CN205260142U - 联合式工艺加热设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种联合式工艺加热设备，包括一燃气轮机及一工艺加热炉；所述燃气轮机包括一燃烧室、一缓冲罐、一增压机、一压气机及一涡轮；所述涡轮设有一排风口，所述排风口连通至所述工艺加热炉。本实用新型优点在于，将燃气轮机与工艺加热炉相结合，使得燃料燃烧产生的高温烟气先经燃气轮机做功，产生中温富氧乏气送入工艺加热炉，同时补充适量燃料一起加热工艺介质，组成热电节能系统，燃气轮机发出电能供企业利用，燃气轮机排出的热能通过工艺加热炉被阶梯利用，使能源利用效率最大化，节能环保，降低生产成本、提高经济效益。

Description

联合式工艺加热设备

技术领域

本实用新型涉及一种加热设备，特别涉及一种联合式工艺加热设备。

背景技术

工业炉是指在工业生产中利用燃料燃烧或电能转化产生热量将物料或工件加热的热工设备。工艺加热炉是工业炉的一种，其能耗约占总能耗的70％左右，为了节约燃料，在工艺加热炉的设计和操作中，必须重视热量在炉膛内的充分利用，并要充分回收余热。

近年来，虽然大量节能技术被不断应用，加热炉热力学第一定律能效可达90％以上，但由于被加热介质终温通常不高于500℃（大部分低于400℃），炉内大温差引起的不可逆传热火用损依然无法克服，导致其热力学第二定律能效即火用效率低，燃料的做功能力被严重浪费。

燃气轮机是以连续流动的气体为工质，把热能转变为机械功的旋转式动力机械。由于燃气轮机排出的乏气具有较高的温度（500~600℃），较高的单位体积含氧量(12~16%)，非常适合将其进行热回收和燃烧。

实用新型内容

本实用新型提供一种联合式工艺加热设备，有效解决了现有技术的工艺加热炉存在的热能利用率低、燃料浪费严重的技术问题。

为解决上述问题，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型涉及一种联合式工艺加热设备，包括一燃气轮机及一工艺加热炉；

所述燃气轮机包括

一燃烧室；

一缓冲罐，通过一燃气过滤器连通至所述燃烧室；

一增压机，连通至所述缓冲罐；

一压气机，连通至所述燃烧室；以及

一涡轮，连通至所述燃烧室；

其中，所述涡轮设有一排风口，所述涡轮的排风口连通至所述工艺加热炉。

进一步地，所述工艺加热炉内部从上至下依次包括一排烟通道、一对流室及一辐射室。

进一步地，所述辐射室底部设有

一富氧乏气入口；

一燃料入口，以及

一空气入口；所述富氧乏气入口连通至所述涡轮的排风口。

进一步地，所述工艺加热炉内部设有

一物料加热管道，设置于所述辐射室内及所述对流室的下半部；

一饱和蒸汽管道，设置于所述对流室的上半部；以及

一空气预热器，设置于所述对流室与所述排烟通道连接处，或者，设置于所述排烟通道内；其一端连通外部空气，其另一端连通所述空气入口。

所述联合式工艺加热设备还包括一发电机，连接至所述涡轮。

本实用新型优点在于，提供一种联合式工艺加热设备，将燃气轮机与工艺加热炉相结合，使得燃料燃烧产生的高温烟气先经燃气轮机做功，产生中温富氧乏气送入工艺加热炉，同时补充适量燃料一起加热工艺介质，组成热电节能系统，燃气轮机发出电能供企业利用，燃气轮机排出的热能通过工艺加热炉被阶梯利用，使能源利用效率最大化，节能环保，降低企业生产成本、提高企业经济效益。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型一实施例中燃气轮机结构示意图；

图3为本实用新型一实施例中工艺加热炉结构示意图；

图中部件标号如下：

1、燃气轮机，2、工艺加热炉，3、发电机；

11、燃烧室，12、缓冲罐，13、增压机，14、压气机、15、涡轮，16、燃料气过滤器；

21、排烟通道，22、对流室，23、辐射室，24、物料加热管道，25、饱和蒸汽管道，26、空气预热器；

151、排风口；231、富氧乏气入口，232、燃料入口，233、空气入口。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本实用新型。尽管结合其优选的具体实施方案描述了本实用新型，但这些实施方案只是阐述、而不是限制本实用新型的范围。

如图1、图2所示，本实施例涉及一种联合式工艺加热设备，包括一燃气轮机1及一工艺加热炉2。燃气轮机1包括一燃烧室11、一缓冲罐12、一增压机13、一压气机14及一涡轮15；缓冲罐12通过一燃气过滤器16连通至燃烧室11；增压机13连通至缓冲罐12；压气机14连通至燃烧室11；涡轮15连通至燃烧室11；涡轮15设有一排风口151，涡轮的排风口151连通至工艺加热炉2。

