室内根据废气热值情 况合理布置换热面积或不布置换热面积,保证燃烧内的温度水平,达到使低热值的废气在 燃烧室内充分燃烧、燃烧室内设有蓄热墙,完全避免燃烧过程中可能熄火的问题,保证低热 值的废气进入燃烧室能、安全、稳定燃烧。尾气输送燃烧装置采用了全自动废气专用燃烧机 并采用高热值燃料点火,保证点火100%成功,避免了点火过程中可能出现的事故。
[0004] 本实用新型采用的技术方案是这样的:、一种低热值废气锅炉燃烧装置,包括燃 烧室和设置在其底部的鼓风机和引风机,燃烧室设置有点火装置及废气输入装置,所述鼓 风机和引风机上设置有变频器,所述燃烧室内设置有火焰监测器,所述火焰监测器连接有 控制器,所述控制器与变频器连接。
[0005] 所述燃烧室包括炉膛及与炉膛连通的燃烧机接口和烟气出口,所述炉膛的内腔设 置有蓄热墙;
[0006] 所述蓄热墙的延伸方向与燃烧机接口的出气方向平行;
[0007] 所述蓄热墙为拱形;
[0008] 所述蓄热墙为花墙形;
[0009] 所述蓄热墙将炉膛的内腔分为通风室和燃烧室;利用在炉膛内增设蓄热墙,合理
3布局了受热面积,使火焰在炉膛内腔有较好的充满程度,减小炉内停滞涡流区,同时保证气 体在炉膛内有足够的燃烧温度和停留时间,炉膛温度高、气体在其中能充分燃烧。
[0010] 所述废气输入装置包括与燃烧炉连通的煤气喷嘴,所述煤气喷嘴的进气口与设置 有电动调节阀的天然气管道及废气管道连通,所述控制器与电动调节阀连接;利用控制器 对鼓风机和引风机进行变频调节,对燃烧炉内的风量和负压大小进行调整,避免了因空气 量或气压过低导致的燃烧不充分的现象;
[0011] 所述天然气管道包括主管道、点火支管和喷嘴支管,所述主管道上设置有手动球 阀、燃气过滤器和燃气调压器;
[0012] 所述喷嘴支管上设置有安全电磁阀和天然气掺气阀,所述喷嘴支管与煤气喷嘴连 通;
[0013] 所述点火支管上设置有点火电动阀和手动切断阀,所述点火支管与点火喷嘴连 通,所述点火电动阀与控制器相连;
[0014] 综上所述,由于采用了上述技术方案,本实用新型的有益效果是:
[0015] 1、采用高热值燃料点火系统,保证点火火焰的建立,提高了燃烧室温度水平,保证 低热热值废气顺利着火与燃烧。
[0016] 2、利用在燃烧室增设蓄热墙,合理布局了受热面积,使火焰在炉膛内腔有较好的 充满程度,减小炉内停滞涡流区,提高炉膛温度高、气体在其中能充分燃烧,为低热值废气 的热能利用提供了可靠保证,同时将低热值废气中有毒、有害物质进行高温燃烧分解,避免 了对环境的污染。
[0017] 3、利用在燃烧室增设蓄热墙,保证低热值废气进入燃烧室后稳定燃烧,完全避免 了因废气压力波动、风气配比不合理及其他原因造成的熄火、断火问题。
[0018] 4、利用在燃烧室增设蓄热墙,保证气体在炉膛内有足够的燃烧温度和停留时间, 炉膛温度高、气体在其中能充分燃烧。
[0019] 5、地热值废气输送系统中设有水封装置与阻火器,避免了因故障造成的回火问 题,保证设备及该系统以外的设备、系统的安全。
[0020] 6、利用火焰探测器对火焰的外焰形状和燃烧状况进行检测,反馈给控制器并对废 气输入装置上的电动调节阀进行无级调节,充分地保证了火焰在燃烧炉内充分、良好的状 态燃烧,并且风量和燃气量可控,使燃气按照最优的燃气比例进行燃烧。
附图说明
