CN203963993U - 连续蓄热式弥散火焰燃烧设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种连续蓄热式弥散火焰燃烧设备，包括炉体、蓄热室、燃烧器、空气管道、烟气管道及控制装置，其中：燃烧器设置在炉体上，蓄热室对称设置一组或至少二组于燃烧器两侧，蓄热室与炉体之间设置湍流型空气喷嘴连通，且通过湍流型空气喷嘴向炉内喷射的助燃空气行程与通过燃烧器向炉内喷射的燃料行程呈夹角。本实用新型预热后的高温助燃空气高速喷入炉膛时形成卷吸效应，降低了高温烧嘴附近的氧浓度，形成弥散型的火焰，使得炉膛温度分布均匀且没有热点，降低物料的加热氧化烧损；通过控制装置调节燃料供应量和鼓风机、引风机的转速，将过剩空气降低。本实用新型能有效降低能耗，延长炉体使用寿命，减少NOX的产生与排放。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业炉窑设备，特别指一种适用于冶炼、热处理、石油化工、垃圾焚烧等行业用的连续蓄热式弥散火焰燃烧设备。
背景技术
在冶炼、热处理、石油化工、垃圾焚烧等行业需要在炉膛内产生高温烟气来辐射加热及熔化物料，有效地利用烟气中的显热来预热助燃空气能提高炉窑的热效率和降低能耗。因此，在工业炉窑上设置蓄热装置，来吸收烟气中的显热和释放热量加热助燃空气。在工作时，一个蓄热室向炉膛供应燃料和热的助燃空气进行燃烧，另一个蓄热室则吸引该炉膛排放的烟气并通过该蓄热室内的蓄热体储存该烟气中的热量；经过一定时间以后，换向阀换向以使得原本供应燃料和助燃空气的蓄热室与引风机连通而吸引炉膛排放的烟气，原本吸收烟气的蓄热室则与鼓风机连通而转为向炉膛供应燃料以及燃烧所需的助燃空气进行燃烧。在换向的空档期间，两个蓄热室的燃烧喷嘴都没有工作，形成间断燃烧，容易出现爆燃、脱火等现象，造成炉膛压力频繁波动，带来安全隐患。而且现有的蓄热式燃烧装置中，燃料喷入炉膛的行进路线和助燃空气喷入炉膛的行进路线重合，燃烧产生的高温集聚在这条路线周围，形成了一条局部的热点，处于这条热点上的物料容易被高温烟气烧蚀，造成浪费。
发明内容
本实用新型的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种使炉膛内部的温度场均匀，能降低物料的加热氧化烧损，节约能源，减低NOX排放的连续蓄热式弥散火焰燃烧设备。
本实用新型的技术方案是构造一种包括炉体，设置在炉体上的蓄热室和燃烧器，连接在蓄热室上的空气管道和烟气管道，及设置在炉体一侧的控制装置的燃烧设备，其中：
燃烧器设置在炉体上，蓄热室对称设置一组或至少二组于燃烧器两侧，蓄热室与炉体之间设置湍流型空气喷嘴连通，且通过湍流型空气喷嘴向炉内喷射的助燃空气行程与通过燃烧器向炉内喷射的燃料行程呈夹角。
本实用新型的优点及有益效果：
本实用新型预热后的高温助燃空气高速喷入炉膛时形成卷吸效应，降低了高温烧嘴附近的氧浓度，形成弥散型的火焰，使得炉膛温度分布均匀且没有热点，降低物料的加热氧化烧损。通过控制装置对排出烟气的连续采样，调节燃料供应量和鼓风机、引风机的转速，将过剩空气降低。
本实用新型还具有以下有益效果：1）烟气余热回收利用，燃烧能耗低；2）炉膛内温度均匀且没有热点，减少了NOX的产生与排放；3）均匀的炉膛温度对炉墙耐火材料侵蚀低，延长了使用寿命；4）物料的氧化烧损和高温烧蚀少等。
附图说明
