专利名称：蓄热式高温空气燃烧装置及其方法
技术领域：
本发明涉及高温空气燃烧技术，如冶金、有色金属、玻璃、陶瓷熔化等行业，具体地说，涉及高温空气燃烧技术的蓄热式燃烧装置及其方法。
背景技术：
在冶金、有色金属、玻璃、陶瓷及其它物料熔化的高温空气燃烧技术的蓄热式燃烧方法，需要不断地向炉体内供应热空气。现有的蓄热式高温空气燃烧系统具有不低于两个蓄热室，两个燃料燃烧喷嘴和相应的配套阀门。每个蓄热室与在其内的燃料燃烧喷嘴联锁，燃料与助燃空气及排出的烟气分别由相应的阀门控制。图7是已有的蓄热式高温空气燃烧装置的示意图，工作时，燃料由蓄热室A或B内的相应管道输入，经燃料喷嘴A或B喷入炉内燃烧。为了供应热空气给炉内助燃，使输入的助燃空气温度保持在800℃(比炉腔温度低100℃-200℃)以上，两个蓄热室A、B必需交替工作，即每30秒-180秒后助燃空气由蓄热室A供应改由蓄热室B供应，由于燃料和热空气由蓄热室同一个燃料喷嘴喷出，因此燃料也由燃料喷嘴A改为燃料喷嘴B喷入炉内燃烧。所以相应蓄热室内部的燃料供应系统也随着蓄热室的换向而换向工作。这就致使燃料的供应是间断的，因为其燃料燃烧方式是间断式，使燃烧系统易产生堵塞、结焦、断火、不燃、爆鸣、甚至爆燃。
发明内容
本发明的目的是克服上述蓄热式燃烧方法及装置的缺陷，提供一种连续供应燃料，使火焰连续、稳定的蓄热式高温空气燃烧装置及其方法。
本发明所述的蓄热式高温空气燃烧装置包括炉体，在所述炉体上设置有喷入燃料的至少1个燃料燃烧喷嘴和与炉体的烧嘴砖连接的至少两个向炉内吹入助燃空气及引炉内烟气为蓄热体蓄热的蓄热室。
所述燃料燃烧喷嘴与鼓风机和燃料供应系统连接，所述蓄热室通过管道及相应的控制阀门分别与鼓风机和引风机连接。
其中，所述烧嘴砖的通孔的上平面向其下平面倾斜，其倾角由燃料燃烧喷嘴的安装角度决定。
所述燃料燃烧喷嘴的数量取决于炉体的大小和对燃料的需求量，蓄热室的数量应满足炉内能均匀供应助燃热空气，保证炉内正常燃烧所需的供风量的要求而定。
本发明所述的蓄热式高温空气燃烧方法是燃料不换向地连续向炉内供应，助燃热空气与燃料分别由各自的通道进入炉体，在炉体内混合后燃烧。
所述燃料供应数量取决于炉体的大小和对燃料的需求量。
所述助燃热空气是交替供应的。
本发明所述的高温蓄热式燃烧装置和方法的优点是1.由于燃料喷嘴和蓄热室分为两个零件，在炉体上是分开设置的，燃料和助燃热空气分别由燃料喷嘴和与蓄热室连接的烧嘴砖的通孔供应，燃料的供应不受供应热空气间断的影响，能连续供应，从而使炉体内燃烧的火焰连续、稳定，因此无堵塞、结焦、断火、不燃、爆鸣、爆燃等现象，解决了已有蓄热式高温空气燃烧方法和装置在生产中所存在的不安全隐患。
2.节能效果显著，节约能源约30-50％；3.增加产量，由于其助燃空气温度的升高，致使加热炉内升温快，从而使所加热产品产量增加；4.环保效果显著，由于加热炉排烟温度降低至150℃-200℃左右，能源的大量节约，致使SO2、CO2的排放量也相应减少约30-50％左右，NOX的排放量也大大减少；5.减少氧化烧损，由于蓄热式高温空气燃烧为贫氧燃烧，其在助燃空气含氧量低于15％的情况下也能正常燃烧，所以在生产金属产品的过程中，可以减少产品的氧化烧损约0.5％。
