专利名称：高温工业炉蓄热式燃烧系统的制作方法
技术领域：
高温工业炉蓄热式燃烧系统
一、技术领域本发明涉及一种高温工业炉用的高效节能环保的蓄热式燃烧系统，主要用于再生 有色金属熔炼及机械锻造、精密铸造等行业。
二、背景技术高温工业炉通常是指炉膛温度在1000°C以上的工业炉。传统的燃烧技术在高温工 业炉上的应用，仅要求将燃料与助燃空气作适当的分配，以求燃烧完全即可，因此传统高温 工业炉的烟气排放温度很高，烟气带走的热量超过燃料输入量的50%，能源浪费现象严重， 能源利用热效率很低，而且烟气中的NOx含量高，环保压力大。因此部分工业炉在排烟通道 上安装空气预热器，用来加热助燃空气。但由于材料、技术、价格、寿命等原因，通常也只能 将空气预热到300°C左右，比传统工业炉节能15%左右，仍有35%以上的热量随烟气排放 到大气中去，排烟温度普遍在500 °C以上，给周围环境造成极大地热污染和化学污染。新时代的燃烧技术则必须同时兼顾节能与环保的要求，如何提高燃烧装置的热效 率并减少污染的排放，已成为各国燃烧技术开发及应用上的重点。高温空气燃烧技术(简称HTAC)自二十世纪九十年代传入中国后，得到了迅猛的 发展和完善。HTAC技术是目前国内外开始流行的一种革命性的全新燃烧技术，它利用成对 布置的耐火材料作蓄热体，交替地被高温烟气加热，再将热量传递给助燃空气，使助燃空气 获得高温预热至1000°C以上，烟气排放温度降低到150°C以下，最大限度地回收烟气余热， 实现节能30%以上的目的；同时通过组织低氧或贫氧状态下的燃烧，避免了通常情况下高 温热力氮氧化物NOx的大量生成，从而大幅度降低了 NOx生成与排放，使炉内燃烧温度更趋 均勻。因此，蓄热式燃烧技术属于高效节能环保的燃烧技术，非常适合高温工业炉应用。在当代中国大力推进节能与环保的大环境下，推广应用高效节能环保的蓄热式燃 烧系统具有十分重要的意义。
三、发明内容为了弥补和完善HTAC技术，本发明的目的在于提供一套配置齐全的高温工业炉 蓄热式燃烧系统，包括蓄热式燃烧器、空气换向阀、烟气换向阀、燃料换向阀、燃料供应管 道、助燃空气管道及鼓风机、烟气排放管道及引风机、冷却空气管道及冷却鼓风机、以及蓄 热式燃烧自动控制系统。所述的蓄热式燃烧器成对布置，既可以面对面相对布置在工业炉两边，也可以在 工业炉的一边左右相邻布置，视工业炉现场环境和燃烧技术要求而定。它由煤气点火枪、 高压脉冲点火器、点火小油枪、主燃料枪、空气烧嘴喷头、蓄热体组成，蓄热体置于燃烧器的 下部，采用高铝质瓷球蓄热体或陶瓷蜂窝蓄热体，蓄热体形状可为球型或蜂窝型；煤气点火 枪、点火小油枪和主燃料枪位于燃烧器的上部，由侧面中间穿出，空气烧嘴喷头位于主燃料 喷嘴的四周。所述蓄热式燃烧器的上部和下部相通，下部侧面开有气孔，它与助燃空气管道和烟气排放管道相连，助燃空气管道末端接有鼓风机，烟气排放管道末端接有引风机，助燃空 气管道上安装空气换向阀，烟气排放管道上安装烟气换向阀，用于切换管道的通断状态；主 燃料枪后部通过燃料接口与燃料供应管道相连，通过冷却空气接口与冷却空气管道相连， 通过压缩空气接口与压缩空气管道相连，燃料供应管道末端接有油泵，空气管道末端接鼓 风机，压缩空气管道末端接有空压机，空气管道的作用是提供常温空气用于冷却主燃料枪 以防止燃料烧嘴长期处于高温环境而损坏，压缩空气的作用是为燃油雾化提供雾化介质； 主燃料供应管道上安装燃料换向阀，用于切换燃料管道的通断状态；煤气点火枪通过后部 的煤气接口与煤气管道相连，通过助燃空气接口与助燃空气管道相连，煤气管道上装有煤 气阀，点火器位于煤气点火枪底部；点火小油枪通过后部的柴油接口与柴油管道相连，通过 助燃空气接口与助燃空气管道相连，通过压缩空气接口与压缩空气管道相连，柴油管道上 装有柴油阀，柴油供应管道末端接有柴油泵。