[0021] 图1是本实用新型低热值废气锅炉燃烧装置中燃烧室的结构示意图;
[0022] 图2是本实用新型低热值废气锅炉燃烧装置中燃烧室的俯视图;
[0023] 图3是本实用新型低热值废气锅炉燃烧装置的系统图;
[0024] 图中标记:燃烧室一 1 ;引风机一2 ;鼓风机一3 ;变频器一4 ;点火器一5 ;点火喷 嘴一6 ;蒸汽放空阀一7 ;变频水泵一8 ;火焰监测器一9 ;煤气喷嘴一 10 ;电动调节阀一 11 ; 阻火器一 12 ;快速气动切断球阀一 13 ;快速气动切断蝶阀一 14 ;压力变送器一 15 ;手动蝶 阀一 16 ;手动放散球阀一17 ;气动球阀一 18 ;尾气去放空烟囱一 19 ;点火电动阀一20 ;手动 切断阀一21 ;安全电磁阀一22 ;天然气掺气阀一23 ;燃气调压器;燃气过滤器一25 ;手 动球阀一沈;水位变送器一27 ;
4[0025] 炉膛一 101 ;蓄热墙一 102 ;燃烧机接口一 103 ;烟气出口一 104 ;耐火层一 105 ;保温 层一 106。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图,对本实用新型作详细的说明。
[0027] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施 例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型,并不用于限定本实用新型。
[0028] 本实用新型低热值废气锅炉燃烧装置包括燃烧室1,燃烧室1的底部设置有引风 机2,可使燃烧室1内产生的烟气能够顺利排出,维持燃烧室1内部一定负压,使燃烧室1能 够良好的充分燃烧,燃烧室1的底部连接有鼓风机3,鼓风机3将空气输至燃烧室1内,引风 机2及鼓风机3上均设置有变频器4,用以调节引风机2及鼓风机3的运行功率。燃烧室1 设置有点火装置,点火装置分别设置在燃烧室1的上方和下方,点火装置包括与燃烧室1连 通的点火喷嘴6,点火喷嘴6上连接有点火器5,点火器5为将220V交流电变成10000V高 压电的变压器,利用高压电点火;由于内装绝缘浙青,炉前环境温度设在50摄氏度以下。为 了保证空气与燃料气充分混合,燃烧室1采用多头内混与风散相结合的方法,即空气与燃 气分两次混合,在燃烧室1的上、下两个点火器5之间设置有两个煤气喷嘴10,煤气喷嘴10 的进气口与废气管道及天然气管道连通,煤气喷嘴10上还设置有一次风回流阀门,可将一 次风回流至煤气喷嘴10。天然气通过天然气管道组输入燃烧室1,天然气管道组主要包括 天然气主管道、点火支管和喷嘴支管,天然气主管道上设置有手动球阀26、燃气过滤器25 和燃气调压器对,天然气主管道末端设置有与点火装置连通点火支管以及与煤气喷嘴10 连通的喷嘴支管,点火支管上设置有点火电动阀20及手动切断阀21,并与点火喷嘴6和长 明火喷嘴连通,点火电动阀20将少量燃气引入点火器5中的点火枪,先引燃点火枪,再引燃 点火支管中的燃料气,点火枪内装点火针,点火针是将高压电产生火花点燃燃气,点火针与 机体绝缘,放电状态下产生火花,放电间隙在3—5mm,并能完好连续放电。