CN209688856U - 一种用于废气焚烧炉的可调速的二级余热回收系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于废气焚烧炉的可调速的二级余热回收系统，焚烧炉中从下而上依次设置有焚烧炉燃烧器、回收余热预热废气的一级余热回收器和加热换热介质的二级余热回收器，以及烟囱，还包括连接压力传感器、温度传感器、空气调节阀、燃料调节阀和变频器的PLC控制器；所述焚烧炉燃烧器的一侧连接有废气收集管路、废气储存罐和风机，另一侧连接主风机、空气进风管路和燃料管路。本实用新型实现了根据需求供应燃料、调节空燃比和风量，不仅节约了燃料，而且降低了风机电耗；通过设置二级余热回收，大大降低了烟气温度，提高了焚烧炉的效率，减少了能源消耗和燃料消耗，同时减少了对环境的排废热量，既节能又环保。
Description
技术领域
本实用新型涉及废气焚烧炉的节能技术领域，具体地，涉及一种用于废气焚烧炉的可调速的二级余热回收系统。
背景技术
目前，随着环保要求的提高，对于工业排放废气，尤其是有机溶剂的废气，需要进行焚烧后再排放。因为有机溶剂的氧化分解必须要超过760℃才能完全分解成二氧化碳和水等不含危害的气体，常规的焚烧炉一般回收余热进行废气预热，排放的烟气温度一般为400-500℃，造成排出热量的大量浪费，同时影响大气环境；而且废气的含量、温度不同，以及燃烧温度的不同，需要的空气和燃料的配比不同，而常规焚烧炉的风机都是工频运行，并未根据空燃比和温度的不同而进行风量的调节，造成了能源和燃料的大量浪费。目前，常规废气焚烧炉存在排烟温度高，效率低，能耗较高等问题。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种用于废气焚烧炉的可调速的二级余热回收系统，本实用新型根据废气需求量进行按比例调节供应空气和燃料，不仅对主风机和排烟风机进行变频调速，按需调节风机风量，大大减少了风机耗电；而且对燃烧后的高温烟气进行了二次余热回收(一级和二级)，不但一级回收余热可用于废气预热，而且回收的二级余热用于加热换热介质，可供给其他用热设备使用；该废气焚烧炉系统大大降低了烟气温度，提高了焚烧炉效率，减少了能源浪费和环境排热。
根据本实用新型的一个方面，提供一种用于废气焚烧炉的可调速的二级余热回收系统，焚烧炉中从下而上依次设置有焚烧炉燃烧器(9)、一级余热回收器(7)、二级余热回收器(17)和烟囱(18)；所述焚烧炉燃烧器(9)的一侧通过废气管路(8)与废气收集管路(1)连接，在废气收集管路(1)和焚烧炉燃烧器(9)之间的废气管路(8)上依次设有废气储存罐(2)和风机(4)；所述废气储存罐(2) 中设有压力传感器(3)；
所述一级余热回收器(7)通过第一电动调节阀(5)和第二电动调节阀(6) 并联连接在废气管路(8)上，废气通过一级余热回收器(7)预热升温后送至焚烧炉燃烧器(9)中，所述风机(4)和第一电动调节阀(5)之间的废气管路(8)上设有第一温度传感器(23)，所述第二电动调节阀(6)和焚烧炉燃烧器(9)之间的废气管路(8)上设有第二温度传感器(24)，分别监测废气经过一级余热回收器(7)预热时的前后温度；
所述焚烧炉燃烧器(9)的另一侧入口的回形主管路上连接有主风机(10)和空气进风管路(14)，所述主风机(10)的电机上安装有第一变频器(11)，所述空气进风管路(14)并联连接空气调节阀(12)；所述回形主管路上并联连接燃料管路(15)，所述燃料管路(15)并联连接燃料调节阀(13)；所述焚烧炉燃烧器 (9)中设有第三温度传感器(25)监测炉内燃烧后的烟气温度；
所述二级余热回收器(17)与运输换热介质的介质输送管路(16)连接，回收的余热将换热介质加热后供用热设备使用；
所述烟囱(18)中设有排烟风机(19)，所述排烟风机(19)的电机上安装第二变频器(22)；