工作时空气和燃料需要同时换向，当一个蓄热式燃烧器处于放热工作状态时，其 对应的燃料枪必须喷出燃料燃烧；此时，另一个蓄热式燃烧器处于蓄热工作状态，其对应的 燃料枪必须停供燃料熄火。两个独立的蓄热式燃烧器交替换向工作，完成蓄热燃烧的全部 过程，所有的控制动作和阀门状态都由蓄热式燃烧自动控制系统自动控制，不需要人工干预。系统实行三级点火流程，即使用高压脉冲点火器点燃煤气枪，使用煤气枪引燃柴 油枪，使用柴油枪引燃主燃料枪。本发明的蓄热燃烧系统软硬件设备配置齐全，完全能够应用在高温工业炉上，作 为高效节能环保的燃烧系统使用，弥补和完善了现有HTAC技术的不足。
四
附图为本实用新型系统原理图。图中，1、鼓风机；2、引风机；3、小鼓风机；4、主燃料泵；5、空压机；6、柴油泵；7、煤 气罐；8、A蓄热式燃烧器；9、B蓄热式燃烧器；10、A空气换向阀；11、A烟气换向阀；12、B烟 气换向阀；13、B空气换向阀；14、A蓄热体；15、B蓄热体；16、A主燃料枪；17、A点火小油枪； 18、A煤气点火枪；19、B主燃料枪；20、B点火小油枪；21、B煤气点火枪；22、A高压脉冲点 火器；23、B高压脉冲点火器；24、A燃料换向阀；25、B燃料换向阀；26、烟气管道；27、主燃 料枪助燃空气管道；28、点火小油枪、煤气点火枪助燃空气管道及主燃料枪冷却空气管道； 29、主燃料管道；30、压缩空气管道；31、柴油供应管道；32、煤气供应管道；33、A空气烧嘴喷 头；34、B空气烧嘴喷头；35、A柴油阀；36、A煤气阀；37、B煤气阀；38、B柴油阀。
五.具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明从鼓风机1出来的常温空气由B空气换向阀13切换，进入B蓄热式燃烧器9后， 被蓄热体加热，在极短时间内常温空气被加热到接近炉膛温度后，卷吸周围炉内的烟气形 成一股含氧量大大低于21 %的稀薄贫氧高温气流，同时B燃料换向阀开启，燃料被注入到 贫氧高温空气中，并在贫氧(5 15% )状态下实现燃烧；与此同时，炉膛内燃烧后的热烟 气经过A蓄热式燃烧器8时，将显热储存在A蓄热式燃烧器8的蓄热体14内，然后以低于
4200°C的低温烟气经过A烟气换向阀11，由引风机2排出大气，由此完成一个换向周期。工 作温度不高的空气换向阀10、13和烟气换向阀11、12以30 180秒的换向周期进行切换， 使两个蓄热式燃烧器的蓄热体处于蓄热与放热交替工作状态。如此周而复始变换，通过蓄 热体这一媒介，吸收高温烟气的物理热，并释放给助燃空气，使得排出的烟气余热绝大部分 被充分回收利用，从而达到节能30%以上和降低NOx排放量的目的。以上动作的执行均由 蓄热式燃烧自动控制系统自动完成。