[发明专利]一种递进切换蓄热式燃烧设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓄热式燃烧设备，特别是涉及一种递进切换蓄热式燃烧设备。

背景技术

工业炉窑是工业生产的主要耗能设备，能耗占到了工业总能耗的60％，因此其节能技术的研究具有极其重要的意义。

现有工业炉窑普遍使用蓄热式燃烧系统来对烟气的余热进行回收利用。然而目前国内外使用的蓄热式燃烧系统均是采用成对布置，即一组数量的蓄热式燃烧器用于燃烧，另一组数量相同的蓄热式燃烧器用于排烟，定时换向，蓄热体交替蓄热与放热。在这种成对分布燃烧器的蓄热式燃烧系统中，由于提供燃烧用的助燃气体所使用的管道空间与排烟所使用的烟气管道空间相等，而助燃气体与燃料混合燃烧后产生的烟气体积会增多，标况烟气量至少是助燃气体量的1.1-1.3倍，排烟温度为180℃时，烟气的工况体积是助燃气体体积的1.6-1.8倍，使炉膛处于一个高压、不安全状态。现有的解决办法是在炉体上增加辅助烟道让30％左右的高温烟气直接排走，但是这又会导致总烟气余热回收率只有50％-60％，且排烟温度过高会直接影响环保装置的安全运行。

另外，传统蓄热式燃烧系统在换向时，不仅炉压波动大，极易出现爆鸣爆炉现象，而且换向时间较长，燃料浪费严重。

出于这种考虑，本发明的发明人进行了深入研究，目的是解决相关领域现有技术所暴露出来的问题，希望提供一种更加环保、节能和安全的蓄热式燃烧设备，以最大限度地回收废气余热。

发明内容

本发明的目的是提供一种递进切换蓄热式燃烧设备，其包括至少五个蓄热式燃烧器，在任意时刻用于排烟的蓄热式燃烧器的数量比用于燃烧的蓄热式燃烧器的数量多，且在控制器切换任一个蓄热式燃烧器的过程中，至少有另一个蓄热式燃烧器保持燃烧工作，不仅克服了本领域技术人员在蓄热式燃烧设备上成对设置燃烧器的技术偏见，而且取得了预料不到的节能与安全技术效果，有效解决了现有高温空气燃烧技术中换向时易出现炉压波动大、爆鸣爆炉以及燃料浪费严重等技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供了一种递进切换蓄热式燃烧设备，其包括与炉膛相连的至少五个蓄热式燃烧器以及用于控制所述蓄热式燃烧器的控制器，控制器切换所述蓄热式燃烧器以交替用于燃烧或用于排烟，使得在任意时刻用于排烟的蓄热式燃烧器的数量比用于燃烧的蓄热式燃烧器的数量多，并且当燃烧生产时，在控制器切换任一个蓄热式燃烧器的过程中，至少有另一个蓄热式燃烧器保持燃烧工作。

本发明的设备设置有至少5个蓄热式燃烧器，控制器控制设备在任意时刻用于排烟的蓄热式燃烧器的数量比用于燃烧的蓄热式燃烧器的数量多，因此其能够将燃烧过程所产生的高温烟气及时排出，确保设备的排烟顺畅和生产安全。由于在燃烧生产过程中，始终有至少一个蓄热式燃烧器保持燃烧工作，一方面可以提高设备的燃烧效率，保证燃料充分燃烧；另一方面能够保证蓄热式燃烧设备内部的炉压稳定，避免了传统成对设置燃烧器的蓄热式燃烧设备在交替切换时容易出现的炉压波动大、爆鸣爆炉现象的发生；再一方面保证炉膛内炉温的稳定。

根据本发明的一个具体实施例，在控制器切换任一个蓄热式燃烧器的过程中，至少有两个蓄热式燃烧器保持排烟工作。由此进一步提高了设备的排烟能力以及炉压的稳定。

根据本发明的一个具体实施例，本发明的设备严格密封，炉膛内的全部烟气通过用于排烟的蓄热式燃烧器排出。

本发明的设备没有设置用于排烟的辅助管道或泄压口，燃烧过程所产生的全部高温烟气均通过蓄热式燃烧器排出，蓄热室的排烟温度即为实际排烟温度，总的烟气余热回收率可以提高到85％以上，可以比现有技术中成对设置燃烧器的蓄热式燃烧设备节能至少25％～30％，节能潜力巨大，不仅解决了现有技术中总烟气余热回收率较低的问题，而且相比于现有技术更加节能和环保。

本发明的设备也无需加大蓄热式燃烧器的烧嘴的开孔或者蓄热室内蓄热体的气流通道面积，解决了现有技术中蓄热式燃烧器助燃气体过剩较多，燃烧效率偏低、火焰形状与刚度较差的问题，极大降低了烟气中CO、CO2以及NOx等污染物的生成量。

根据本发明的一个具体实施例，当燃烧生产时，用于排烟的蓄热式燃烧器的数量与用于燃烧的蓄热式燃烧器的数量的比率保持不变。用于排烟的蓄热式燃烧器与用于燃烧的蓄热式燃烧器的数量保持恒定，进一步保证了炉膛内炉压的稳定，防止生产过程中经常出现炉压剧烈波动的现象。

根据本发明的一个具体实施例，用于排烟的蓄热式燃烧器的数量比用于燃烧的蓄热式燃烧器的数量多一个。此时用于排烟的蓄热式燃烧器中的蓄热体吸收烟气余热的时间更长，进一步提高了烟气余热的利用率。