所述压力传感器(3)、第一变频器(11)、第二变频器(22)、第一温度传感器(23)、第二温度传感器(24)、第三温度传感器(25)、空气调节阀(12)、燃料调节阀(13)均通过控制线路(21)与PLC控制器(20)。
优选的，所述一级余热回收器(7)为废气预热换热器，其将760℃以上的高温烟气与废气进行热交换变为中温烟气，废气预热升温至400-500℃，经预热的废气进入燃烧器燃烧，可大量减少焚烧炉燃烧器(9)所需的加热热量和燃料。
优选的，所述二级余热回收器(17)为能量回收换热器，其将中温烟气与换热介质进行热交换变为低温烟气，低温烟气的温度为160-200℃。
优选的，所述换热介质为空气、油或蒸汽。
优选的，所述废气收集管路(1)包括多条废气收集管支路，所述废气收集管支路并联后接入废气储存罐(2)中。
优选的，所述主风机(10)的功率大于100kW。
工作原理为：所述废气经焚烧炉燃烧器(9)加热至在760℃以上高温氧化分解，高温烟气经过一级余热回收器(7)时与还未进入焚烧炉的废气进行热交换，废气通过一级余热回收器(7)预热升温至400-500℃，经预热的废气再进入焚烧炉燃烧，可大量减少焚烧炉燃烧器(9)所需的加热热量和燃料，而高温烟气经热交换后温度降低变为中温烟气；所述中温烟气再向上进入二级余热回收器(17)中，与换热介质(一般为空气、油或蒸汽等)进行热交换，中温烟气的温度进一步降低至 160-200℃，变为低温烟气，换热介质被加热后送至工艺所需的用热设备；最后，所述低温烟气进入烟囱(18)，经排烟风机(19)，排入大气。
其中设置的PLC控制器(20)通过压力传感器(3)、第二温度传感器(24) 和第三温度传感器(25)分别测得废气量、废气预热后进入焚烧炉前的废气温度，以及在焚烧炉内燃烧后的烟气温度，得出需要的空气和燃料的比例及其总量，再调节空气调节阀(12)、燃料调节阀(13)、第一变频器(11)和第二变频器(22)，实现风量调节，以及空气和燃料的配比的调节，减少了能源和燃料的大量浪费。由于主风机和排烟风机的电机功率与风量变化为三次方关系，因此可根据需要供应的风量对主风机和排烟风机调速，当风量下降时，风机耗电量急剧下降，节省了能耗。根据烟气温度和需求，分别设置一级和二级余热能量回收器，首先回收用于废气预热，减少焚烧炉的燃烧热量，再回收用于工艺用热设备，将烟气温度力求降低至160 度左右，提升了焚烧炉利用效率，降低了排放的烟气温度。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
(1)本实用新型所涉及的用于废气焚烧炉的可调速的二级余热回收系统，根据废气需求量供应空气和燃料、调节空燃比和风量，且对主风机和排烟风机进行变频调速，按需调节风机风量，不仅节约了燃料，而且降低了风机电耗；
(2)本实用新型所涉及的用于废气焚烧炉的可调速的二级余热回收系统，设置二次余热回收，大大降低了烟气温度，而且一级回收余热用于废气预热，大大提高了焚烧炉效率，减少了能源消耗和燃料消耗，二级回收余热用于加热换热介质，可供给其他用热设备使用，提高了废气的利用率；
(3)本实用新型所涉及的用于废气焚烧炉的可调速的二级余热回收系统，实现了型焚烧炉节能环保目的，减少了能源浪费和对环境的排废热量；
(4)本实用新型所涉及的用于废气焚烧炉的可调速的二级余热回收系统，其系统简单、设计巧妙、效果显著；
(5)本实用新型所涉及的用于废气焚烧炉的可调速的二级余热回收系统，废气收集管路可根据工程需要并联连接，灵活多变，实用性强；
(6)本实用新型所涉及的用于废气焚烧炉的可调速的二级余热回收系统，安全可靠，安装和操作简单便捷，易于工程应用；
(7)本实用新型所涉及的用于废气焚烧炉的可调速的二级余热回收系统，成本低，适合大范围推广。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为用于废气焚烧炉的可调速的二级余热回收系统的组件连接示意图；