废气通过废气管 道与煤气喷嘴10连通,并通过煤气喷嘴10输入燃烧室1,废气管道的入口附近设置有气动 球阀18,废气在经过气动球阀18之前,还可从设置在废气管道上的气动球阀18前面的快 速气动切断球阀13排出,快速气动切断球阀13与尾气去放空烟囱19连通;经过气动球阀 18后的废需经过水封处理,水封后的废气管道上设置有手动蝶阀16,废气在经过手动蝶阀 16之前,还可从设置在废气管道上的手动放散球阀17排出,手动蝶阀16末端设置有压力 表,压力表后方接有盲板阀,盲板阀后方依次接有快速气动切断蝶阀14和快速气动切断球 阀13,快速气动切断球阀13的末端接有阻火器12,废气通过阻火器12后通过电动调节阀 11与各煤气喷嘴10接通,最终由煤气喷嘴10接入燃烧室1。喷嘴支管上设置有安全电磁 阀22和天然气掺气阀23,并与煤气喷嘴10连通,煤气喷嘴10由多头内混燃烧盘和配风管 组成。燃烧室1内设置有用以来探测火焰高度的火焰监测器9,火焰监测器9的探头遇紫外 光时,光敏管触发,经输入电路对信号进行处理,输出脉冲信号,控制器采集到脉冲信号后, 将分析判断后的结果送到与之相连的报警电路和火焰强度显示电路,火焰显示电路外界显 示装置,将火焰的形态显示出来,控制器与电动调节阀11和点火电动阀20等可控阀门连 接并控制其启闭,通过调节进入燃烧室1的废气和天然气量对燃烧状态进行精确控制。燃烧室1上还设置有蒸汽放空阀7和变频水泵8,相应的在燃烧室1上还设置有压力变送器 15和水位变送器27。为了保持锅筒压力不变以及保持一定的炉膛负压,燃料量、引风量及 空气量需相互适应,相应的有三个调节变量:燃料量、送风量和引风量,控制器根据调节变 量的变化实时地发出控制信号。其中鼓风机3维持汽包压力恒定,废气输入装置与燃烧室 1连通,废气输入装置维持经济燃烧的送风量,引风机2调整引风量维持炉膛负压稳定。为 了将燃烧调节成连续状态,其中的风量调节和燃料调节同步匹配完成,风量调节由引风机2 和鼓风机3及相应变频器4比例调节风量,并由控制器控制进行变频调节,燃料调节由控制 器对各电动调节阀11进行无级调节,燃料和风量的比例关系由控制器进行调节。燃气阀组 和风门由同一个比例执行机构联动连续调解,被控参数可定为一个点值,燃料量和进风量 都是连续值,当控制参数稍低于测定值时,控制器发出指令增大鼓风机3、引风机2和废气 输入装置的功率,反之,适当地减小废气输入装置、鼓风机3及引风机2的功率,使压力或温 度值下降。由于燃料量和进风量的控制都是在自动状态下做同步的微量调整,所以压力或 温度的变化量极小(士0. 5%),系统呈稳定经济的运行状态,保证了燃烧的充分性。
[0029] 燃烧室1设置在锅炉本体侧面,燃烧室1内部设置有炉膛101,锅炉本体的前面板 设置有燃烧机,燃烧机与燃烧室1的燃烧机接口 103连接,燃烧机的数量优先考虑为个,燃 烧机将低热值废气进行混合送入燃烧室1燃烧,产生的高温火焰直接对炉膛101内炉墙与 蓄热墙102进行辐射,保证炉膛101内与蓄热墙102的温度水平,炉膛101内设置有蓄热墙 102,蓄热墙102将炉膛101的内腔分成着火与燃烧两个区域,蓄热墙102布置的位置根据 燃烧气量与废气特性设计的燃烧机的火焰长度情况确定,一般布置在与燃烧机接口 103距 离1500mm至2500mm范围内,其中在蓄热墙102的截面处,要求燃烧烟气的通风截面积大 于炉膛101该处截面积的,优选的,其蓄热墙102的外形呈拱型,拱形蓄热墙102的中心位 置与燃烧机接口 103的中心高度一致,其主要起蓄热保证废气顺利着火,提高燃烧头周边 温度的作用,使煤气遇到高温更容易充分燃烧,同时也可使在煤气不稳定的情况下避免熄 火与断火问题,达到运行平稳、可靠的目的。