[实用新型]用于蓄热式加热炉的助燃调节系统

说明书

本实用新型涉及一种用于蓄热式加热炉的助燃调节系统，属于工业炉窑助燃气体系统领域。本系统包括蓄热式加热炉本体系统、助燃空气系统Ⅰ、富氧气体系统Ⅱ、贫氧气体系统Ⅲ与氧浓度选择控制系统Ⅳ；氧浓度选择控制系统Ⅳ根据加热炉的不同工作状态，自动选择向助燃空气系统Ⅰ中掺入来自富氧气体系统Ⅱ的富氧气体或者来自贫氧气体系统Ⅲ的贫氧气体，或者仅有助燃空气系统Ⅰ的助燃空气但富氧气体与贫氧气体均不掺入；本实用新型也适用于常规加热炉的节能减排改进，可灵活调节助燃气体中的氧气浓度，使加热炉在正常生产时具有更高的燃料利用率，降低生产成本；在非正常生产时，污染物排放低，减少对环境的污染。

技术领域

本实用新型属于加热炉技术领域，涉及一种用于蓄热式加热炉的助燃调节系统。

背景技术

冶金行业中各种工业炉窑采用燃烧碳氢燃料(如：天然气、混合煤气、高炉煤气等等)燃烧释放热量为工件进行加热，在燃烧反应过程中，氧气作为氧化剂参与燃烧反应。空气作为一种常见的含氧气体且取自于大自然，因此被广泛的作为助燃气体用于燃烧反应。

一般而言，燃烧反应的强度随氧气浓度的增加而增加，燃烧能达到的理论燃烧温度也随氧浓度升高而升高。然而，在高温条件下，原本几乎不参与氧化反应的惰性气体(如氮气)也开始参与反应，生成大量的污染物(如NO、NO₂等等)，造成环境污染。目前工业炉窑采用单一空气作为助燃气体已不能满足节能、减排要求。

传统的蓄热式加热炉在正常生产时，产生的烟气经过蓄热回收后仍有约180℃，而助燃气体中大量未参与燃烧反应的惰性气体(如氮气)也会被加热至约180℃随燃烧产物排出，带走大量热量，降低燃料利用率，引起能耗增加。根据燃烧反应原理，当提高助燃气体氧气浓度后，所需的助燃气体量降低，助燃气体带入的不参与反应的惰性气体量也随之减少，排烟热损失相应减少，燃料利用率提高。

对于生产企业而言，还需要考虑生产成本等因素。传统的燃烧系统采用空气作为助燃气体，因空气可广泛的取自于大自然，基本不需要成本，而采用富氧燃烧后，富氧的氧气往往需要单独制备，需要投入生产成本，当富氧气体的使用成本高于节约的燃料成本时，采用富氧气体生产就不具备经济性。

另外，传统的蓄热式加热炉采用空气作为助燃气体，氧气浓度固定，其燃烧反应的理论燃烧温度一致，当加热炉在低负荷运行时，燃烧器无法工作在最佳状态，造成污染物大量生成。根据燃烧反应理论，降低助燃气体的氧气浓度，可以降低燃烧反应理论温度，从而降低惰性气体与氧气反应强度，降低污染物生成。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种用于蓄热式加热炉的助燃调节系统。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

用于蓄热式加热炉的助燃调节系统，其特征在于，包括蓄热式加热炉本体系统、助燃空气系统Ⅰ、富氧气体系统Ⅱ、贫氧气体系统Ⅲ与氧浓度选择控制系统Ⅳ；氧浓度选择控制系统Ⅳ根据加热炉的不同工作状态，自动选择向助燃空气系统Ⅰ中掺入来自富氧气体系统Ⅱ的富氧气体或者来自贫氧气体系统Ⅲ的贫氧气体，或者仅有助燃空气系统Ⅰ的助燃空气但富氧气体与贫氧气体均不掺入；

所述氧浓度选择控制系统Ⅳ的调节方式为：

当检测到加热炉污染物的排放浓度超标时，启动贫氧气体系统Ⅲ，向助燃助燃空气系统Ⅰ中掺入贫氧气体，降低助燃气体氧气浓度，从而降低加热炉火焰燃烧温度，减少污染物生成；

当检测到加热炉污染物排放浓度不超标时，氧浓度选择控制系统Ⅳ综合判断富氧气体系统Ⅱ中富氧气体成本；

若采用富氧气体燃烧时所节约的燃料成本高于掺入的富氧气体价格(盈利状态)，则启动富氧气体系统Ⅱ向助燃空气系统Ⅰ掺入富氧气体，加热炉燃烧系统按富氧燃烧运行；