图1中：1.废气收集管路、2.废气储存罐、3.压力传感器、4.风机、5.第一电动调节阀、6.第二电动调节阀、7.一级余热回收器、8.废气管路、9.焚烧炉燃烧器、10.主风机、11.第一变频器、12.空气调节阀、13.燃料调节阀、14.空气进风管路、 15燃料管路、16.介质输送管路、17.二级余热回收器、18.烟囱、19.排烟风机、 20.PLC控制器、21.控制线路、22.第二变频器、23.第一温度传感器、24.第二温度传感器、25.第三温度传感器。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
实施例
本实施例提供一种用于废气焚烧炉的可调速的二级余热回收系统，其组件连接详见附图1所示：焚烧炉中从下而上依次设置有焚烧炉燃烧器9、一级余热回收器7、二级余热回收器17和烟囱18；所述焚烧炉燃烧器9的一侧通过废气管路8与废气收集管路1连接，在废气收集管路1和焚烧炉燃烧器9之间的废气管路8上依次设有废气储存罐2和风机4；所述废气储存罐2中设有压力传感器3；
所述一级余热回收器7通过第一电动调节阀5和第二电动调节阀6并联连接在废气管路8上，废气通过一级余热回收器7预热升温后送至焚烧炉燃烧器9中，所述风机4和第一电动调节阀5之间的废气管路8上设有第一温度传感器23，所述第二电动调节阀6和焚烧炉燃烧器9之间的废气管路8上设有第二温度传感器24，分别监测废气经过一级余热回收器7预热时的前后温度；
所述焚烧炉燃烧器9的另一侧入口的回形主管路上连接有主风机10和空气进风管路14，所述主风机10的电机上安装有第一变频器11，所述空气进风管路14 并联连接空气调节阀12；所述回形主管路上并联连接燃料管路15，所述燃料管路 15并联连接燃料调节阀13；所述焚烧炉燃烧器9中设有第三温度传感器25监测炉内燃烧后的烟气温度；
所述二级余热回收器17与运输换热介质的介质输送管路16连接，回收的余热将换热介质加热后供用热设备使用；
所述烟囱18中设有排烟风机19，所述排烟风机19的电机上安装第二变频器 22；
所述压力传感器3、第一变频器11、第二变频器22、第一温度传感器23、第二温度传感器24、第三温度传感器25、空气调节阀12、燃料调节阀13均通过控制线路21与PLC控制器20。
优选的，所述一级余热回收器7为废气预热换热器，其内760℃以上的高温烟气与废气进行热交换变为中温烟气，废气预热升温至400-500℃，经预热的废气进入燃烧器燃烧，可大量减少焚烧炉燃烧器9所需的加热热量和燃料。
优选的，所述二级余热回收器17为能量回收换热器，其内中温烟气与换热介质进行热交换变为低温烟气，低温烟气的温度为160-200℃。
优选的，所述换热介质为空气、油或蒸汽。
优选的，所述废气收集管路1包括多条废气收集管支路，所述废气收集管支路并联后接入废气储存罐2中。
优选的，所述主风机10的功率大于100kW。
工作原理为：所述废气经焚烧炉燃烧器9加热至在760℃以上高温氧化分解，高温烟气经过一级余热回收器7时与还未进入焚烧炉的废气进行热交换，废气通过一级余热回收器7预热升温至400-500℃，经预热的废气再进入焚烧炉燃烧，可大量减少焚烧炉燃烧器9所需的加热热量和燃料，而高温烟气经热交换后温度降低变为中温烟气；所述中温烟气再向上进入二级余热回收器17中，与换热介质一般为空气、油或蒸汽等进行热交换，中温烟气的温度进一步降低至160-200℃，变为低温烟气，换热介质被加热后送至工艺所需的用热设备；最后，所述低温烟气进入烟囱 18，经排烟风机19，排入大气。