6.本发明所述的方法可适用于固体燃料，因为本方法的燃料供应系统与热空气通过各自的通道进入燃烧室混合后燃烧，所以解决了原有蓄热式燃烧不能使用固体燃料的问题。
图1是本发明所述的蓄热式高温空气燃烧装置的主视剖视图；图2是图1的A-A剖面图；图3是多个燃烧燃料喷嘴、蓄热室及变换排列位置后的示意图；图4是本发明所述的蓄热式高温空气燃烧装置在系统中采用四通阀的连接方式；图5是蓄热室与管道蝶阀连接示意图；图6是蓄热室与三通阀连接示意图；图7是已有的高温蓄热式燃烧装置的示意图。
具体实施例方式
参见图1，本发明所述的蓄热式高温空气燃烧装置包括炉体8，在炉体8上设置有至少1个喷入燃料的燃料喷嘴1和至少两个与炉体8的烧嘴砖4连接的至少两个蓄热室2，该蓄热室2向炉内吹入助燃空气和引炉内烟气为蓄热体蓄热。因此其燃料供应系统与蓄热系统是相互分离的，燃料由燃料喷嘴1连续供应，助燃热空气由两个蓄热室2交替供应，以保证热空气温度在800℃(比炉膛温度低100℃-200℃)左右。
参见图2，所述蓄热室2送入的助燃热空气通过烧嘴砖4的通孔进入燃烧室。该烧嘴砖4的通孔的上平面朝向其下平面倾斜，以保证助燃热空气集中吹向燃料喷出的方向，该烧嘴砖4倾角根据燃料喷嘴1的安装角度确定。
参见图3，所述燃料喷嘴的数量取决于炉体的大小和对燃料的需求量，蓄热室的数量应满足炉内能均匀供应助燃热空气，保证炉内正常燃烧所需的供风量的要求而定。例如，以炉内面积为20m2的铝熔化炉为例，其燃料喷嘴为1个，蓄热室为2个；又如，炉内面积为80m2的轧钢加热炉，其燃料喷嘴可为12个，蓄热室可为2-6个，该图中表示的是轧钢加热炉的燃料燃烧喷嘴、蓄热室及其排列位置，其中燃料喷嘴为8个，蓄热室为9个。所述燃料喷嘴1和蓄热室2在炉体上的布置可根据需要设置在炉体的任意位置。
在本发明所述的蓄热式高温空气燃烧装置中，所述燃料喷嘴1与鼓风机5和燃料系统连接，当蓄热室2为双数时，每两个蓄热室2的管道通过与其相连接的控制阀门与鼓风机5和引风机6连接。当蓄热室2为奇数时，与双数连接一样，只是增加相应的控制阀和管道。
图4表示所述控制阀为四通阀门，以蓄热式高温空气燃烧装置设置一个燃料喷嘴1和两个蓄热室2为例，两个蓄热室2的管道通过一个四通阀门7与鼓风机5和引风机6连接。
当所使用的控制阀门为管道蝶阀时，见图5，仍以蓄热式高温空气燃烧装置设置一个燃料喷嘴1和两个蓄热室2为例，每一个蓄热室2分别通过各自的管道蝶阀10、11、12和13与鼓风机5和引风机6连接，因此，所述管道蝶阀为四个。
当所使用的控制阀门为三通阀时，见图6，同样以蓄热式高温空气燃烧装置设置一个燃料喷嘴1和两个蓄热室2为例，两个蓄热室2通过同一个三通阀14与鼓风机5连接，并通过另一个三通阀15和引风机6连接，因此，所述三通阀为两个。
本发明所述的方法是燃料不换向地连续向炉内供应，助燃热空气与燃料分别由各自的通道进入炉体，在炉体内混合后燃烧。为保证助燃热空气的温度不低于800℃(比炉膛温度低100℃-200℃)，该助燃热空气是交替供应的。所述燃料供应数量取决于炉体的大小和对燃料的需求量。当炉体大，燃料供应量多时，其燃料供应系统可设置多个。