图1是本实用新型整体主视结构示意图。
图2是本实用新型主要部件俯视结构示意图。
图3是本实用新型湍流型空气喷嘴主视结构示意图。
具体实施方式
本实用新型包括炉体1，设置在炉体1上的蓄热室2和燃烧器3，连接在蓄热室2上的空气管道6和烟气管道7，及设置在炉体1一侧的控制装置10，其中：
燃烧器3设置在炉体1上，蓄热室2对称设置一组或至少二组于燃烧器3两侧，蓄热室2与炉体1之间设置湍流型空气喷嘴4连通，且通过湍流型空气喷嘴4向炉内喷射的助燃空气行程与通过燃烧器3向炉内喷射的燃料行程呈夹角。
本实用新型所述的湍流型空气喷嘴4连通在蓄热室2与炉体1之间，湍流型空气喷嘴4中间开有主喷孔41，主喷孔41外周分布有至少二个条状次喷孔42，蓄热室2内的高温助燃空气经喷孔喷入炉体1内形成湍流型射流，并与燃料弥散接触燃烧。所述的蓄热室2对称设置在燃烧器3两侧，蓄热室2顶部均设置有Y型接管24连接空气管道6和烟气管道7，且Y型接管24上设置换向阀5切换蓄热室2连通空气管道6或烟气管道7。所述的蓄热室2内设置有蓄热体，蓄热室2下部设置有出球门21，中部一侧设置有检修门22，上部设置有加球门23。所述的燃烧器3包括高温烧嘴31、高压风机32和燃料阀件，其高温烧嘴31连接燃料供应系统，高温烧嘴31伸入炉体1内的一端倾斜向下通向炉体1内部与水平面形成夹角。所述的空气管道6一端连接蓄热室2，另一端设置鼓风机8将助燃空气送入蓄热室2换热参与燃烧，其中鼓风机8连接并由控制装置10控制转速。所述的烟气管道7一端连接蓄热室2，另一端设置引风机9将炉体1内的高温烟气引入蓄热室2换热后排出，其中引风机9连接并由控制装置10控制转速。所述的控制装置10连接并调整燃烧器3的燃气供应量。
本实用新型的具体实施例：
如图1至3所示，本实用新型包括炉体1、两个蓄热室2、燃烧器3、湍流型空气喷嘴4、换向阀5、空气管道6、烟气管道7、鼓风机8、引风机9和控制装置10，在炉体1上设置一个高温烧嘴31，两个蓄热室A、B均在一侧通过湍流型空气喷嘴4与炉体1的内部空间连通并由顶部的Y型接管24与换向阀5相连后再与空气管道6和烟气管道7联接；空气管道6和烟气管道7分别与鼓风机8和引风机9相连。其中：炉体1是熔化炉、热处理炉、石油化工加热炉、垃圾焚烧炉。鼓风机8和引风机9由变频电机驱动。控制系统10根据排出烟气的氧含量自动调整燃气供应量和鼓风机、引风机的转速。
如图2所示，燃烧器3由高温烧嘴31、高压风机32和燃料阀件组成，高温烧嘴31一侧与燃料供应系统相连并在另一侧倾斜向下通向炉体的内部空间且与水平面形成夹角，所述的高压风机32提供一次风给高温烧嘴31。
如图1、2所示，蓄热室A和蓄热室B以高温烧嘴31轴线为中心，在水平面上对称布置，构成一个夹角。蓄热室A一侧通过湍流型空气喷嘴4与炉体1的内部空间连通并由顶部的Y型接管24与换向阀5相连，底部设置有出球门21，中部开设有检修门22，上部开设有加球门23，顶部设置有Y型接管24，所述湍流型空气喷嘴4开孔二个或二个以上，所述的Y型接管24与换向阀5连接。蓄热室B一侧通过湍流型空气喷嘴4与炉体1的内部空间连通并由顶部的Y型接管24与换向阀5相连，底部设置有出球门21，中部开设有检修门22，上部开设有加球门23，顶部设置有Y型接管24，所述的湍流型空气喷嘴4开孔二个或二个以上，所述的Y型接管24与换向阀5连接。上述换向阀5是四件，控制方式是自动。
本实用新型设计原理及工作过程：
