一種蓄熱式燃燒系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蓄熱式燃燒系統(tǒng)。所述蓄熱式燃燒系統(tǒng)包括裝在窯爐上的至少兩個蓄熱式燃燒器、供風(fēng)系統(tǒng)、燃料供應(yīng)系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、長明火系統(tǒng)、換向系統(tǒng)；每個所述蓄熱式燃燒器包含有蓄熱室，所述蓄熱室內(nèi)包含上下兩個蓄熱室；蓄熱室的前后布置有前緩沖室和后緩沖室，所述前緩沖室和后緩沖室之間通過上下兩個蓄熱室分隔；所述后緩沖室分別與所述供風(fēng)系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)相連；所述上下兩個蓄熱室之間設(shè)有燃料腔，該燃料腔與所述燃料供應(yīng)系統(tǒng)相連；所述燃料腔與所述窯爐的爐膛連通；所述前緩沖室與所述窯爐的爐膛之間設(shè)有配風(fēng)板，該配風(fēng)板上開有長明火燒嘴孔、燃料噴嘴孔和配風(fēng)孔。本發(fā)明使用壽命長、工作穩(wěn)定、熱效率高、節(jié)能減排效果顯著。
【專利說明】一種蓄熱式燃燒系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蓄熱式燃燒系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，資源和能源壓力越來越大，經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整越來越迫切。對于工業(yè)技術(shù)，走資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的可持續(xù)發(fā)展之路是我們的必然選擇。在我國，工業(yè)爐窯是能耗大戶，且能源利用率普遍較低(20%左右)，平均產(chǎn)品單耗比發(fā)達(dá)國家高出40%左右；此外，工業(yè)爐排煙溫度普遍較高，煙氣余熱沒有得到很好的利用；同時，工業(yè)爐的節(jié)能減排潛力也是非常巨大的。
[0003]工業(yè)爐的節(jié)能減排途徑主要包括以下幾方面:
I )、提高燃燒器的燃燒效率，保證燃料的充分燃燒，最大限度的釋放熱量；
2)、改善工業(yè)爐窯的結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化爐內(nèi)換熱過程，提高工業(yè)爐的熱效率；
3)、利用工業(yè)爐窯直接排出的高溫?zé)煔忾g接預(yù)熱助燃空氣，降低工業(yè)爐的最終排煙溫度，減少煙氣帶走熱量引起的熱能浪費(fèi)，提高工業(yè)爐的熱效率；
4)、提高工業(yè)爐的自動化控制水平，實(shí)現(xiàn)燃燒器與爐窯工作制度的完美結(jié)合與精確控制，減少不必要的熱能消耗，提高工業(yè)爐的熱效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種蓄熱式燃燒系統(tǒng)，該燃燒系統(tǒng)具有使用壽命長、工作穩(wěn)定、熱效率高、節(jié)能減排效果顯著、自動化程度高等特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)爐窯節(jié)能減排的一種行之有效的途徑。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種蓄熱式燃燒系統(tǒng)，包括裝在窯爐上的至少兩個蓄熱式燃燒器，分別與所述蓄熱式燃燒器相連的供風(fēng)系統(tǒng)、燃料供應(yīng)系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、長明火系統(tǒng)，以及用于切換蓄熱式燃燒器至燃燒狀態(tài)或排煙狀態(tài)的換向系統(tǒng)；其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，每個所述蓄熱式燃燒器包括蓄熱室，蓄熱室內(nèi)設(shè)置有上下兩個蓄熱體堆放區(qū)；所述蓄熱式燃燒器中布置有位于蓄熱室內(nèi)的前助燃