本发明所述的蓄热式高温空气燃烧装置和方法是同时连续供应燃料和换向式供应助燃热空气的。参见图4，本发明所述的蓄热式高温空气燃烧装置的燃料喷嘴1与鼓风机5和燃料系统连接，两个蓄热室2分别通过其相应的控制阀门与鼓风机5和引风机6连接。工作时，燃料喷嘴1连续喷出燃料，蓄热室2抽引加热炉内的热风为蓄热室内的蓄热体蓄热，并以150℃-200℃的温度经管道、相应控制阀阀、引风机9、烟囱16排烟。与此同时，鼓风机5的冷风经相应控制阀门、管道为蓄热室3冷却，并将该蓄热体所蓄集的800℃左右的热风(比炉内温度低100℃-200℃)吹入炉内助燃。在30秒-180秒内两个蓄热室2由于管道阀门的换向而换向工作，这样，就变成原是供热风为炉内助燃的蓄热室变为排烟，而另一蓄热室变为蓄热为炉内助燃。
权利要求
1.蓄热式高温空气燃烧装置包括炉体(8)，其特征是在炉体(8)上设置有喷入燃料的至少1个燃料喷嘴(1)和与炉体的烧嘴砖(4)连接的至少两个向炉内吹入助燃空气以抽引炉内烟气为蓄热体蓄热的蓄热室(2)。
2.根据权利要求1所述的蓄热式高温空气燃烧装置，其特征是所述燃料喷嘴(1)与鼓风机(5)和燃料系统连接，所述蓄热室(2)通过管道及相应的控制阀门分别与鼓风机(7)和引风机(9)连接。
3.根据权利要求1或2所述的蓄热式高温空气燃烧装置，其特征是所述烧嘴砖(4)的通孔的上平面向其下平面倾斜，其倾角由燃料喷嘴(1)的安装角度决定。
4.根据权利要求1或2所述的蓄热式高温空气燃烧装置，其特征是所述燃料喷嘴的数量取决于炉体的大小和对燃料的需求量，蓄热室的数量应满足炉内能均匀供应助燃热空气，保证炉内正常燃烧所需的供风量的要求而定。
5.根据权利要求3所述的蓄热式高温空气燃烧装置，其特征是所述燃料喷嘴的数量取决于炉体的大小和对燃料的需求量，蓄热室的数量应满足炉内能均匀供应助燃热空气，保证炉内正常燃烧所需的供风量的要求而定。
6.根据权利要求4所述的高温蓄热式燃烧装置，其特征是所述控制阀门为四通阀、三通阀或管道蝶阀。
7.根据权利要求5所述的高温蓄热式燃烧装置，其特征是所述控制阀门为四通阀、三通阀或管道蝶阀。
8.蓄热式高温空气燃烧方法，其特征是燃料不换向地连续向炉内供应，助燃热空气与燃料分别由各自的通道进入炉体，在炉体内混合后燃烧。
9.根据权利要求8所述的蓄热式高温空气燃烧方法，其特征是所述燃料供应数量取决于炉体的大小和对燃料的需求量。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征是所述助燃热空气是交替供应的，其供应量应满足炉内能均匀分布有助燃热空气。
全文摘要
本发明所述的蓄热式高温空气燃烧装置包括炉体，在炉体上设置有至少1个喷入燃料燃烧喷嘴和与炉体的烧嘴砖连接的至少两个提供助燃空气的蓄热室，其方法是燃料不换向地向炉内连续供应，助燃热空气与燃料分别由各自的通道进入炉体，在炉体内混合后燃烧。本发明所述的蓄热式高温空气燃烧装置及方法能连续喷入燃料，火焰连续、稳定，因此无堵塞、结焦、断火、不燃、爆鸣、爆燃等现象，并且节能效果和环保效果显著，由于其助燃空气温度的升高，致使加热炉内升温快，从而使所加热产品产量增加，对于以金属为产品的生产，其氧化烧损可减少约0.5％，本发明所述的装置和方法，适用于以各种油料和气体作燃料的各种类型的加热炉，其方法还适用于固体燃料。
文档编号F23L15/00GK1447064SQ0211651
公开日2003年10月8日 申请日期2002年3月27日 优先权日2002年3月27日
发明者徐聿波 申请人:北京朗天润宇环保科技有限公司