[实用新型]一种弥散式蓄热燃烧系统

说明书

技术领域

本实用新型属于热工技术领域，特别涉及一种新式的蓄热式余热回收加热助燃空气的弥散式蓄热燃烧系统。

背景技术

目前，热工技术领域主要有如下一些燃烧方式。

预混式燃烧：燃料和助燃空气在燃烧器的点火点之前完成均匀混合后点燃进入燃烧器的燃烧室里燃烧的燃烧方式。其优点是燃烧速度快，火焰短、强度高且刚劲有力，燃烧室体积小；能保证加热速度。但是，其燃烧火焰局部温度高(如用天然气为燃料，过剩空气系数α＝1的预混燃烧火焰中心局部温度可达2000℃以上)，伴随大量的NO_X产生，而NO_X是大气污染的主要元凶之一；且局部高温导致靠近燃烧器的炉体或炉墙易损，加速了财产的损失；存在回火的可能性。

扩散式燃烧：燃料不与任何助燃空气预先混合，而是让燃料流入/或高速射入空气，通过燃料在空气中扩散与空气中的氧气接触进而燃烧的燃烧方式。其优点是燃烧稳定，不会回火，运行可靠；NOx污染物排放少；对燃烧器要求简单易制造。但是，其燃烧速度慢，火焰长、强度低且软弱无力，燃烧室体积大；加热速度慢。所以工业燃烧领域很少采用。

蓄热式燃烧：蓄热式燃烧是通过成对使用蓄热器交替储蓄尾气热量和释放热量加热助燃空气，用被加热的助燃空气参与燃烧的一种节能燃烧技术。

弥散式燃烧：弥散式燃烧是采取助燃空气速度高于燃料速度的射流方式将燃料(通常燃料和极少部分助燃空气混合以保持火焰稳定)和助燃空气分开注入炉内，快速助燃空气气流卷吸燃料和炉内燃烧产物，稀释反应区的含氧体积浓度，获得浓度为3～15％(体积)的低氧气氛。燃料在这种高温低氧气氛中逐渐与氧气结合燃烧，并伴随进行诸如裂解等重组过程，造成与预混燃烧和扩散燃烧过程完全不同的热力学条件，在与贫氧气体作延缓状燃烧下释出热能，不再存在传统燃烧过程中出现的局部高温高氧区。这是一种有待大量研究的新的燃烧方式。

由于蓄热燃烧高效节能，而弥散式燃烧兼备预混式燃烧和扩散燃烧两种燃烧方式的优点，因此有人将蓄热燃烧和弥散式燃烧技术相结合，如图1所示，这种方式的燃烧技术采用一对蓄热器100加一只火嘴，但是这种方案存在诸多缺陷：

1、助燃风道和燃料通道角度、距离位置要求严格、两个蓄热器之间距离不可太大，否则助燃空气无法巻吸燃料，燃料在参与燃烧前就被吸入另一个处于排烟状态的蓄热器，因而不能充分燃烧。对于大炉或异形炉，这种方案无法满足整个炉膛均匀的加热要求，无法充分展现弥散式燃烧的优势，加热速度慢。

2、只能一对蓄热器对称使用，无法采用三个或三个以上的蓄热器非对称使用，无法灵活布置蓄热器。

3、蓄热系统在换向过程中炉膛处于缺氧状态，需要增加专门的技术解决。

4、火焰来回摆动两个方向不利于火焰的探测与安全控制。

故，针对上述目前现有技术存在的缺陷，实有必要进行开发研究，以提供一种方案，解决目前的弥散式蓄热燃烧系统只适合常规小炉型、无法非对称布置等问题。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种弥散式蓄热燃烧系统，以解决目前的弥散式蓄热燃烧系统只适合常规小炉型、无法非对称布置等问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种弥散式蓄热燃烧系统，包括有炉膛、炉墙、炉顶、炉门、弥散式直燃组合、以及鼓风机；所述弥散式直燃组合包括有主风通道和火嘴，其中，主风通道为主要助燃空气输送通道；火嘴包括有燃料通道和辅风通道，辅风通道提供适量助燃空气在火嘴内与燃料通道提供的燃料混合，经点燃后产生稳定的不完全燃烧火焰；火嘴与主风通道分离布置在炉墙或炉顶上，火嘴中心线与主风通道中心线空间距离在0.25米～1.5米之间、空间夹角在0°～45°之间。

进一步地，所述弥散式直燃组合的火嘴的辅风通道中供应的空气量为过剩空气系数α＝1时燃料所需空气量的5％～35％，主风通道中供应的空气量为过剩空气系数α＝1时燃料所需空气量的65％～305％。

进一步地，弥散式直燃组合的主风通道单位面积空气流量为：10kg～50kg/秒·㎡。

进一步地，弥散式直燃组合的主风通道截面面积范围为60cm²～5000cm²。

其中，主风通道出口处可以为喇叭形。喇叭形部分最大截面面积为主风通道截面面积的1.1～3倍。

进一步地，所述弥散式直燃组合的火嘴内部或旁边设置有点火枪，点火枪用电子自动点火并提供长明火以确保蓄热系统反复切换时系统能平稳正常工作。