風(fēng)或煙氣緩沖室和后助燃風(fēng)或煙氣緩沖室，所述前助燃風(fēng)或煙氣緩沖室和后助燃風(fēng)或煙氣緩沖室之間通過上下兩個蓄熱體堆放區(qū)分隔；所述后助燃風(fēng)或煙氣緩沖室通過助燃風(fēng)入口或煙氣出口分別與所述供風(fēng)系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)相連；所述上下兩個蓄熱體堆放區(qū)之間設(shè)有燃料腔，該燃料腔通過主燃料管與所述燃料供應(yīng)系統(tǒng)相連；所述燃料腔通過多個燃料噴嘴與所述窯爐的爐膛連通；所述前助燃風(fēng)或煙氣緩沖室與所述窯爐的爐膛之間設(shè)有多孔配風(fēng)板，該多孔配風(fēng)板上開有長明火燒嘴、多個燃料噴嘴孔和多個配風(fēng)孔。
[0006]由此，本發(fā)明通過前助燃風(fēng)或煙氣緩沖室和后助燃風(fēng)或煙氣緩沖室的設(shè)置，使得燃燒器的燃燒效果更好，整個蓄熱式燃燒系統(tǒng)的熱效率更高。
[0007]以下為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案:
為了更加均勻地配風(fēng)，組織燃燒，所述配風(fēng)孔為帶傾角配風(fēng)孔，該配風(fēng)孔相對于水平面的傾角為0-60°。
[0008]為了防止供風(fēng)系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)采用四通換向閥容易產(chǎn)生串氣，而導(dǎo)致燃燒系統(tǒng)無法工作的問題，所述換向系統(tǒng)包括設(shè)置在供風(fēng)系統(tǒng)上三通換向閥和排煙系統(tǒng)的三通換向閥，兩個三通換向閥聯(lián)動，由此，可以避免了供風(fēng)系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)串氣，提高了燃燒系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0009]為了方便調(diào)節(jié)燃料的供應(yīng)流量和壓力，所述燃料供應(yīng)系統(tǒng)上設(shè)有截止閥。
[0010]優(yōu)選地，所述蓄熱室采用耐火材料整體成型，該蓄熱室與燃料噴嘴之間填充有陶瓷纖維；所述燃料噴嘴為漸縮管、漸擴(kuò)管或拉法爾管。
[0011]為了方便拆卸、維護(hù)所述蓄熱室上裝有可拆卸蓄熱室擋板。
[0012]相比于現(xiàn)有的單個蓄熱器體積龐大(甚至超過10 m2)，本發(fā)明的單個蓄熱式燃燒器的體積為0.5 m2 "I m2，大大減小了系統(tǒng)的占地面積。
[0013]進(jìn)一步地，本發(fā)明還包括助燃風(fēng)流量壓力調(diào)控裝置、燃料流量壓力調(diào)控裝置、排煙溫度調(diào)控裝置和窯爐工作制度控制系統(tǒng)。
[0014]藉由上述結(jié)構(gòu)， 本發(fā)明的蓄熱式燃燒系統(tǒng)包括蓄熱式燃燒器、供風(fēng)系統(tǒng)、燃料供應(yīng)系統(tǒng)、換向系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)及長明火系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其特征在于:所述蓄熱式燃燒系統(tǒng)的蓄熱式燃燒器成對布置，通過換向系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)燃燒與蓄熱間的交替輪換工作，蓄熱式燃燒器由長明火系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火；成對布置的兩燃燒器共用一套供風(fēng)系統(tǒng)、燃料供應(yīng)系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)，系統(tǒng)通過換向系統(tǒng)及截止閥實(shí)現(xiàn)助燃風(fēng)、煙氣及燃料切換換向；整個蓄熱式燃燒系統(tǒng)可根據(jù)目標(biāo)爐窯的工作制度，通過智能編程，實(shí)現(xiàn)自動控制；蓄熱式燃燒系統(tǒng)的排煙溫度控制在200°C以下，充分利用了煙氣余熱。
