一种冷脏煤气蓄热式富氧燃烧系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种冷脏煤气蓄热式富氧燃烧系统，包括煤气系统、空烟系统和氧气系统，煤气系统由串接在管路上的煤气切断阀组、煤气孔板、煤气电动调节阀和蓄热式烧嘴等组成；氧气系统由串接在管路上的自力式减压阀、氧气电动调节阀、氧气孔板、动态混合器和氧气检测仪等组成；空烟系统由串接在管路上的助燃风机、空气孔板、空气电动调节阀、空烟换向阀、烟气电动调节阀、引风机和烟囱等组成。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1)加快燃烧速度，避免回火，燃烧安全；2)降低燃料的燃点温度和减少燃尽时间；3)降低过量空气系数，减少燃烧后的烟气量；4)有效减少了CO2和NOX生成量，更利于环保；5)结构简单，操作方便，自动化程度高。
【专利说明】一种冷脏煤气蓄热式富氧燃烧系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种冷脏煤气的燃烧系统，尤其涉及一种冷脏煤气蓄热式富氧燃 烧系统。
【背景技术】
[0002] 目前，在冶金加热炉常用的燃烧方式主要有常规式燃烧和蓄热式燃烧两种，很多 钢厂根据节能的需要，在燃用中、低热值燃料时，燃烧系统采用蓄热式燃烧方式，应用最多 的是空气单蓄热燃烧系统，依靠蓄热体的吸热与放热，来实现高温烟气和空气之间的热量 交换，即换向阀烟气侧打开，空气侧关闭，高温烟气在引风机的作用下，从炉内进入烧嘴，经 过蓄热体时将热量传递给蓄热体，烟气温度降低到150-180°c，蓄热体的温度从常温升高至 1000°C以上；30s-60s后换向阀烟气侧关闭，空气侧阀门打开，鼓风机将空气经管道、阀门 送入烧嘴，经过蓄热体时，常温空气与蓄热体进行热交换，空气被预热到KKKTC以上，蓄热 体被冷却至常温。单蓄热燃烧技术的优点：一是可以有更高的理论燃烧温度；二是具有更 高的烟气余热回收率、燃料节约率，因而可以降低加热炉的单位热耗指标，提高热效率。
[0003] 钢厂的冷脏煤气，是指经过一段净化冷却后发生炉煤气，其特点是煤气热值较低， 一般在1350-1450x4. 18kj/Nm3,煤气中含有焦油，温度为常温。鉴于上述蓄热式燃烧技术的 优点及成熟程度，加热炉在燃用冷脏煤气时，采用空气单蓄热燃烧方式已经是首选的燃烧 方式。
[0004] 在常规的冷脏煤气燃烧系统中，助燃空气中氧的体积含量约占21 %，氮气占 79%，还有少量惰性气体；真正参与燃烧的氧气只占空气体积的1/5，，其它气体不参与燃 烧，而且在燃烧过程中还会带走大量的热能，降低了炉窑的热效率。增加助燃空气中氧气含 量，即采用富氧燃烧方式，生成的烟气量比同体积常规燃烧生成的烟气量降低，燃烧产物中 的NOx含量降低，水蒸汽和二氧化碳（三原子）的含量和分压增大，因此火焰黑度增加， 燃烧速度加快，火焰温度提高。为此，在冷脏煤气蓄热式燃烧系统的基础上，将富氧燃烧方 式与其有机结合，可以达到更好的燃烧效果。
【发明内容】
[0005] 本实用新型提供了一种冷脏煤气蓄热式富氧燃烧系统，将纯氧经减压后与空气一 起通入动态混合器混合，经过在线检测氧气浓度，自动调节阀门开度，使混合空气管道内的 氧气含量控制在24?26%之内，实现冷脏煤气蓄热式燃烧与富氧燃烧的有机结合。
[0006] 为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
[0007] -种冷脏煤气蓄热式富氧燃烧系统，包括煤气系统、空烟系统和氧气系统，所述氧 气系统的管路末端接入空烟系统的动态混合器，空烟系统中空烟换向阀后的支路末端接入 煤气系统的蓄热式烧嘴。
[0008] 所述煤气系统由串接在管路上的煤气切断阀组、煤气孔板、煤气电动调节阀、嘴前 手阀和蓄热式烧嘴组成。
[0009] 所述氧气系统由串接在管路上的总截止阀、自力式减压阀、氧气电动调节阀、快速 切断阀、氧气孔板、动态混合器和氧气检测仪组成。
