專利名稱：富氧局部增氧射流助燃提高燃燒爐生產(chǎn)負荷的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及富氧局部增氧射流助燃提高燃燒爐生產(chǎn)負荷的系統(tǒng)，適用于各種燃料和所有燃燒爐，如燃油燃氣的工業(yè)鍋爐、加熱爐、注汽爐、冶煉爐、陶瓷窯爐、玻璃窯爐、 水泥窯爐和焚燒爐等，屬于綜合節(jié)能減排技術領域和燃燒科學技術領域。
背景技術：
一般燃燒爐的目的大多都是用于加熱、烘烤某種介質或焚燒某些物質，這都有必要達到設計的生產(chǎn)負荷，但很多燃燒爐特別是一些老燃燒爐因使用年歲過長或因業(yè)務擴大而導致燃燒爐達不到生產(chǎn)需要的能力，也有的因地方環(huán)保要求減少硫化物排放而將燃油爐改成燃天然氣或煤氣爐，有的改燃氣后燃燒爐達不到生產(chǎn)要求的負荷，這將影響燃燒爐的正常生產(chǎn)；而對于焚燒爐如果燃燒爐達不到生產(chǎn)要求，可能有大量未被焚燒的有毒有害物質排入大氣而造成嚴重污染。一般燃燒爐提高生產(chǎn)負荷的方法主要是通過減少熱損失改造包括輻射段和對流段的保溫改造和煙氣熱回收改造，也有改用現(xiàn)代的大功率高效燃燒器來提高燃燒效率從而提高生產(chǎn)負荷的；但這些方法所能提高的生產(chǎn)負荷比例比較小，一般也就只能提高百分之幾的生產(chǎn)負荷量。
發(fā)明內容本實用新型的目的是提供一種能夠克服上述不足、并利用較大量的富氧量和局部增氧助燃方法及射流技術來提高燃燒溫度，從而提高燃燒爐的生產(chǎn)負荷的富氧局部增氧射流助燃提高燃燒爐生產(chǎn)負荷的系統(tǒng)。富氧局部增氧射流助燃提高燃燒爐生產(chǎn)負荷的系統(tǒng)，包括燃料和富氧氣體各自進入燃燒爐(14)中聚集在一起混合而燃燒，其特征在于富氧氣體是通過小擴散角富氧噴嘴
(12)送入燃燒火焰(16)的中心部位稍偏燃料噴嘴(13)位置，富氧噴嘴(12)與燃料噴嘴
(13)之間的夾角(15)為12度 45度，富氧氣體的線速度為燃料流線速度的1.5^5. 0倍。由于上述改進，使燃燒中心燃料與富氧氣體混合充分并具有充足的助燃氧，從而使燃燒中心處于高氧燃燒而較大地提高了燃燒中心的燃燒溫度，在不減小燃料流量的條件下，加富氧局部增氧射流助燃較大地提高燃燒中心溫度后，就可以通過加速被加熱介質或烘烤物質的流速或被焚燒物質的給量(保證被加熱介質或烘烤物質的溫度等工藝參數(shù)不變，或被焚燒物質的焚燒溫度不變?yōu)榍疤?來提高燃燒爐的生產(chǎn)負荷(處理量)，一般通過提高燃燒溫度可提高燃燒爐的生產(chǎn)負荷59Γ35% ；因為在給火焰某部位注入富氧后，可降低燃料燃點、提高燃燒強度、加快燃燒速度、提高火焰黑度，所以可較大地提高燃燒火焰的溫度； 此外加富氧助燃后原助燃風量有較大的減少，因此輻射室因三原子分子濃度增高而較大地提高了輻射室煙氣的熱輻射效率，從而較大地提高輻射室的平均溫度，這都有助于提高燃燒爐的處理量(生產(chǎn)負荷)。因為本實用新型只通過專用富氧射流噴嘴將富氧氣體送入燃燒中心而不改變爐膛內燃料噴嘴和被加熱介質管等的排列分布結構，所以加富氧助燃前后爐膛內煙氣以熱輻射為主的熱傳導方式不變；這樣在利用富氧局部增氧射流助燃后，如果不減小燃料供給流量，就能較大地提高燃燒溫度，包括較大地提高燃燒火焰的溫度和輻射室的平均溫度，因此能較大地提高燃燒爐的生產(chǎn)負荷。給提高生產(chǎn)負荷的燃燒爐所配的較大富氧量是相對富氧節(jié)能減排所配富氧量而言，一般提高生產(chǎn)負荷所配富氧量要達到富氧助燃純用于節(jié)能減排目的的富氧量的 1. 2^2. 5倍，一般所配富氧量為助燃風量的59Γ20%。