CN206112909U - 一种金属表面燃烧系统 - Google Patents

Abstract

一种金属表面燃烧系统，要解决的技术问题是：在不降低或提高原锅炉热效率的情况下，将NOx的排放值降低至小于30mg/Nm³，属节能减排技术领域。其特征在于：锅炉尾部烟道通过节能器和所述烟囱管道连接相通；节能器和烟囱之间锅炉尾部烟道的侧面置有烟气再循环取风口；烟气混合箱将取自取风口的再循环烟气和从空气入口进入的新鲜空气混合，最后再经鼓风机鼓风、节能器热交换、与金属表面燃烧器的进风道管道连接相通，最终进入锅炉燃烧；积极效果是：实现了烟气再循环技术、节能器热交换技术的有机结合，提高了锅炉热效率，解决了现有金属表面燃烧器因过量空气系数高即含氧量大造成排烟损失大的问题，为金属表面燃烧器的广泛应用提供了技术支持。

Description

一种金属表面燃烧系统

技术领域

本实用新型涉及一种金属表面燃烧系统，尤其涉及热值大于4000kcal/Nm³高热值燃气燃烧系统，解决现有金属表面燃烧系统因过量空气系数高即含氧量大造成排烟损失大的问题，实现锅炉排烟温度低，NOx排放低于30mg/Nm³和提高锅炉热效率。属金属表面燃烧系统节能减排技术领域。

背景技术

金属表面燃烧器是近期在市场上出现的新型燃烧器，燃气和空气在圆筒形金属头内均匀混合，金属头上有微米级的通孔，混合气从通孔流出，燃烧在金属头表面进行，燃烧温度均匀，在不使用烟气再循环等辅助技术下，可实现NOx＜30mg/Nm³，CO＝0 mg/Nm³的超低排放。因其优异的超低排放性能，在市场上受到广泛的关注。但金属表面燃烧器一般采用全预混式的燃烧方式，安全稳定运行时含氧量应为6%～9%，含氧量低于6%时，会由于气体不能足够冷却金属头而导致金属头温度过高，容易造成回火爆燃，高于9%时，过量空气的氧量容易造成脱火。

而常用的非预混式(扩散燃烧)燃烧系统含氧量仅为2.0～5.0%。金属表面燃烧器安全稳定运行时含氧量应为6～9%，高氧量运行增大了烟气量，减少了烟气在受热面中的换热时间，致使排烟温度增加，增大了锅炉的排烟损失。故金属表面燃烧系统存在着因过量空气系数高即含氧量大造成排烟损失大的致命问题，限制了金属表面燃烧器的市场应用。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，解决现有金属表面燃烧器因过量空气系数高即含氧量大造成排烟损失大的问题，提供一种金属表面燃烧系统，采用烟气再循环技术、节能器热交换技术和金属表面燃烧器三结合方法，使金属表面燃烧器可在氧含量为2.0～5.0%的低氧量运行，降低锅炉排烟温度，实现NOx低排放（≤30mg/Nm³）和提高锅炉的热效率。

为达到上述目的，釆用的技术方案是：一种金属表面燃烧系统，包括金属表面燃烧器、锅炉、锅炉尾部烟道和烟囱.其特征在于：所述锅炉尾部烟道通过节能器和所述烟囱管道连接相通；所述节能器和所述烟囱之间，锅炉尾部烟道的侧面置有烟气再循环取风口；

所述烟气再循环取风口通过控制阀组和烟气混合箱管道连接相通，所述烟气混合箱将取自所述烟气再循环取风口的再循环烟气和从空气入口进入的新鲜空气混合，再经鼓风机鼓风、通过节能器热交换、与金属表面燃烧系统的进风道管道连接相通，最终进入锅炉燃烧。

所述节能器是管壳型烟气热交换器，其中，锅炉排烟通过锅炉尾部烟道，经鼓风机鼓风输入的烟气混合气通过进风道，所述锅炉尾部烟道与所述进风道相对独立互不相通，通过管壁进行热交换。锅炉尾部烟道中热烟气温度降低经烟囱排入大气；进风道中烟气混合气温度升高，然后经金属表面燃烧器送入炉膛中燃烧。

从烟气再循环取风口取用一部分烟气（锅炉排烟温度）代替部分助燃空气（外界温度）的烟气再循环技术，减少了冷的助燃空气量，烟气与助燃空气在烟气混合箱中均匀混合降低氧气浓度后，再送入燃烧系统内。一方面降低了金属表面燃烧器运行时的氧含量，另一方面循环烟气带走金属网表面的热量，不易造成回火和爆燃，达到金属表面燃烧器低氧量安全运行的目的。此外，热烟气引入锅炉的温度和最终排出锅炉的温度基本相同，不会造成额外的热损失，解决金属表面燃烧器排烟损失大的问题。金属表面燃烧器结合烟气再循环技术，能在一定程度上，降低烟气含氧量，提高锅炉热效率。但是过多的烟气循环量，会造成燃烧不稳定，烟气再循环的量不能超过总烟气量的20%。