蓄热墙102还可以为花墙形,其墙体上设置有 “十”字形或“八”字形的花墙孔,也可以采用砖砌花墙结构,利用普通耐火砌成花格,要保证 有足够的稳定性与烟气流通截面,如采用砖砌,蓄热墙102顶部应浇注耐火混凝土压顶,燃 烧室1结构可以是方型,也可以是圆形结构,炉膛101尾部设置有检查孔与内置式防爆门, 燃烧室1外表面设置有封闭式的金属外罩壳,燃烧室1内部由里至外依次设置有耐火层105 和保温层106,保温性能良好;在燃烧器1侧面设置有烟气出口 104,气体经燃烧机后通过蓄 热墙102,燃烧烟气由烟气出口 104排出。
[0030] 系统运行时先启动高热值燃料点火系统与鼓风机3建立点火火焰,低热值废气经 水封装置、快速气动切断蝶阀14、快速气动切断球阀13、阻火器12、电动调节阀11、低热值 废气燃烧机送入燃烧室1燃烧,所述鼓风机3和引风机2上设置有变频器4,其给风根据电 动调节阀11开度进行自动调整,所述低热值废气燃烧机内设置有火焰监测器9,火焰监测 器9连接有控制器,控制器与变频器4连接;利用控制器对鼓风机3进行变频调节,控制燃 烧的过量空气系数在合理范围内,使风、废气按照最优比例进行混合燃烧,同时利用火焰监 测器9对炉膛内燃烧状况进行检测,保证系统安全运行。
[0031] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种低热值废气锅炉燃烧装置,包括燃烧室和设置在其底部的鼓风机和引风机,燃 烧室设置有点火装置及废气输入装置,其特征在于:所述鼓风机和引风机上设置有变频器, 所述燃烧室内设置有火焰监测器,所述火焰监测器连接有控制器,所述控制器与变频器连 接。
2.根据权利要求1所述的低热值废气锅炉燃烧装置,其特征在于:所述燃烧室包括炉 膛及与炉膛连通的燃烧机接口和烟气出口,所述炉膛的内腔设置有蓄热墙。
3.根据权利要求2所述的低热值废气锅炉燃烧装置,其特征在于:所述蓄热墙的延伸 方向与燃烧机接口的出气方向平行。
4.根据权利要求3所述的低热值废气锅炉燃烧装置,其特征在于:所述蓄热墙为拱形。
5.根据权利要求3所述的低热值废气锅炉燃烧装置,其特征在于:所述蓄热墙为花墙形。
6.根据权利要求2至5中任一权利要求所述的低热值废气锅炉燃烧装置,其特征在于: 所述蓄热墙将炉膛的内腔分为通风室和燃烧室。
7.根据权利要求1或2所述的低热值废气锅炉燃烧装置,其特征在于:所述废气输入 装置包括与燃烧炉连通的煤气喷嘴,所述煤气喷嘴的进气口与设置有电动调节阀的天然气 管道及废气管道连通,所述控制器与电动调节阀连接。
8.根据权利要求7所述的低热值废气锅炉燃烧装置,其特征在于:所述天然气管道包 括主管道、点火支管和喷嘴支管,所述主管道上设置有手动球阀、燃气过滤器和燃气调压ο
9.根据权利要求8所述的低热值废气锅炉燃烧装置,其特征在于:所述喷嘴支管上设 置有安全电磁阀和天然气掺气阀,所述喷嘴支管与煤气喷嘴连通。
10.根据权利要求9所述的低热值废气锅炉燃烧装置,其特征在于:所述点火支管上设 置有点火电动阀和手动切断阀,所述点火支管与点火喷嘴连通,所述点火电动阀与控制器 相连。
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