本实用新型可以不换向地连续向炉膛内供应燃料，从蓄热室输入到炉膛内的高温助燃空气行进路线与燃料喷入炉膛的行进路线行程夹角，能够充分地在炉膛内边混合边燃烧。高温助燃空气高速喷入炉膛内，形成的湍流型射流将烟气卷吸回流，燃烧区含氧体积浓度远低于21%，仅少量的燃料分子能与氧分子接触发生燃烧，而大量的燃料分子只有弥散到炉膛内较大的空间，与助燃空气中的氧分子充分混合接触后，才能发生燃烧。因此，燃料燃烧的释热速率及释热强度有所延缓和减弱，火焰中不再存在传统燃烧的局部高温高氧区，火焰峰值温度降低，温度场的分布也相对均匀。
工作时，炉膛内的高温烟气经过蓄热室A，降低温度放热后由引风机排出。鼓风机将冷空气输送至蓄热室B，加热后高速吹入炉膛。经过一个周期后，换向阀换向，炉膛内的高温烟气经过蓄热室B，降低温度放热后后由引风机排出。鼓风机将冷空气输送至蓄热室A，加热后高速吹入炉膛。同时，高温烧嘴连续平稳燃烧，从蓄热室A和蓄热室B输出的高温助燃空气高速喷入炉膛卷吸烟气，产生高温低氧的弥散燃烧环境。
本实用新型所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行的描述，并非对本实用新型构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (8)
1.一种连续蓄热式弥散火焰燃烧设备，其特征在于包括炉体，设置在炉体上的蓄热室和燃烧器，连接在蓄热室上的空气管道和烟气管道，及设置在炉体一侧的控制装置，其中：
燃烧器设置在炉体上，蓄热室对称设置一组或至少二组于燃烧器两侧，蓄热室与炉体之间设置湍流型空气喷嘴连通，且通过湍流型空气喷嘴向炉内喷射的助燃空气行程与通过燃烧器向炉内喷射的燃料行程呈夹角。
2. 根据权利要求1所述的连续蓄热式弥散火焰燃烧设备，其特征在于所述的湍流型空气喷嘴连通在蓄热室与炉体之间，湍流型空气喷嘴中间开有主喷孔，主喷孔外周分布有至少二个条状次喷孔，蓄热室内的高温助燃空气经喷孔喷入炉体内形成湍流型射流，并与燃料弥散接触燃烧。
3. 根据权利要求1所述的连续蓄热式弥散火焰燃烧设备，其特征在于所述的蓄热室对称设置在燃烧器两侧，蓄热室顶部均设置有Y型接管连接空气管道和烟气管道，且Y型接管上设置换向阀切换蓄热室连通空气管道或烟气管道。
4. 根据权利要求1所述的连续蓄热式弥散火焰燃烧设备，其特征在于所述的蓄热室内设置有蓄热体，蓄热室下部设置有出球门，中部一侧设置有检修门，上部设置有加球门。
5. 根据权利要求1所述的连续蓄热式弥散火焰燃烧设备，其特征在于所述的燃烧器包括高温烧嘴、高压风机和燃料阀件，其高温烧嘴连接燃料供应系统，高温烧嘴伸入炉体内的一端倾斜向下通向炉体内部与水平面形成夹角。
6. 根据权利要求1所述的连续蓄热式弥散火焰燃烧设备，其特征在于所述的空气管道一端连接蓄热室，另一端设置鼓风机将助燃空气送入蓄热室换热参与燃烧，其中鼓风机连接并由控制装置控制转速。
7. 根据权利要求1所述的连续蓄热式弥散火焰燃烧设备，其特征在于所述的烟气管道一端连接蓄热室，另一端设置引风机将炉体内的高温烟气引入蓄热室换热后排出，其中引风机连接并由控制装置控制转速。
8. 根据权利要求1所述的连续蓄热式弥散火焰燃烧设备，其特征在于所述的控制装置连接并调整燃烧器的燃气供应量。
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