[0015]所述的蓄熱式燃燒器成對布置，交替輪換工作狀態(tài)，即燃燒和蓄熱；
蓄熱室采用耐火材料整體鑄模成型或砌筑成型，分為上下兩個蓄熱室，其中可填充蜂窩體或者陶瓷球等蓄熱體材料；
燃料噴嘴成排布置在兩蓄熱室之間，可根據(jù)不同的燃燒量布置具體噴嘴數(shù)量和大小，燃料噴嘴與蓄熱室之間填充耐高溫陶瓷纖維；
所述的燃料噴嘴可為漸縮管、漸擴(kuò)管或者拉法爾管，且可根據(jù)目標(biāo)爐窯的工況要求，設(shè)計(jì)一定的傾角；
換向系統(tǒng)可由兩個耐高溫三通換向閥組成，分別布置在供風(fēng)系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)上，聯(lián)動換向，或采用一個耐高溫四通換向閥實(shí)現(xiàn)供風(fēng)系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)的換向；
供風(fēng)系統(tǒng)通過流量、壓力調(diào)節(jié)后通過換向系統(tǒng)將助燃風(fēng)送入蓄熱式燃燒器，選用的流量、壓力調(diào)節(jié)裝置可實(shí)現(xiàn)自動控制功能；
排煙系統(tǒng)上通過換向系統(tǒng)與蓄熱式燃燒器連接，排煙系統(tǒng)布置有排煙溫度監(jiān)測點(diǎn)，用以監(jiān)控排煙溫度，當(dāng)排煙溫度高于預(yù)設(shè)排煙溫度時，系統(tǒng)自動、智能調(diào)整換向時間，使得排煙溫度到達(dá)系統(tǒng)要求；
燃料供應(yīng)系統(tǒng)經(jīng)過流量和壓力調(diào)節(jié)后通過截止閥分別送入兩個成對布置的蓄熱室燃燒器，通過管路上的截止閥實(shí)現(xiàn)燃料的分配；
長明火系統(tǒng)包含兩支長明火燒嘴，分別布置在兩蓄熱式燃燒器上，用于給蓄熱式燃燒器點(diǎn)火，長明火系統(tǒng)的燃料及助燃風(fēng)供應(yīng)由專門的管道輸送，且配有專門的電點(diǎn)火槍和火焰檢測系統(tǒng)，長明火系統(tǒng)的正常運(yùn)行是蓄熱式燃燒系統(tǒng)正常工作的前提； 蓄熱室前段和后端均留有一定長度的穩(wěn)壓室，用于給助燃風(fēng)和煙氣穩(wěn)壓，使得助燃風(fēng)和煙氣可以均勻的通過蓄熱室，很好的實(shí)現(xiàn)蓄熱及換熱；
蓄熱室后端蓋采用法蘭連接，可拆裝，蓄熱體通過打開蓄熱室后端蓋裝入蓄熱室，方便安裝和清洗、維護(hù)；
蓄熱室的前段，助燃風(fēng)經(jīng)過蓄熱體預(yù)熱后，經(jīng)過助燃風(fēng)或煙氣緩沖室穩(wěn)壓后，采用有傾角的多孔擋板配風(fēng)，組織良好的火焰形態(tài)，傾角控制在0-60°之間，且距離燃料噴嘴越遠(yuǎn)，傾角越大；
整個蓄熱式燃燒系統(tǒng)采用自動控制方式，換向時間可設(shè)定為固定換向時間，且可通過煙氣溫度檢測進(jìn)行智能調(diào)整，換向時間為15-60 s ;換向時間亦可不設(shè)定為固定值,通過排煙溫度進(jìn)行自動適時調(diào)整；蓄熱式燃燒系統(tǒng)的排煙溫度控制在200°C以下；
所述的蓄熱式燃燒系統(tǒng)控制系統(tǒng)包括助燃風(fēng)流量、壓力調(diào)控裝置、燃料流量、壓力調(diào)控裝置、排煙溫度調(diào)控裝置以及目標(biāo)窯爐工作制度控制系統(tǒng)。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明所涉及的蓄熱式燃燒系統(tǒng)以上述的工業(yè)爐節(jié)能減排方向?yàn)槌霭l(fā)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，有效的提高了燃燒器的燃燒效率、優(yōu)化了爐窯的換熱條件、減低了爐窯的排煙溫度，實(shí)現(xiàn)了燃燒器與爐窯工作制度的良好結(jié)合，可通過智能編程，實(shí)現(xiàn)工藝的自動控制。