锅炉排烟前增加节能器，回收烟气中的低温余热，降低锅炉排烟温度，增加锅炉热效率，弥补金属表面燃烧系统排烟损失大的不足。锅炉的排烟温度每降低10～15℃，锅炉的效率会增加1%。节能器安装在锅炉烟囱前，即在排烟前增加一部分尾部受热面，降低锅炉的排烟温度，进而回收一部分低温余热使得助燃空气温度提高，即助燃空气吸收了烟气的余热，减少排烟损失，弥补金属表面燃烧系统排烟损失大的问题。

锅炉的排烟经过节能系统与鼓风机经进风道输送过来的助燃空气在节能器中进行换热，降低烟气温度后，再经烟道和烟囱排入大气。节能器中热烟气与烟气混合气不直接接触，各行其道通过管壁进行热交换。热烟气温度降低，烟气混合气的温度升高，然后烟气-空气混合气经金属表面燃烧器送入炉膛中燃烧。

本实用新型的积极效果是：本实用新型实现了烟气再循环技术或节能器热交换技术和金属表面燃烧器之间的有机结合，提高锅炉热效率，解决了现有金属表面燃烧器因过量空气系数高即含氧量大造成排烟损失大的问题，可使金属表面燃烧器在氧含量为2.0～5.0%的低氧量运行，锅炉排烟温度低，实现NOx排放低于30mg/Nm³和提高锅炉热效率的优异性能。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实施例中烟气再循环控制阀组结构示意图。

图中：1. 烟气再循环取风口；2.烟气再循环控制阀组（21.风门挡板；22.电动/气动执行系统；23.流量计）；3. 鼓风机助燃空气入口；4.烟气混合箱；5.鼓风机；6.进风道；7.节能器；8.金属表面燃烧器；9.锅炉；10.锅炉尾部烟道；11.烟囱。

具体实施方式

以下结合附图说明对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围，本实用新型中的顿号均表示和的关系。

图1是本实用新型的结构示意图。由图可见：一种金属表面燃烧系统，包括金属表面燃烧器8、锅炉9、锅炉尾部烟道10和烟囱11.其特征在于：所述锅炉尾部烟道10通过节能器7和所述烟囱11管道连接相通；所述节能器7和所述烟囱11之间，锅炉尾部烟道10的侧面置有烟气再循环取风口1；

所述烟气再循环取风口1，依次通过流量控制阀组2、与烟气混合箱4管道连接相通，所述烟气混合箱4将进入的再循环烟气和从空气入口3进入的新鲜空气混合，再经鼓风机5鼓风、通过进风道6与节能器7、金属表面燃烧器8管道连接相通，最终进入锅炉9燃烧；

所述节能系统7是管壳型烟气热交换系统，具有换热效果好、压力损失小的特点。其中，锅炉排烟走锅炉尾部烟道10，经鼓风机5鼓风输入的烟气混合气走进风道6，所述锅炉尾部烟道10与所述进风道6相对独立，各自行其道互不相通并通过管壁进行热交换。锅炉尾部烟道10中热烟气温度降低，经烟囱11排入大气；进风道6中烟气混合气温度升高，然后经金属表面燃烧器8送入炉膛9中燃烧。

所述的烟气再循环系统，从锅炉尾部抽取低温烟气代替部分助燃空气，降低金属表面燃烧系统的氧含量。新鲜空气一般温度为-25～35℃，主要成分为79%的氮气和21%的氧气，而烟气来自于锅炉尾部，是燃料燃烧后的产物，引出的烟气温度为一般为130～180℃，主要成分是氮气和二氧化碳，故可降低金属表面燃烧器燃烧时的含氧量和减少排烟损失。

所述的烟气再循环控制阀组2（见图2），包括风门挡板21、电动/气动执行系统22、流量计23。用户可根据需求调整烟气再循环的量，烟气再循环的比例为5～20%。低温烟气和助燃空气混合后，热烟气带走金属网表面的热量，保证燃烧系统不容易造成回火和爆燃，可使金属表面燃烧器在低氧量下进行充分燃烧，实现超低排放和提高锅炉热效率的目的。

Claims (2)

1.一种金属表面燃烧系统，包括金属表面燃烧器、锅炉、锅炉尾部烟道和烟囱.其特征在于：所述锅炉尾部烟道通过节能器和所述烟囱管道连接相通；所述节能器和所述烟囱之间，锅炉尾部烟道的侧面置有烟气再循环取风口；

所述烟气再循环取风口通过控制阀组和烟气混合箱管道连接相通，所述烟气混合箱将取自所述烟气再循环取风口的再循环烟气和从空气入口进入的新鲜空气混合，再经鼓风机鼓风、节能器热交换、与金属表面燃烧器的进风道管道连接相通，最终进入锅炉燃烧。

2.根据权利要求1所述一种金属表面燃烧系统，其特征在于：所述节能器是管壳型烟气热交换系统。