本發(fā)明涉及工業(yè)爐窯節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種富氧助燃應(yīng)用系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

富氧氣體指氧氣含量大于20.93％的氣體。富氧助燃技術(shù)是一項(xiàng)新興的節(jié)能技術(shù)，即采用富氧氣體作為工業(yè)爐窯的助燃空氣參與燃燒。實(shí)踐證明，富氧助燃技術(shù)能有效提高燃料燃燒效率和燃盡率，減少燃料熱損失節(jié)約燃料，具有顯著的節(jié)能效果，適用于各種工業(yè)爐窯，尤其適用于采用氣體燃料的工業(yè)爐窯。理論上講，工業(yè)爐窯的助燃空氣全部由富氧氣體代替能獲得最佳的節(jié)能效果，但由于工業(yè)爐窯的助燃空氣消耗量巨大，而目前制備和儲(chǔ)存富氧氣體的技術(shù)尚不成熟，富氧氣體的制取設(shè)備造價(jià)較高，電能消耗較大，使富氧氣體的單位制造成本居高不下，極大地限制了富氧助燃技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。因此，在保證提高燃料燃燒效率、節(jié)約燃料的基礎(chǔ)上有效減少富氧氣體的消耗量、降低富氧助燃技術(shù)的應(yīng)用成本，同時(shí)可按不同溫度、氣氛要求精確調(diào)整助燃空氣、富氧氣體、燃?xì)獾倪M(jìn)氣比例以使燃?xì)馇『贸浞秩紵?，成為目前富氧助燃技術(shù)推廣、應(yīng)用的關(guān)鍵。另外，采用富氧氣體作為助燃空氣的工業(yè)爐窯，因富氧氣體改變了原燃?xì)馀c實(shí)際助燃劑——氧氣的比例，在操作不當(dāng)時(shí)，還極易發(fā)生回火、火災(zāi)、爆炸等事故，存在重大安全隱患。

預(yù)混燃燒Premixed Combustion指燃料和助燃空氣預(yù)先混合成均勻的可燃預(yù)混合氣，并在燃燒器內(nèi)進(jìn)行著火、燃燒的過程，包括完全預(yù)混式燃燒和 部分預(yù)混式燃燒。實(shí)踐證明，部分預(yù)混式燃燒可在有效提高燃料燃燒速度、降低不完全燃燒程度、節(jié)約燃料用量、減少NO_x排放量的同時(shí)，在一定程度上避免完全預(yù)混式燃燒設(shè)備造價(jià)高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、空氣/燃料比調(diào)節(jié)范圍小等不足，是目前較常用的預(yù)混燃燒方式。但部分預(yù)混式燃燒由于存在燃燒速度快、火焰短、易混合不均、易局部缺氧等特點(diǎn)，而較易出現(xiàn)脫火、回火、碳煙、火焰不穩(wěn)定、爐內(nèi)溫度不均勻等情況，在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用環(huán)境下較難廣泛推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理、使用方便的一種富氧助燃應(yīng)用系統(tǒng)，它以富氧氣體與燃料尤其是氣體燃料混合成均勻的富氧可燃預(yù)混氣進(jìn)入燃燒器中二次混合助燃空氣進(jìn)行燃燒的方法，可有效減少富氧氣體消耗量、降低富氧助燃技術(shù)應(yīng)用成本，具有顯著的節(jié)能減排效果；采用的富氧氣體止回閥和阻火器可消除安全隱患。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明所述的一種富氧助燃應(yīng)用系統(tǒng)，它包括一燃燒器，該燃燒器設(shè)置有兩個(gè)進(jìn)氣口和一個(gè)火焰噴出口，該兩個(gè)進(jìn)氣口為助燃空氣進(jìn)氣口和燃?xì)膺M(jìn)氣口A，該助燃空氣進(jìn)氣口連接有助燃空氣管道，該燃?xì)膺M(jìn)氣口A連接有預(yù)混氣體管道；所述預(yù)混氣體管道左側(cè)上設(shè)置有預(yù)混器，該預(yù)混器通過預(yù)混氣體管道與燃燒器相連；所述燃燒器通過電纜與富氧專用點(diǎn)火、熄火控制器相連；所述燃燒器與預(yù)混器之間的預(yù)混氣體管道上設(shè)置有阻火器；所述預(yù)混器設(shè)置有兩個(gè)進(jìn)氣口和一個(gè)預(yù)混氣出口，該兩個(gè)進(jìn)氣口為富氧氣體進(jìn)氣口和燃?xì)膺M(jìn)氣口B，該燃?xì)膺M(jìn)氣口B連接有燃?xì)夤艿?，該富氧氣體進(jìn)氣口連接有富氧氣體管道；所述富氧氣體管道上，預(yù)混器左側(cè)依次設(shè)置有富氧氣體止回閥、富氧 氣體比例閥和富氧氣體電磁閥；所述燃?xì)夤艿郎?，預(yù)混器左側(cè)依次設(shè)置有燃?xì)獗壤y和燃?xì)怆姶砰y；所述富氧氣體比例閥和燃?xì)獗壤y分別通過空氣取樣管道與助燃空氣管道相連通；所述富氧氣體電磁閥和燃?xì)怆姶砰y通過電纜分別與富氧專用點(diǎn)火、熄火控制器相連。

