[发明专利]一种燃用低热值燃气的锅炉系统及其运行方法

说明书

技术领域

本发明属于燃烧技术领域和锅炉技术领域，涉及一种燃用低热值燃气的锅炉系统及其运行方法，以热值600Kcal/m³～1000Kcal/m³的低热值燃气作为燃料，通过设置间壁换热器和绝热燃烧室保证低热值燃气稳定、完全燃烧，使锅炉产生热水或蒸汽。本技术适用于以高炉煤气、炼油厂尾气、油页岩炼油尾气、制备活性炭尾气等各种低热值气体作为燃料的锅炉。

背景技术

石化、冶金、制药等行业在生产中产生大量低热值工艺尾气，如高炉煤气、炼油厂尾气、油页岩炼油尾气、制备活性炭尾气等。这些工艺尾气低热值通常在600Kcal/m³～1000Kcal/m³，在自然条件下很难连续、稳定燃烧，因此利用中有一定风险。如果直接排放，不但浪费能源而且污染环境。目前的利用方法有掺混其它燃料提高热值或高热值气体伴烧等；这些方法在利用低热值燃气的同时要消耗大量优质燃料，限制了低热值燃气的利用范围，同时利用低热值燃气的成本提高、经济效益降低。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种燃用低热值燃气的锅炉系统及其运行方法，以热值600Kcal/m³～1000Kcal/m³的低热值燃气作为燃料，实现低热值燃气稳定、完全燃烧，使锅炉产生热水或蒸汽。

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种燃用低热值燃气的锅炉系统，包括：低热值燃气控制阀、氧气浓度传感器、可燃气体浓度传感器、高热值燃气控制阀、低热值燃气燃烧器、紫外火焰检测器、燃烧室壳体、空气过滤网、旋流叶片、绝热燃烧室、耐火浇注料、锅炉本体、锅炉本体保温层、辐射换热面、对流换热面、引风机、引风机变频控制器、烟囱，其特征在于：

低热值燃气、高热值燃气分别通过低热值燃气控制阀、高热值燃气控制阀与低热值燃气燃烧器连接，低热值燃气控制阀与低热值燃气燃烧器之间的管道上还安装有氧气浓度传感器和可燃气体浓度传感器；当低热值燃气燃烧器启动时，需要先燃烧少量高热值燃气，对绝热燃烧室进行预热，低热值燃气燃烧稳定后，关闭高热值燃气控制阀；

低热值燃气燃烧器安装在燃烧室壳体头部，燃烧室壳体头部还安装有紫外火焰检测器，用以检测燃烧状况；助燃空气从燃烧室壳体上部进入，入口处设有空气过滤网，避免杂质进入燃烧室；燃烧室壳体内安装圆筒形耐火浇注料隔热层，耐火浇注料隔热层厚度B；燃烧室壳体与耐火浇注料之间的环形缝隙为助燃空气通道，环形缝隙宽度为D；环形缝隙靠近头部位置安装有旋流叶片；耐火浇注料中部即为绝热燃烧室，绝热燃烧室横截面积为A，长度为L；

燃烧室壳体与锅炉本体前部连接；低热值燃气燃烧产生的高温烟气进入锅炉本体，加热锅炉本体内容纳的水，锅炉产生蒸汽或热水；锅炉本体后部通过引风机与烟囱连接，引风机抽出低温烟气从烟囱排出；引风机电连接引风机变频控制器，引风机转速由引风机变频控制器调节，从而调节助燃空气流量；锅炉本体外壁设置锅炉本体保温层，减少散热损失；

锅炉本体内设置辐射换热面和对流换热面。

高热值燃气可以为天然气或液化石油气。

旋流叶片倾斜角度10°～35°，使助燃空气产生切向流速，从而在绝热燃烧室形成回流火焰稳定区，增强燃烧稳定性。

根据低热值燃气燃烧产物温度和成分，辐射换热面面积较普通燃油、燃气锅炉减少40％～60％，为4.6m²/MW～6.1m²/MW；对流换热面面积较普通燃油、燃气锅炉增加10％～30％，为23.7m²/MW～27.9m²/MW。