其中设置的PLC控制器20通过压力传感器3、第二温度传感器24和第三温度传感器25分别测得废气量、废气预热后进入焚烧炉前的废气温度，以及在焚烧炉内燃烧后的烟气温度，得出需要的空气和燃料的比例及其总量，再调节空气调节阀 12、燃料调节阀13、第一变频器11和第二变频器22，实现风量调节，以及空气和燃料的配比的调节，减少了能源和燃料的大量浪费。由于主风机和排烟风机的电机功率与风量变化为三次方关系，因此可根据需要供应的风量对主风机和排烟风机调速，当风量下降时，风机耗电量急剧下降，节省了能耗。根据烟气温度和需求，分别设置一级和二级余热能量回收器，首先回收用于废气预热，减少焚烧炉的燃烧热量，再回收用于工艺用热设备，将烟气温度力求降低至160度左右，提升了焚烧炉利用效率，降低了排放的烟气温度。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。
Claims (6)
1.一种用于废气焚烧炉的可调速的二级余热回收系统，其特征在于，焚烧炉中从下而上依次设置有焚烧炉燃烧器(9)、一级余热回收器(7)、二级余热回收器(17)和烟囱(18)；所述焚烧炉燃烧器(9)的一侧通过废气管路(8)与废气收集管路(1)连接，在废气收集管路(1)和焚烧炉燃烧器(9)之间的废气管路(8)上依次设有废气储存罐(2)和风机(4)；所述废气储存罐(2)中设有压力传感器(3)；
所述一级余热回收器(7)通过第一电动调节阀(5)和第二电动调节阀(6)并联连接在废气管路(8)上，废气通过一级余热回收器(7)预热升温后送至焚烧炉燃烧器(9)中，所述风机(4)和第一电动调节阀(5)之间的废气管路(8)上设有第一温度传感器(23)，所述第二电动调节阀(6)和焚烧炉燃烧器(9)之间的废气管路(8)上设有第二温度传感器(24)，分别监测废气经过一级余热回收器(7)预热时的前后温度；
所述焚烧炉燃烧器(9)的另一侧入口的回形主管路上连接有主风机(10)和空气进风管路(14)，所述主风机(10)的电机上安装有第一变频器(11)，所述空气进风管路(14)并联连接空气调节阀(12)；所述回形主管路上并联连接燃料管路(15)，所述燃料管路(15)并联连接燃料调节阀(13)；所述焚烧炉燃烧器(9)中设有第三温度传感器(25)监测炉内燃烧后的烟气温度；
所述二级余热回收器(17)与运输换热介质的介质输送管路(16)连接，回收的余热将换热介质加热后供用热设备使用；
所述烟囱(18)中设有排烟风机(19)，所述排烟风机(19)的电机上安装第二变频器(22)；
所述压力传感器(3)、第一变频器(11)、第二变频器(22)、第一温度传感器(23)、第二温度传感器(24)、第三温度传感器(25)、空气调节阀(12)、燃料调节阀(13)均通过控制线路(21)与PLC控制器(20)。
2.根据权利要求1所述的用于废气焚烧炉的可调速的二级余热回收系统，其特征在于，所述一级余热回收器(7)为废气预热换热器，其将760℃以上的高温烟气与废气进行热交换变为中温烟气，废气预热升温至400-500℃。
3.根据权利要求2所述的用于废气焚烧炉的可调速的二级余热回收系统，其特征在于，所述二级余热回收器(17)为能量回收换热器，其将中温烟气与换热介质进行热交换变为低温烟气，低温烟气的温度为160-200℃。
4.根据权利要求1或3所述的用于废气焚烧炉的可调速的二级余热回收系统，其特征在于，所述换热介质为空气、油或蒸汽。
5.根据权利要求1所述的用于废气焚烧炉的可调速的二级余热回收系统，其特征在于，所述废气收集管路(1)包括多条废气收集管支路，所述废气收集管支路并联后接入废气储存罐(2)中。
6.根据权利要求1所述的用于废气焚烧炉的可调速的二级余热回收系统，其特征在于，所述主风机(10)的功率大于100kW。
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Cited By (2)
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