進(jìn)一步地，所述助燃空氣管道上安裝有助燃空氣流量計(jì)和助燃空氣執(zhí)行器，該助燃空氣流量計(jì)和助燃空氣執(zhí)行器形成助燃空氣組合控制器。

進(jìn)一步地，在助燃空氣管道上安裝有助燃空氣組合控制器的基礎(chǔ)上，可在富氧氣體管道上安裝有富氧氣體流量計(jì)和富氧氣體執(zhí)行器，該富氧氣體流量計(jì)和富氧氣體執(zhí)行器形成富氧氣體組合控制器，使用富氧氣體組合控制器替代富氧氣體比例閥。

進(jìn)一步地，在助燃空氣管道上安裝有助燃空氣組合控制器的基礎(chǔ)上，在燃?xì)夤艿郎习惭b有燃?xì)饬髁坑?jì)和燃?xì)鈭?zhí)行器，該燃?xì)饬髁坑?jì)和燃?xì)鈭?zhí)行器形成燃?xì)饨M合控制器，使用燃?xì)饨M合控制器替代燃?xì)獗壤y。

進(jìn)一步地，所述富氧氣體管道安裝有能夠利用余熱加熱富氧氣體的富氧氣體同步加熱器。

進(jìn)一步地，所述助燃空氣管道安裝有能夠利用余熱加熱助燃空氣的助燃空氣同步加熱器。

采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明有益效果為：本發(fā)明所述的一種富氧助燃應(yīng)用系統(tǒng)，它以富氧氣體與燃料尤其是氣體燃料混合成均勻的富氧可燃預(yù)混氣進(jìn)入燃燒器中二次混合助燃空氣進(jìn)行燃燒的方法，可有效減少富氧氣體消耗量、降低富氧助燃技術(shù)應(yīng)用成本，具有顯著的節(jié)能減排效果；采用的富氧氣體止回閥和阻火器可消除安全隱患。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