点火过程中系统实行三级点火流程，当A蓄热式燃烧器工作时，首先打开A煤气阀 36，同时开启A高频脉冲点火器，此时煤气枪被点着，12秒后打开A柴油阀35，让柴油枪点 着，同时关闭A煤气阀36，关闭煤气枪，10秒后打开A主燃料阀24和A空气换向阀10，点燃 主燃料枪，此时完成A蓄热式燃烧器点火过程，B蓄热式燃烧器点火过程如此类推。以上所述，仅为本发明的较佳实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员，在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都 应涵盖在本发明的保护范围内。
权利要求一套高温工业炉蓄热式燃烧系统，其特征是它由蓄热式燃烧器、空气换向阀、烟气换向阀、燃料换向阀、主燃料供应管道及油泵、助燃空气管道及鼓风机、烟气排放管道及引风机、压缩空气管道及空压机、柴油供应管道及柴油泵、煤气供应管道及煤气瓶，以及蓄热式燃烧自动控制系统组成，所述蓄热式燃烧器包括煤气点火枪、高压脉冲点火器、点火小油枪、主燃料枪、空气烧嘴喷头和蓄热体，蓄热式燃烧器成对布置，其上部和下部相通，下部侧面开有气孔，它与助燃空气管道和烟气排放管道相连，助燃空气管道末端接有鼓风机，烟气排放管道末端接有引风机，助燃空气管道上安装空气换向阀，烟气排放管道上安装烟气换向阀，蓄热式燃烧器的主燃料枪后部通过燃料接口与燃料供应管道相连，通过冷却空气接口与冷却空气管道相连，通过压缩空气接口与压缩空气管道相连，燃料供应管道末端接有油泵，空气管道末端接鼓风机，压缩空气管道末端接有空压机，主燃料供应管道上安装燃料换向阀；煤气点火枪通过后部的煤气接口与煤气管道相连，通过助燃空气接口与助燃空气管道相连，煤气管道上装有煤气阀。
2.根据权利要求1所述的高温工业炉蓄热式燃烧系统，其特征在于所述的蓄热式燃 烧器面对面相对布置在工业炉两边，或在工业炉的一边左右相邻布置。
3.根据权利要求1所述的高温工业炉蓄热式燃烧系统，其特征在于所述蓄热体置于 蓄热式燃烧器的下部，煤气点火枪、点火小油枪和主燃料枪位于燃烧器的上部，由侧面中间 穿出，空气烧嘴喷头位于主燃料喷嘴的四周。
4.根据权利要求1所述的高温工业炉蓄热式燃烧系统，其特征在于所述空气换向阀 和烟气换向阀为气动阀，燃料换向阀、煤气阀和柴油阀为电磁阀，其控制端均连接到蓄热式 燃烧自动控制系统的输出端。
专利摘要一种新型高温工业炉蓄热式燃烧系统，它包括蓄热式燃烧器(由煤气点火枪、高压脉冲点火器、点火小油枪、主燃料枪、空气烧嘴喷头、蓄热体组成)、空气换向阀、烟气换向阀、燃料换向阀、主燃料供应管道及主燃料泵、助燃空气管道及鼓风机、烟气排放管道及引风机、压缩空气管道及空压机、柴油供应管道及柴油泵、煤气供应管道及煤气瓶，以及蓄热式燃烧自动控制系统。本实用新型利用成对布置的耐火材料作蓄热体，交替地被高温烟气加热，再将热量传递给助燃空气，使助燃空气获得高温预热至1000℃以上，烟气排放温度降低到200℃以下，最大限度地回收烟气余热，达到节能30％以上、同时大幅降低NOx生成与排放，使炉内燃烧温度更趋均匀的目的。
文档编号F23Q9/08GK201652331SQ200920265420
公开日2010年11月24日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者郭志明 申请人:郭志明