系统中的增压机13主要有离心式和往复式两种，离心式增压机转速高、排量大、体积小；新型流线型叶轮确保气体流道平滑、运转平稳；往复式增压机运转速度较慢，中、低速运转；新型可改变活塞行程，适应不同负荷情况；适应范围广，效率高，超过95%；可靠性高，容易维护。本实施例还包括一发电机3，连接至涡轮15，燃气燃烧产生的热能转换为涡轮的机械能，进而转化为电能，以供利用，燃气轮机应选择适当的工业型燃机与之配套。

本实施例在工作中，燃气轮机1的燃烧室11内部气压较高，燃料气在进入燃烧室11之前需要经过增压机13对其进行增压处理，增压后的燃料气进入缓冲罐12，后经过燃料气过滤器16送至燃烧室11。燃烧室11内还需要有氧气作为助燃剂，不过由于燃烧室11内气压较高，必须利用压气机14对外界空气进行压缩处理，然后再将压缩后的高压空气送至燃烧室11内与燃料混合燃烧，压缩空气相对于燃料来说是过量的，以便可以提供足量的氧气至后续工序。混合后形成高温高压烟气（温度为1200~1400℃、压力为2.2~2.4MPa），驱动燃气轮机做功发电，燃烧后产生中温富氧乏气（温度约为550℃，氧含量体积分数约为14%）被引入工艺加热炉2。

如图1、图3所示，工艺加热炉2内部从上至下依次包括一排烟通道21、一对流室22及一辐射室23。辐射室23底部设有一富氧乏气入口231、一燃料入口232、一空气入口233；富氧乏气入口231连通至涡轮15的排风口151。富氧乏气入口231用于引入前面步骤中燃气轮机燃烧后产生的中温富氧乏气，燃料入口232用于补充燃料，空气入口233用于补充空气作为助燃气。

工艺加热炉2内部设有一物料加热管道24，设置于辐射室23内及对流室22的下半部；一饱和蒸汽管道25，设置于对流室22的上半部；以及一空气预热器26，设置于对流室22与排烟通道21连接处，或者，设置于排烟通道21内；空气预热器26的一端连通外部空气，其另一端连通空气入口233。

本实施例中，中温富氧乏气和燃料混合后加热物料加热管道24中物料（工艺物流介质）至规定的工艺目标温度，加热工艺物流之后的烟气再加热饱和蒸汽管道25中的饱和蒸汽，将其转化为过热蒸汽；对饱和蒸汽进行处理后的烟气对空气预热器26内部的空气进行加热处理，空气预热器26内部的空气预热后进入辐射室23（加热炉炉膛），热交换后的烟气由排烟通道21排出。外界空气在进入辐射室23之前，先进行预加热处理，可以提高进风温度和炉膛内的燃烧温度，降低排烟损失，可以进一步提高余热的利用率和加热炉效率，减少能耗。

本实用新型优点在于，提供一种联合式工艺加热设备，将燃气轮机与工艺加热炉相结合，使得燃料燃烧产生的高温烟气先经燃气轮机做功，产生中温富氧乏气送入工艺加热炉，同时补充适量燃料一起加热工艺介质，组成热电节能系统，燃气轮机发出电能供企业利用，燃气轮机排出的热能通过工艺加热炉被阶梯利用，使能源利用效率最大化，节能环保，降低企业生产成本、提高企业经济效益。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种联合式工艺加热设备，其特征在于，包括一燃气轮机及一工艺加热炉；

所述燃气轮机包括

一燃烧室；

一缓冲罐，通过一燃气过滤器连通至所述燃烧室；

一增压机，连通至所述缓冲罐；

一压气机，连通至所述燃烧室；以及

一涡轮，连通至所述燃烧室；

其中，所述涡轮设有一排风口，所述涡轮的排风口连通至所述工艺加热炉。

2.如权利要求1所述的联合式工艺加热设备，其特征在于，所述工艺加热炉内部从上至下依次包括一排烟通道、一对流室及一辐射室。

3.如权利要求2所述的联合式工艺加热设备，其特征在于，所述辐射室底部设有

一富氧乏气入口；

一燃料入口，以及

一空气入口；所述富氧乏气入口连通至所述涡轮的排风口。

4.如权利要求3所述的联合式工艺加热设备，其特征在于，所述工艺加热炉内部设有

一物料加热管道，设置于所述辐射室内及所述对流室的下半部；

一饱和蒸汽管道，设置于所述对流室的上半部；以及

一空气预热器，设置于所述对流室与所述排烟通道连接处，或者，设置于所述排烟通道内；其一端连通外部空气，其另一端连通所述空气入口。

5.如权利要求1所述的联合式工艺加热设备，其特征在于，还包括一发电机，连接至所述涡轮。