11-助燃空氣管道，15-助燃空氣流量計(jì)，16-助燃空氣執(zhí)行器，21-富氧氣體管道，22-富氧氣體電磁閥，23-富氧氣體比例閥，24-富氧氣體止回閥，25-富氧氣體流量計(jì)，26-富氧氣體執(zhí)行器，31-燃?xì)夤艿溃?2-燃?xì)怆姶砰y，33-燃?xì)獗壤y，35-燃?xì)饬髁坑?jì)，36-燃?xì)鈭?zhí)行器，41-助燃空氣同步加熱器，42-富氧氣體同步加熱器，5-預(yù)混器，6-預(yù)混氣體管道，7-阻火器，8-燃燒器，9-富氧專用點(diǎn)火、熄火控制器，10-空氣取樣管道。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明所述的一種富氧助燃應(yīng)用系統(tǒng)，它包括一燃燒器8，該燃燒器8設(shè)置有兩個(gè)進(jìn)氣口和一個(gè)火焰噴出口，該兩個(gè)進(jìn)氣口為助燃空氣進(jìn)氣口和燃?xì)膺M(jìn)氣口A，該助燃空氣進(jìn)氣口連接有助燃空氣管道11，該燃?xì)膺M(jìn)氣口A連接有預(yù)混氣體管道6；所述預(yù)混氣體管道6左側(cè)上設(shè)置有預(yù)混器5，該預(yù)混器5通過預(yù)混氣體管道6與燃燒器8相連；所述燃燒器8通過電纜與富氧專用點(diǎn)火、熄火控制器9相連；所述燃燒器8與預(yù)混器5之間的預(yù)混氣體管道6上設(shè)置有阻火器7；所述預(yù)混器5設(shè)置有兩個(gè)進(jìn)氣口和一個(gè)預(yù)混氣出口，該兩個(gè)進(jìn)氣口為富氧氣體進(jìn)氣口和燃?xì)膺M(jìn)氣口B，該燃?xì)膺M(jìn)氣口B連接有燃?xì)夤艿?1，該富氧氣體進(jìn)氣口連接有富氧氣體管道21；所述富氧氣體管道21上，預(yù)混器5的左側(cè)依次設(shè)置有富氧氣體止回閥24、富氧氣體比例閥 23和富氧氣體電磁閥22；所述燃?xì)夤艿?1上，預(yù)混器5左側(cè)依次設(shè)置有燃?xì)獗壤y33和燃?xì)怆姶砰y32；所述富氧氣體比例閥23和燃?xì)獗壤y33分別通過空氣取樣管道10與助燃空氣管道11相連通；所述富氧氣體電磁閥22和燃?xì)怆姶砰y32通過電纜分別與富氧專用點(diǎn)火、熄火控制器9相連。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，所述助燃空氣管道11上安裝有助燃空氣流量計(jì)15和助燃空氣執(zhí)行器16，該助燃空氣流量計(jì)15和助燃空氣執(zhí)行器16形成助燃空氣組合控制器。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，在助燃空氣管道11上安裝有助燃空氣組合控制器的基礎(chǔ)上，可在富氧氣體管道21上安裝有富氧氣體流量計(jì)25和富氧氣體執(zhí)行器26，該富氧氣體流量計(jì)25和富氧氣體執(zhí)行器26形成富氧氣體組合控制器，使用富氧氣體組合控制器替代富氧氣體比例閥23。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，在助燃空氣管道11上安裝有助燃空氣組合控制器的基礎(chǔ)上，在燃?xì)夤艿?1上安裝有燃?xì)饬髁坑?jì)35和燃?xì)鈭?zhí)行器36，該燃?xì)饬髁坑?jì)35和燃?xì)鈭?zhí)行器36形成燃?xì)饨M合控制器，使用燃?xì)饨M合控制器替代燃?xì)獗壤y33。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，所述富氧氣體管道21安裝有能夠利用余熱加熱富氧氣體的富氧氣體同步加熱器42。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，所述助燃空氣管道11安裝有能夠利用余熱加熱助燃空氣的助燃空氣同步加熱器41。

具體實(shí)施例一，其工作過程如下：

如圖1所示，本發(fā)明由燃燒器8、預(yù)混器5、阻火器7、與所述燃燒器8相通并輸送助燃空氣的助燃空氣管道11、與所述預(yù)混器5相通并輸送富氧氣體的富氧氣體管道21、與所述預(yù)混器5相通并輸送燃?xì)獾娜細(xì)夤艿?1以及用 于執(zhí)行點(diǎn)火動(dòng)作、監(jiān)測(cè)火焰并控制富氧氣體與燃?xì)馔?、斷及通、斷時(shí)機(jī)的富氧專用點(diǎn)火、熄火控制器9組成；所述富氧氣體管道21與所述預(yù)混器5連通，所述富氧氣體管道21中安裝有能夠利用余熱加熱富氧氣體的富氧氣體同步加熱器42、能夠自動(dòng)切斷富氧氣體的富氧氣體電磁閥22、能夠自動(dòng)調(diào)整富氧氣體流量以保持富氧氣體與助燃空氣的比例恒定的富氧氣體比例閥23、能夠防止燃?xì)饣亓鞯母谎鯕怏w止回閥24，該所述富氧氣體止回閥24位于所述富氧氣體管道21的末端與所述預(yù)混器5之間；所述燃?xì)夤艿?1與所述預(yù)混器5連通，所述燃?xì)夤艿?1中安裝有能夠自動(dòng)切斷燃?xì)獾娜細(xì)怆姶砰y32、能夠自動(dòng)調(diào)整燃?xì)饬髁恳员３秩細(xì)馀c助燃空氣的比例恒定的燃?xì)獗壤y33；所述預(yù)混器5通過預(yù)混氣體管道6與所述燃燒器8相連通，該所述預(yù)混氣體管道6中還安裝有所述阻火器7，該所述阻火器7位于所述預(yù)混器5及所述燃燒器8之間，且該所述預(yù)混氣體管道6的長度應(yīng)盡量短；所述富氧氣體比例閥23及所述燃?xì)獗壤y33分別通過空氣取樣管道10與所述助燃空氣管道11相連通；所述富氧氣體比例閥23及所述燃?xì)獗壤y33可根據(jù)不同溫度、氣氛要求而使燃?xì)馇『贸浞秩紵贫ǖ膮?shù)調(diào)整富氧氣體、燃?xì)馀c助燃空氣的進(jìn)氣比例；所述富氧專用點(diǎn)火、熄火控制器9控制所述燃燒器8執(zhí)行點(diǎn)火動(dòng)作并監(jiān)測(cè)火焰，以及控制所述富氧氣體電磁閥22及所述燃?xì)怆姶砰y32的通、斷及通、斷時(shí)機(jī)，通過電纜分別與所述燃燒器8、所述富氧氣體電磁閥22、所述燃?xì)怆姶砰y32相連接。在所述助燃空氣管道11中還安裝有能夠利用余熱加熱助燃空氣的助燃空氣同步加熱器41。