如果利用富氧局部增氧射流助燃后，燃燒火焰溫度提高達不到要提高的生產(chǎn)負荷的工藝要求時，則可以通過增加燃料供應流量來提高燃燒火焰溫度，以實現(xiàn)所需求的提高生產(chǎn)負荷量；利用局部增氧射流助燃后，一定范圍內增加燃料供應流量不會影響燃燒爐的燃燒和熱效率。 用于提高燃燒爐生產(chǎn)負荷的富氧噴嘴與燃料噴嘴的夾角，要比純用于節(jié)能減排目的的富氧噴嘴與燃料噴嘴的夾角大2度 6度。富氧局部增氧射流助燃提高燃燒爐生產(chǎn)負荷的系統(tǒng)，還包括氧氣富集裝置、富氧氣體噴射裝置以及氣體增壓裝置(7)，氣體增壓裝置(7)連接富氧噴嘴(12)，氣體增壓裝置為一增壓泵，增壓泵連接富氧氣體噴嘴前的富氧氣體預熱器和氧氣富集裝置，氧氣富集裝置富集的氧氣經(jīng)氣體增壓泵增壓后，順次進入富氧預熱器、富氧氣體噴嘴，然后噴射進入燃燒火焰指定部位；富氧氣體噴嘴與燃料噴嘴夾角為12度 45度的角度(燃料越稠、燃料噴嘴越大、燃燒狀況越差、燃燒火焰越長，其富氧氣專用射流噴嘴與燃料噴嘴的夾角就越大)，富氧氣體以燃料流速1. 5^5. 0倍的線速度(燃料越稠、燃料噴嘴越大、燃燒狀況越差、燃燒火焰越長，其富氧氣體與燃料流速的速比要越大)射流進入燃燒火焰的中心部位稍偏燃料噴嘴位置；氧氣富集裝置可以是膜法富氧裝置、深冷法富氧裝置、變壓吸附法富氧裝置、多級順磁分離法富氧裝置(200910152415. X)或其他能生產(chǎn)富氧氣體的裝置；本實用新型實施例的氧氣富集裝置是以膜法制取富氧裝置為例。還設置紅外測溫儀(17)和富氧噴嘴微調裝置(11)，在調節(jié)富氧噴嘴(12)與燃料噴嘴(13)的相對位置和夾角(15)時，借助紅外測溫儀(17)，選擇燃燒火焰(16)中軸線上幾個測溫點測量火焰溫度，以燃燒火焰(16)某點溫度達到最大時確定富氧噴嘴(12)與燃料噴嘴(13)的位置和夾角(15)，從而最大限度地提高燃燒溫度，進而最大限度地提高燃燒爐的生產(chǎn)負荷量。本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點1.利用專用小擴散角富氧射流噴嘴和熱輻射原理，能在不增加燃料消耗和不改變原爐的任何結構并且只有富氧預熱系統(tǒng)和富氧噴嘴與爐體接觸的條件下，最大限度地提高燃燒火焰區(qū)域溫度；同時還能因減少助燃風量而增加煙氣中三原子分子的濃度而較大提高煙氣的熱輻射效率，進而提高輻射室的平均溫度；提高火焰溫度和輻射室平均溫度都可以實現(xiàn)提高燃燒爐的生產(chǎn)負荷。2.借助紅外測溫儀的幫助，通過富氧噴嘴微調裝置調節(jié)富氧氣噴嘴與燃料噴嘴的夾角，使燃燒火焰某區(qū)域的溫度提高到最大，從而可以在不增加燃料流量的條件下最大限度地提高燃燒爐的生產(chǎn)負荷。3.利用較大量的富氧助燃，可以利用現(xiàn)有的設備增加一定量的燃料流量來最大限度地提高燃燒溫度和輻射室平均溫度，從而最大限度地提高燃燒爐的生產(chǎn)負荷。
圖1是本實用新實施例的結構示意圖；圖2是圖1所示實施例中富氧噴嘴與燃料噴嘴相對位置的結構示意圖；圖3是圖1所示實施例中噴嘴微調裝置結構示意圖。圖中1、過濾棉 2、高效空氣過濾器3、送風裝置 4、富氧膜裝置 5、真空泵 6、氣水分離裝置 7、氣體增壓裝置 8、富氧預熱器 9、富氧氣體分配器 10、 調節(jié)閥 11、富氧噴嘴微調裝置 12、富氧噴嘴 13、燃料噴嘴 14、燃燒爐 15、夾角 16、燃燒火焰 17、紅外測溫儀 18、被加熱介質管 19、金屬環(huán) 20、中心支撐環(huán) 21、多個調節(jié)螺栓 22、富氧氣噴嘴管 23、燃料流量調節(jié)閥。
具體實施方式