[0010] 所述空烟系统由串接在管路上的助燃风机、空气孔板、空气电动调节阀、空烟换向 阀、手阀、烟气电动调节阀、引风机和烟囱组成。
[0011] 所述煤气切断阀组由总管闸阀、盲板阀和总管气动快切阀组成。
[0012] 所述总截止阀和自力式减压阀后的管路上分别设压力变送器，总截止阀后的压力 变送器信号输出端接PLC。
[0013] 所述氧气孔板前的管路上设快速切断阀，动态混合器前的管路上设截止阀。
[0014] 所述氧气电动调节阀与氧气检测仪通过电气装置实现连锁。
[0015] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
[0016] 1)加快燃烧速度，避免回火，促进燃烧安全；
[0017] 2)降低燃料的燃点温度和减少燃尽时间；
[0018] 3)降低过量空气系数，减少燃烧后的烟气量；
[0019] 4)有效地减少了 C02和N0X的生成量，更利于环保；
[0020] 5)结构简单，操作方便，自动化程度高。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 图1是本实用新型的结构示意图。
[0022] 图中：1.煤气总管闸阀2.盲板阀3.总管气动快速切断阀4.煤气孔板5.煤气电 动调节阀6.嘴前手阀7.蓄热式烧嘴8.助燃风机9.空气孔板10.空气电动调节阀11.空 烟换向阀12.手阀13.烟气电动调节阀14.引风机15.烟囱16.总截止阀17.压力变送器 18. 自力式减压阀19.氧气电动调节阀20.快速切断阀21.氧气孔板22.截止阀23.动态 混合器24.氧气检测仪
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步说明：
[0024] 见图1，是本实用新型的结构示意图，本实用新型一种冷脏煤气蓄热式富氧燃烧系 统，包括煤气系统、空烟系统和氧气系统，所述氧气系统的管路末端接入空烟系统的动态混 合器23,空烟系统中空烟换向阀11后的支路末端接入煤气系统的蓄热式烧嘴7。
[0025] 所述煤气系统由串接在管路上的煤气切断阀组、煤气孔板4、煤气电动调节阀5、 嘴前手阀6和蓄热式烧嘴7组成，
[0026] 所述氧气系统由串接在管路上的总截止阀16、自力式减压阀18、氧气电动调节阀 19、 快速切断阀20、氧气孔板21、动态混合器23和氧气检测仪24组成，
[0027] 所述空烟系统由串接在管路上的助燃风机8、空气孔板9、空气电动调节阀10、空 烟换向阀11、手阀12、烟气电动调节阀13、引风机14和烟囱15组成，
[0028] 所述煤气切断阀组由总管闸阀1、盲板阀2和总管气动快切阀3组成。
[0029] 所述总截止阀16和自力式减压阀18后的管路上分别设压力变送器17,总截止阀 后的压力变送器17信号输出端接PLC。
[0030] 所述氧气孔板21前的管路上设快速切断阀20,动态混合器23前的管路上设截止 阀22。
[0031] 所述氧气电动调节阀19与氧气检测仪24通过电气装置实现连锁。
[0032] 以下实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式 和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方 法如无特别说明均为常规方法。
[0033]【实施例1】本实用新型一种冷脏煤气蓄热式富氧燃烧系统的一种具体结构形式 [0034] 见图1，是本实施例的具体结构形式，包括煤气系统、空烟系统和氧气系统，其中；
[0035] 煤气系统包括（沿煤气在管路中走行方向）：按照常规设计要求设置的由总管闸 阀1、盲板阀2和总管气动快切阀3组成的切断阀组，用于煤气计量的煤气孔板4、用于调节 煤气输送量的煤气电动调节阀5,之后分为两个支路，分别连通两个蓄热式烧嘴7,在每个 蓄热式嘴前设置2个嘴前手阀6。