其工作過程是：助燃空氣經(jīng)助燃空氣同步加熱器41加熱后，通過助燃空氣管道11輸送給燃燒器8，并通過空氣取樣管道10將助燃空氣的壓力分別傳遞給富氧氣體比例閥23和燃?xì)獗壤y33；富氧氣體比例閥23和燃?xì)獗壤y 33由工作人員根據(jù)不同溫度、氣氛要求而使燃?xì)馇『贸浞秩紵贫ǖ膮?shù)分別設(shè)定好比例，并根據(jù)助燃空氣壓力分別自動(dòng)調(diào)整富氧氣體管道21和燃?xì)夤艿?1向預(yù)混器5輸送的富氧氣體和燃?xì)獾牧髁?。點(diǎn)火時(shí)，首先由工作人員打開富氧專用點(diǎn)火、熄火控制器9的開關(guān)，富氧專用點(diǎn)火、熄火控制器9開始執(zhí)行點(diǎn)火動(dòng)作、檢測(cè)火焰信號(hào)，并于α秒后自動(dòng)打開燃?xì)怆姶砰y32，此時(shí)，燃?xì)庥扇細(xì)獗壤y33自動(dòng)調(diào)整為恰當(dāng)?shù)牧髁亢?，通過燃?xì)夤艿?1輸送至預(yù)混器5，并通過預(yù)混氣體管道6直接輸送給燃燒器8，在燃燒器8中混合由助燃空氣管道11輸送的經(jīng)助燃空氣同步加熱器41加熱的助燃空氣進(jìn)行燃燒；富氧專用點(diǎn)火、熄火控制器9檢測(cè)到火焰信號(hào)正常，于β秒后自動(dòng)打開富氧氣體電磁閥22，此時(shí)，經(jīng)富氧氣體同步加熱器42加熱的富氧氣體由富氧氣體比例閥23調(diào)整為恰當(dāng)?shù)牧髁亢?，通過富氧氣體管道21輸送給預(yù)混器5；在預(yù)混器5中，富氧氣體和燃?xì)饩鶆蚧旌铣筛谎蹩扇碱A(yù)混氣，并通過預(yù)混氣體管道6輸送給燃燒器8，在燃燒器8中富氧可燃預(yù)混氣二次混合由助燃空氣管道11輸送的經(jīng)助燃空氣同步加熱器41加熱的助燃空氣繼續(xù)燃燒，裝置進(jìn)入正常工作狀態(tài)；當(dāng)火焰出現(xiàn)異常時(shí)，富氧專用點(diǎn)火、熄火控制器9可自動(dòng)控制富氧氣體電磁閥22和燃?xì)怆姶砰y32切斷富氧氣體和燃?xì)?；?dāng)發(fā)生回火現(xiàn)象時(shí)，阻火器7可熄滅回火火焰。而在非工作狀態(tài)下，富氧氣體止回閥24將自動(dòng)關(guān)閉，防止燃?xì)饣亓鳌ｍ氄f明的是：本過程中所述的α秒和β秒可按照不同應(yīng)用需求在所述富氧專用點(diǎn)火、熄火控制器9中進(jìn)行設(shè)定。

