[发明专利]一种基于蓄热式加热器的预热系统使用方法

权利要求书

1.一种基于蓄热式加热器的预热系统的使用方法，其特征包括：预热燃烧器、助燃空气进气管路、天然气进气管路、预热燃气排放管路、高压空气管路、膜片保护管路、高温快速蝶阀；预热燃烧器内布置旋风叶片以减少火焰长度，布置火检仪以检查燃料是否被点燃；助燃空气进气管路提供过量的助燃空气；天然气进气管路提供适量的天然气；高温燃气预热后，从预热燃气排气管道排出，预热燃气排气管道采用引射掺混方式以降低排放燃气的温度；预热过程由高压空气管路和膜片保护管路提供少量高压冷空气冷却保护加热器；加热器工作期间由高温快速蝶阀保护预热燃烧器；

预热系统工作过程如下：

步骤一、先打开预热燃气排放管路的球阀和鼓风机；再调节好助燃空气流量，打开助燃空气管路阀门；接着打开高压空气管路的阀门，使高压气体沿管路流入加热器中，此处高压气体是保护气；最后调节好天然气流量，打开天然气管路阀门，启动预热燃烧器点火器，点火成功后，高温燃气“自上而下”流经蓄热式加热器对蓄热单元进行预热；

步骤二、确定加热器预热采用三个阶段预热方案：(1)以低温、低流量的燃气流来进行一段较长时间的预热，以致达到一个相对低温的准稳态温度分布；(2)以一个高温、低流量的燃气流来进行一段较长时间的预热，以致达到一个较高温的准稳态温度分布；(3)以一个高温、大流量的燃气流进行短时间快速加热，将蓄热单元顶部高温区进一步延伸到所需的深度；前两个阶段产生所需的斜坡温度型，第三个阶段产生所需的顶部恒温段；

步骤三、计算天然气与空气在不同混合比下的理论燃气温度，设k为天然气与空气的混合比，空气与天然气的混合比k定为23，预热燃烧器中的燃气选用富氧燃烧方式；

步骤四、计算天然气和空气的流量，天然气进口通径为φ50mm，空气由天然气进气管周围进入，进口通径为φ200mm，对预热燃烧器进行的热力计算结果为预热燃烧器的最大燃气流量为0.14Kg/s；若最大流量为0.14Kg/s，则得到天然气的流量：空气流量：；

步骤五、假设从常温或者相对低温条件开始加热蓄热阵，直到所需的最大工作温度，预热燃烧器在1000K-1900K温度区域、0.01Kg/s-0.15Kg/s的流量区域内工作，最终使加热器预热到：蓄热阵斜坡段的温度梯度dT_s/dL≤500K/m，蓄热阵底部温度低于800K，蓄热阵顶部最高温度为1900K；

步骤六、整个预热阶段由蓄热式加热器上的温控系统监测系统监测蓄热单元纵向各截面温度状态，直到达到预定的蓄热单元纵向温度分布，同时注意控制蓄热单元底部温度不能超过预定值；预热阶段的燃气废气排放管路通过冷空气掺混至较低温度后直排大气；

步骤七、加热器工作过程中，预热燃烧器的冷却水路保持开放，以防止被加热器出口的高温气体烧坏，加热器试验结束后首先关闭高压空气气路，然后关闭加热器出口高温截止阀，继续保持各冷却水路/气路的供应；启动预热燃烧器，对蓄热单元进行再热补充热量，进入下一个实验周期。