[0017]本發(fā)明有效的提高了燃燒器的燃燒效率、優(yōu)化了爐窯的換熱條件、減低了爐窯的排煙溫度，實(shí)現(xiàn)了燃燒器與爐窯工作制度的良好結(jié)合，可通過智能編程，實(shí)現(xiàn)工藝的自動控制，在工業(yè)爐上使用本蓄熱式燃燒系統(tǒng)，可提高爐窯的能源利用率，實(shí)現(xiàn)工業(yè)爐窯的節(jié)能減排。
[0018]總之，本發(fā)明所述的蓄熱式燃燒系統(tǒng)具有使用壽命長、工作穩(wěn)定、熱效率高、節(jié)能減排效果顯著、自動化程度高等特點(diǎn)，可用于熔鉛鍋、玻璃爐窯、熔鋁爐等各類反射爐及鍋灶上，適用于各類馬蹄焰及對橫火焰爐型。
[0019]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖；
圖2是本發(fā)明所述燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明所述配風(fēng)板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明所述蓄熱室擋板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]一種蓄熱式燃燒系統(tǒng)，如圖1所示，包括:供風(fēng)系統(tǒng)1、排煙系統(tǒng)2、燃料供應(yīng)系統(tǒng)
3、長明火系統(tǒng)4、蓄熱式燃燒器5、換向系統(tǒng)6和目標(biāo)爐窯7，其中供風(fēng)系統(tǒng)I上布置有流量、壓力調(diào)節(jié)裝置，排煙系統(tǒng)2上布置有煙氣溫度監(jiān)測裝置，燃料供應(yīng)系統(tǒng)3在對應(yīng)的蓄熱式燃燒器管路上布置有截止閥，控制燃料的供給。
[0022]蓄熱式燃燒器剖面圖如圖2所示，包括:主燃料管道8、助燃風(fēng)入口或煙氣出口 9、蓄熱室10、蓄熱體11、燃料噴嘴12、前多孔配風(fēng)板13、前助燃風(fēng)或煙氣緩沖室14、后助燃風(fēng)或煙氣緩沖室15、后端板16，蓄熱體分層堆放在蓄熱室10中；其中前多孔配風(fēng)板13具體結(jié)構(gòu)參見圖3，包括長明火燒嘴17和可帶傾角配風(fēng)孔18 ;后端板16具體結(jié)構(gòu)參見圖4，主要包括可拆卸蓄熱室擋板19，可通過打開可拆卸蓄熱室擋板19進(jìn)行蓄熱體的安裝和拆卸，方便清洗和維護(hù)。
[0023]蓄熱式燃燒系統(tǒng)工作過程中通過換向系統(tǒng)6實(shí)現(xiàn)一對蓄熱室燃燒器5之間的燃燒與排煙狀態(tài)切換，同時燃料供應(yīng)系統(tǒng)3也通過對應(yīng)的蓄熱式燃燒器上的截止閥的開閉實(shí)現(xiàn)燃料系統(tǒng)的聯(lián)動換向。蓄熱式燃燒系統(tǒng)工作過程中可采用兩種方式控制換向時間，第一種方式為:系統(tǒng)設(shè)定固定的換向時間，同時以排煙溫度作為輔助信號調(diào)整換向時間；第二種方式為:系統(tǒng)不設(shè)定換向時間，具體換向時間只與排煙溫度相關(guān)，根據(jù)控制排煙溫度來實(shí)時調(diào)節(jié)換向時間。一般情況下系統(tǒng)設(shè)定固定換向時間即可滿足排煙溫度限制，一般的換向時間為15-60 S，排煙溫度控制在200°C以下。蓄熱式燃燒系統(tǒng)的長明火系統(tǒng)4負(fù)責(zé)給蓄熱式燃燒器5點(diǎn)火，長明火系統(tǒng)設(shè)置有專門的供風(fēng)系統(tǒng)和燃料供應(yīng)系統(tǒng)，配有專門的點(diǎn)火裝置和火焰檢測裝置，長明火系統(tǒng)正常運(yùn)行是整個蓄熱式燃燒系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提。此外，供風(fēng)系統(tǒng)I和燃料供應(yīng)系統(tǒng)3上的流量、壓力調(diào)節(jié)裝置都可實(shí)現(xiàn)自動控制，因此，針對目標(biāo)爐窯的工作制度，整個蓄熱式燃燒系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動控制功能。
