[发明专利]一种蓄热式燃烧装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃烧装置，特别是涉及一种蓄热式燃烧装置

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。

因此，排烟不畅、炉压过高、总烟气余热回收率较低是目前蓄热式燃烧技术中尚未被解决的技术问题之一。

另一方面，现有成对设置燃烧器的蓄热式燃烧系统在换向时炉压波动较大，严重时对炉膛的冲击较大，影响装置的安全运行。

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，希望提供一种环保、节能和安全的蓄热式燃烧装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种蓄热式燃烧装置，采用本发明的蓄热式燃烧装置进行生产时，不仅可以大幅提高烟气余热回收率，降低NOx的排放量，达到节能与环保的双重效益，而且还可以实现蓄热式燃烧装置通畅排烟，大大提高了装置工作的稳定性，确保装置工作的安全性。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供了一种蓄热式燃烧装置，其包括与炉膛相连的至少三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。

本发明的装置设置有多个蓄热式燃烧器，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，因此其能够将燃烧过程所产生的高温烟气及时排出，确保装置的排烟顺畅和生产安全。

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

本发明的装置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80％以上，比现有技术中成对设置燃烧器的蓄热式燃烧装置可以节能20％～25％，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。

本发明的装置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，控制器切换用于燃烧的蓄热式燃烧器中的至少一个用于排烟，同时切换用于排烟的蓄热式燃烧器中的至少一个用于燃烧。同时切换可以实现烟气余热的极限回收和助燃气体的高效预热。

根据本发明的一个具体实施例，控制器切换用于燃烧的蓄热式燃烧器中的一个用于排烟，同时切换用于排烟的蓄热式燃烧器中的一个用于燃烧。由此排烟效果更好，烟气余热回收率更高，炉压更稳定。

根据本发明的一个具体实施例，控制器顺次地切换用于燃烧的蓄热式燃烧器用于排烟，并且顺次地切换用于排烟的蓄热式燃烧器用于燃烧。由此延长了单个蓄热式燃烧器用于排烟的工作时间，使得蓄热体吸热更加充分，在安全生产的前提下最大限度回收总的高温烟气的余热，改善了生产及周边环境，极大降低了烟气的热量损失，减少了生产劳动强度。经本发明的发明人的大量实验验证，在本发明的设备中，高温烟气可以以不高于200℃、以不高于180℃、以不高于150℃或以不高于130℃的温度经过换向阀排出。当用于排烟的蓄热式燃烧器经换向后用于燃烧时，预热助燃气体的温度效率可以提高到90％以上，助燃气体的预热温度可以比炉膛温度仅低100℃左右，明显减小了炉膛内压差的变化，确保燃烧生产的稳定进行。