具體實(shí)施例二，其工作過程如下：

如圖2所示，與實(shí)施例一不同的是，在富氧氣體管道21上，富氧氣體電磁閥22左右兩側(cè)分別安裝有富氧氣體流量計(jì)25和富氧氣體執(zhí)行器26，用富氧氣體流量計(jì)25和富氧氣體執(zhí)行器26形成富氧氣體組合控制器，使用該富 氧氣體組合控制器來替代富氧氣體比例閥23。

在燃?xì)夤艿?1上，燃?xì)怆姶砰y32的左右兩側(cè)分別安裝有燃?xì)饬髁坑?jì)35和燃?xì)鈭?zhí)行器36，用燃?xì)饬髁坑?jì)35和燃?xì)鈭?zhí)行器36形成燃?xì)饨M合控制器，使用該燃?xì)饨M合控制器來替代燃?xì)獗壤y33。

在助燃空氣管道11、富氧氣體管道21和燃?xì)夤艿?1這三個(gè)管道上，可以安裝流量計(jì)和執(zhí)行器的組合形成組合控制器，使用該流量計(jì)和執(zhí)行器的組合形成的組合控制器代替所述比例閥，該流量計(jì)和執(zhí)行器的組合形成的組合控制器至少安裝一組。

本發(fā)明具有如下具體優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明提供的富氧助燃應(yīng)用系統(tǒng)是以富氧氣體與燃料尤其是氣體燃料混合成均勻的富氧可燃預(yù)混氣進(jìn)入燃燒器中二次混合助燃空氣進(jìn)行燃燒的方法，可有效減少富氧氣體消耗量、降低富氧助燃技術(shù)應(yīng)用成本，具有顯著的節(jié)能減排效果。該應(yīng)用方法及相關(guān)裝置以富氧氣體代替部分預(yù)混式燃燒中的預(yù)混空氣與燃料進(jìn)行預(yù)混，可有效提高可燃預(yù)混合氣中的氧氣濃度、緩解局部高溫缺氧現(xiàn)象、減少碳煙和NO_x的產(chǎn)生，同時(shí)以較少的富氧氣體消耗量即可達(dá)到提高燃料燃燒效率和速率、降低不完全燃燒程度、減少燃料熱損失、節(jié)約燃料的目的；控制助燃空氣以恰當(dāng)?shù)乃俣却颠M(jìn)燃燒器與富氧可燃預(yù)混氣二次混合，可有效減少回火現(xiàn)象的發(fā)生，并形成穩(wěn)定長焰利于爐內(nèi)溫度均勻；采用的預(yù)混器可均勻混合富氧氣體及燃?xì)?，可使燃燒區(qū)內(nèi)的溫度保持穩(wěn)定、分布均勻，提高點(diǎn)火成功率，并減少脫火現(xiàn)象的發(fā)生；采用的助燃空氣及富氧氣體同步加熱器可利用工業(yè)爐窯的余熱加熱助燃空氣和富氧氣體，在節(jié)約燃料的同時(shí)可有效減少碳排放；采用的比例閥或流量計(jì)和執(zhí)行器的組合形成的組合控制器可精確控制助燃空氣、富氧氣體、燃?xì)獾倪M(jìn)氣比例，使燃?xì)馇? 好充分燃燒的同時(shí)，可針對(duì)不同制品和應(yīng)用對(duì)溫度、氣氛的要求做出相應(yīng)調(diào)整，并進(jìn)一步減少脫火、回火現(xiàn)象的發(fā)生；采用的富氧氣體止回閥和阻火器，可有效防止燃?xì)饣亓骱突鼗稹⒒馂?zāi)、爆炸等事故的發(fā)生，消除安全隱患；采用的富氧專用點(diǎn)火、熄火控制器除控制燃燒器執(zhí)行點(diǎn)火動(dòng)作、監(jiān)測(cè)火焰外，還可根據(jù)富氧助燃技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)控制富氧氣體及燃?xì)獾耐?、斷和通、斷時(shí)機(jī)，在進(jìn)一步消除安全隱患的同時(shí)，全自動(dòng)控制也降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

本發(fā)明所述的一種富氧助燃應(yīng)用系統(tǒng)，它以富氧氣體與燃料尤其是氣體燃料混合成均勻的富氧可燃預(yù)混氣進(jìn)入燃燒器中二次混合助燃空氣進(jìn)行燃燒的方法，可有效減少富氧氣體消耗量、降低富氧助燃技術(shù)應(yīng)用成本，具有顯著的節(jié)能減排效果；采用的富氧氣體止回閥和阻火器可消除安全隱患。

以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，故凡依本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍內(nèi)。