在圖1一3所示的實施例中過濾棉1固定在高效空氣過濾器2的入口，送風裝置 3連接于高效空氣過濾器2的出口與富氧膜裝置4之間，富氧膜裝置4的出口依次經(jīng)真空泵 5、氣水分離裝置6接氣體增壓裝置7，氣體增壓裝置7為一增壓泵，氣體增壓裝置7出口接富氧預熱器8的入口，富氧預熱器8的出口連接富氧氣體分配器9，富氧氣體分配器9的每個出口管線均裝有調節(jié)閥10，每個調節(jié)閥10都連接一個富氧噴嘴微調裝置11及對應的富氧噴嘴12，燃燒爐14上每個燃料噴嘴13的兩側對稱設置兩個或叁個富氧噴嘴12，每個富氧噴嘴12可在紅外測溫儀17的幫助下，通過調節(jié)富氧噴嘴微調裝置11上的多個多個調節(jié)螺栓21，調節(jié)富氧氣噴嘴管22在金屬環(huán)19和中心支撐環(huán)20中的相對位置，從而調節(jié)富氧噴嘴12與燃料噴嘴13的相對位置及夾角15，使富氧氣體以設定的線速度和某個角度切入到燃燒火焰16 (即燃料噴口到火焰頂端區(qū))的中心部位稍偏燃料噴嘴13的位置集中高效射流助燃。借助紅外測溫儀17測量溫度，調節(jié)富氧噴嘴12與燃料噴嘴13的相對位置和夾角 15，當測量燃燒火焰16中軸線上某個測溫點的火焰溫度達到最大時，確定富氧噴嘴12與燃料噴嘴13的位置和夾角15，從而最大限度地提高燃燒火焰溫度，進而可以最大限度地提高燃燒爐的生產(chǎn)負荷。如圖3所示，富氧噴嘴微調裝置11包括金屬環(huán)19、垂直于金屬環(huán)19軸線螺紋安裝在金屬環(huán)19上的多個多個調節(jié)螺栓21和一個中心支撐環(huán)20，其中富氧氣噴嘴管22依次間隙穿過金屬環(huán)19和中心支撐環(huán)20，連接富氧噴嘴12，多個多個調節(jié)螺栓21均布在金屬環(huán) 19上，端部抵觸在富氧氣噴嘴管道22上。
權利要求1.富氧局部增氧射流助燃提高燃燒爐生產(chǎn)負荷的系統(tǒng)，包括燃料和富氧氣體各自進入燃燒爐(14)中聚集在一起混合而燃燒，其特征在于富氧氣體是通過小擴散角富氧噴嘴(12)送入燃燒火焰(16)的中心部位稍偏燃料噴嘴(13)位置，富氧噴嘴(12)與燃料噴嘴(13)之間的夾角(15)為12度 45度，富氧氣體的線速度為燃料流線速度的1.5^5. O倍。
2.如權利要求1所述的富氧局部增氧射流助燃提高燃燒爐生產(chǎn)負荷的系統(tǒng)，其特征在于還包括氧氣富集裝置、富氧氣體噴射裝置以及氣體增壓裝置(7)，氣體增壓裝置(7)連接富氧噴嘴(12)。
3.如權利要求1所述的富氧局部增氧射流助燃提高燃燒爐生產(chǎn)負荷的系統(tǒng)，其特征在于還設置紅外測溫儀(17)和富氧噴嘴微調裝置(11 )，在調節(jié)富氧噴嘴(12)與燃料噴嘴 (13)的相對位置和夾角(15)時，借助紅外測溫儀(17)，選擇燃燒火焰(16)中軸線上幾個測溫點測量火焰溫度，以燃燒火焰(16)某點溫度達到最大時確定富氧噴嘴(12)與燃料噴嘴 (13)的位置和夾角(15)。
專利摘要富氧局部增氧射流助燃提高燃燒爐生產(chǎn)負荷的系統(tǒng)，富氧氣體通過小擴散角富氧噴嘴送到燃燒火焰某部位助燃，所述的富氧氣體經(jīng)增壓后，以與噴射的燃料成12度~45度并以燃料流速1.5~5.0倍的線速度射流進入燃料流區(qū)混合而燃燒，富氧氣體進入的位置為燃燒火焰的中心部位稍偏燃料噴嘴位置。本實用新型具有以下優(yōu)點利用專用小擴散角富氧射流噴嘴和熱輻射原理，能在不改變原爐的任何結構并且只有富氧預熱系統(tǒng)和富氧噴嘴與爐體接觸的條件下，最大限度地提高燃燒火焰區(qū)域溫度，從而通過加大被加熱介質流速來保證原工藝參數(shù)不變而提高生產(chǎn)負荷。
文檔編號F23L7/00GK202074552SQ201020504828
公開日2011年12月14日 申請日期2010年8月26日 優(yōu)先權日2010年8月26日
發(fā)明者魏伯卿 申請人:魏伯卿