[0024]本發(fā)明所述的一種蓄熱式燃燒系統(tǒng)可用于熔鉛鍋、玻璃爐窯、熔鋁爐等各類反射爐及鍋灶上，適用于各類馬蹄焰型火焰及對橫火焰爐型，具有良好的節(jié)能減排效果。
[0025]上述實(shí)施例闡明的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)理解為這些實(shí)施例僅用于更清楚地說明本發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種蓄熱式燃燒系統(tǒng)，包括裝在窯爐(7)上的至少兩個蓄熱式燃燒器(5)，分別與所述蓄熱式燃燒器(5)相連的供風(fēng)系統(tǒng)(I)、燃料供應(yīng)系統(tǒng)(3)、排煙系統(tǒng)(2)、長明火系統(tǒng)(4)，以及用于切換蓄熱式燃燒器(5)至燃燒狀態(tài)或排煙狀態(tài)的換向系統(tǒng)(6);其特征是，每個所述蓄熱式燃燒器(5 )包括蓄熱室(10 )，蓄熱室(10 )內(nèi)設(shè)置有上下兩個蓄熱體(11)堆放區(qū)；所述蓄熱式燃燒器(5)中布置有位于蓄熱室(10)內(nèi)的前助燃風(fēng)或煙氣緩沖室(14)和后助燃風(fēng)或煙氣緩沖室(15)，所述前助燃風(fēng)或煙氣緩沖室(14)和后助燃風(fēng)或煙氣緩沖室(15)之間通過上下兩個蓄熱體(11)堆放區(qū)分隔；所述后助燃風(fēng)或煙氣緩沖室(15)通過助燃風(fēng)入口或煙氣出口( 9 )分別與所述供風(fēng)系統(tǒng)(I)和排煙系統(tǒng)(2 )相連；所述上下兩個蓄熱體(11)堆放區(qū)之間設(shè)有燃料腔，該燃料腔通過主燃料管(8 )與所述燃料供應(yīng)系統(tǒng)(3 )相連；所述燃料腔通過多個燃料噴嘴(12)與所述窯爐(7)的爐膛連通；所述前助燃風(fēng)或煙氣緩沖室(14)與所述窯爐(7)的爐膛之間設(shè)有多孔配風(fēng)板(13)，該多孔配風(fēng)板(13)上開有長明火燒嘴(17)、多個燃料噴嘴孔和多個配風(fēng)孔(18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式燃燒系統(tǒng)，其特征是，所述配風(fēng)孔(18)為帶傾角配風(fēng)孔，該配風(fēng)孔(18)相對于水平面的傾角為0-60°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式燃燒系統(tǒng)，其特征是，所述換向系統(tǒng)包括設(shè)置在供風(fēng)系統(tǒng)(I)上三通換向閥和排煙系統(tǒng)(2 )的三通換向閥，兩個三通換向閥聯(lián)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式燃燒系統(tǒng)，其特征是，所述燃料供應(yīng)系統(tǒng)(3)上設(shè)有截止閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式燃燒系統(tǒng)，其特征是，所述蓄熱室采用耐火材料整體成型，該蓄熱室與燃料噴嘴之間填充有陶瓷纖維；所述燃料噴嘴為漸縮管、漸擴(kuò)管或拉法爾管。`
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式燃燒系統(tǒng)，其特征是，所述蓄熱室(10)上裝有可拆卸蓄熱室擋板(19)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式燃燒系統(tǒng)，其特征是，單個蓄熱式燃燒器(5)的體積為0.5 m2 ~I m2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式燃燒系統(tǒng)，其特征是，還包括助燃風(fēng)流量壓力調(diào)控裝置、燃料流量壓力調(diào)控裝置、排煙溫度調(diào)控裝置和窯爐工作制度控制系統(tǒng)。
【文檔編號】F23N1/02GK103759254SQ201410011612
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】劉維, 劉方侃, 楊誠笑, 楚紅偉, 曾鐵平, 何華 申請人:長沙恒威熱能科技有限公司