[0036] 空烟系统包括（沿空气-混合空气-烟气走行方向）：助燃风机8,用于空气计量的 空气孔板9,用于调节空气输送量的空气电动调节阀10,与氧气系统通过动态混合器23连 通后的混合空气管路分为两个支路，并分别连通一个用于空气、烟气换向的空烟换向阀11， 空烟换向阀11为三通一体阀门，其中连通蓄热式烧嘴7的管路上设手阀12 ;连通烟气的管 路通过烟气电动调节阀13和引风机14通向烟囱15。
[0037] 氧气系统包括（沿氧气走行方向）：用于切断管路的总截止阀16,用于监测管路中 氧气压力值的压力变送器17,其信号输出端接PLC，一旦氧气总管中的氧气压力值低于设 定值立即通过截止阀16将管路切断。自力式减压阀18用于将氧气压力降至0. IMPa，其压 力值通过其后的压力变送器17进行监测。氧气电动调节阀19用于调节氧气输送量，其后 设快速切断阀20、用于氧气计量的氧气孔板21和截止阀22,然后通过动态混合器23与空 烟系统连通，在其后的混合空气管路中设有氧气检测仪24,氧气检测仪24与氧气电动调节 阀19通过电气装置实现连锁及自动化控制。
[0038] 本实施例中冷脏煤气蓄热式富氧燃烧系统的工作原理如下：
[0039] 煤气沿煤气系统管路，经计量、调节后最终进入2个蓄热式烧嘴7 ;
[0040] 氧气经自力式减压阀18将压力值降为0· IMPa，然后经调节、计量后进入动态混合 器23与助燃空气进行混合，经氧气检测仪24进行在线氧气浓度检测并对氧气电动调节阀 19的开度进行自动调节，以达到设定富氧浓度；
[0041] 空气经助燃风机8鼓风后，经过计量、调节，并经动态混合器23与氧气混合生成混 合富氧空气，通入空烟换向阀11的空气侧；当空气测阀门开启，烟气侧阀门关闭时，混合富 氧空气通过公用管道进入冷脏煤气蓄热式烧嘴7,与煤气外混燃烧。当空烟换向阀烟气侧阀 门开启，空气侧阀门关闭时，生成的烟气在引风机14的引风作用下，通过公用管线引出，并 最终通过烟@ 15排放。
【权利要求】
1. 一种冷脏煤气蓄热式富氧燃烧系统，其特征在于，包括煤气系统、空烟系统和氧气系 统，所述氧气系统的管路末端接入空烟系统的动态混合器，空烟系统中空烟换向阀后的支 路末端接入煤气系统的蓄热式烧嘴。
2. 根据权利要求1所述的一种冷脏煤气蓄热式富氧燃烧系统，其特征在于，所述煤气 系统由串接在管路上的煤气切断阀组、煤气孔板、煤气电动调节阀、嘴前手阀和蓄热式烧嘴 组成。
3. 根据权利要求1所述的一种冷脏煤气蓄热式富氧燃烧系统，其特征在于，所述氧气 系统由串接在管路上的总截止阀、自力式减压阀、电动调节阀、快速切断阀、氧气孔板、动态 混合器和氧气检测仪组成。
4. 根据权利要求1所述的一种冷脏煤气蓄热式富氧燃烧系统，其特征在于，所述空烟 系统由串接在管路上的助燃风机、空气孔板、空气电动调节阀、空烟换向阀、手阀、烟气电动 调节阀、引风机和烟囱组成。
5. 根据权利要求2所述的一种冷脏煤气蓄热式富氧燃烧系统，其特征在于，所述煤气 切断阀组由总管闸阀、盲板阀和总管气动快切阀组成。
6. 根据权利要求3所述的一种冷脏煤气蓄热式富氧燃烧系统，其特征在于，所述总截 止阀和自力式减压阀后的管路上分别设压力变送器，截止阀后的压力变送器信号输出端接 PLC。
7. 根据权利要求3所述的一种冷脏煤气蓄热式富氧燃烧系统，其特征在于，所述氧气 孔板前的管路上设快速切断阀，动态混合器前的管路上设截止阀。
8. 根据权利要求3所述的一种冷脏煤气蓄热式富氧燃烧系统，其特征在于，所述氧气 电动调节阀与氧气检测仪通过电气装置实现连锁。
【文档编号】F23L7/00GK203880694SQ201420250207
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】赵延锋, 王静文, 陶彬, 王迪, 于晓迪, 阎明煜, 侯旭, 于燕燕, 王玉库, 周景伟 申请人:辽宁向导科技发展有限公司