专利名称:焚烧炉系统的制作方法
本发明涉及热交换器系统，特别是热交换器的布置，这些布置在焚烧有机蒸汽及类似物质的系统中是有用的。
为了避免空气污染，通常希望用热焚烧(或热氧化)来处理有机蒸汽。在这样的系统中，有机蒸汽经过燃烧，在1400°F左右的温度下排放。并且，热的焚烧排出物要用来预热输入的稀的蒸汽混合物(在一个热交换器内)，这样进行处理时需要的燃料较少。在这些系统中，通过热交换器供入的蒸汽混合物的压力通常高于燃烧室排气的压力，因为一般不希望在最热区域安置风机或其它增压装置，以免引起浪费和效率低。在这些布置中，如果热交换器发生泄漏，较高压力的未燃烧蒸汽可能(在短路时)流入燃烧室排气侧，并且可能发生不完全氧化，因此形成比最初的蒸汽更有害的和更污染的醛类。
按照本发明设置的热交换器一燃烧室结构包括燃烧室结构和热交换器室结构。安置在热交换器室的是一排排的进气管，进气管的排放口伸进燃烧室。从燃烧室排放的燃烧产物在进气管外面流动进行交换。一排排抽气套筒(其内径大于进气管外径)被紧固在热交换器室和燃烧室之间的隔板结构上，每个抽气套筒容纳一根热交换器管的出口端，同时允许热交换器管在套筒内纵向运动(例如由于热膨胀)。通过进气管的入口蒸汽流在套筒内产生一个减压效应，其压力低于热交换器室排气的压力，因此有一小部分燃烧产物通过抽气套筒返回燃烧室形成循环气流。
在最佳实施例中，抽气套筒的出口端离套筒内进气管端头的距离至少有一个外径长度。供气管形状可以根据实际应用而变化，特定的实施例中，它可以是等径的，也可以有一个缩径的排出端。在特定的实施例中，每个抽气套筒的入口端是用胀接密封的办法紧固在热交换器一燃烧室的隔板壁上，套筒出口端离开热交换管排出端的距离不大于4倍直径，每根热交换器管用类似的胀接密封办法紧固在热交换器的入口壁上。热交换器室中的一些挡板为燃烧产物气流通过热交换器室提供一条迂回通道，并且还有一条平行旁通通道和风门结构，允许一部分燃烧产物在需要时可绕过热交换器室。
通过对下面特定实施例的描述(连同附图)，将会看到本发明的其它特征和优点，其中图1是按照本发明的一个焚烧系统的轴测图;
图2是图1所示的焚烧系统的示意图;
图3是图1所示的局部剖开的焚烧系统的顶视图;
图4是沿图3的4-4线所切取的剖视图;
图5是图1所示的焚烧系统的端视图;
图6是图1所示的焚烧系统中使用的热交换器管和抽气套筒结构的简图;
图7类似于图6，它是按照本发明得到的另一个热交换器管一抽器套筒结构的简图。
图1所示的焚烧系统包括一个外罩10，它带入口法兰12(其中露出的是一排排热交换器管16的进气端14)和出口法兰18;燃烧室部分20，它带燃料气体入口22;热交换器部分24，其内安置管子16;以及调节器26，它操纵风门28，控制或引导排放气流通过热交换器24或旁通通道30(图2)。外罩10的长度约为27英尺，其燃烧室一端的高度约为10英尺，入口端的高度约为7英尺，宽度为15/2英尺。
如图2的示意图所示，从网膜干燥工艺(示意图上标号为40)来的蒸汽通过管线42和鼓风机44输送到联接器46，联接器46是紧固在焚烧系统的入口法兰12上。蒸汽混合物通过热交换器管16流入装有燃烧器50的燃烧室48。从燃烧室48排出的气体沿着路线52返回，通过热交换器室24，按挡板54所引导的方向在管子16的外面流动，通过紧固在出口法兰18上的联接器56和排放烟囱58排放到大气。
从图3-6可以看到焚烧系统的详细情况。该系统包括按一定方式排列的158根不锈钢管(16号规格壁厚和2英寸外径的管子)，管子是18英尺长，它们的入口端60胀接在热交换器入口壁62上，并且密封在该壁上，管子穿过挡板54和热交换器室出口壁64，每根管子16伸出壁64外约为2英寸。如图6所示，紧固在壁64上的是出口或抽气套筒70，套筒的入口端72胀接和密封在壁64上。每个抽气套筒70是不锈钢的，16号规格壁厚，9/4英寸外径，长度为6英寸。壁64将热交换器室24和燃烧室48分割开，燃烧器50(Maxon燃气燃烧器，LV型)设置在燃烧室48内。挡火墙结构80和热绝缘82衬砌在热交换室24和燃烧室48内;隔板壁84将热交器室24和旁通通道30分割开。
从图6可以看到热交换器一抽气套筒结构的详细情况。在运行中，从工艺40来的蒸汽经鼓风机44加压，在高达约12，000标准立方英尺每分钟(SCfm)的可变流量下流进管子16，在燃烧室48的入口处产生的排出速度约为8000英尺每分钟(基于热的气体)。蒸汽经受燃烧室48内的焚烧过程，燃烧产物在小于约1英寸水柱的压力下和约1，400°F的温度下从燃烧室48排出，按挡板54所引导的方向通过热交换器室24，流到出口联接器56和烟囱58。
参看图6，蒸汽从管子16中高速排出(由箭头90所示)使抽气套筒76的内表面92和管子16的外表面94之间形成减压区。管子16和抽气套筒76之间的滑动配合为少部分燃烧产物气流返回燃烧室48提供一个通道，这样就提供了一个有效的动密封，它阻止输入的气流的短路流动，并且为热交换器管16的热膨胀提供补偿。
在图7所示的另一种热交换器结构中，管子16′的端部是缩径的端头96，它可提高喷口90′处排出蒸汽的速度，从而在抽气套筒70′和热交换器管16′之间形成一个类似的减压区，它从热交换器室24′抽出燃烧产物，使其通过抽气套筒70′进入燃烧室48′再次焚烧。
虽然已经说明了本发明的特定实施例，但是对于擅长于本技术的人们来说，对该装置进行各种修改是显而易见不难达到的，因此不打算使本发明局限于所公开的实施例或其详述，在本发明的精神和范围内，可以对其作一些变更。
权利要求
1.焚烧系统包括燃烧室结构，它包括一个入口、一个出口和在上述燃烧室中的燃烧器结构；热交换器结构，它包括一个热交换器室、在上述热交换器室和上述燃烧室之间的隔板结构、在上述隔板结构处穿过上述热交换室延伸到上述燃烧室入口的一排排管子，上述热交换器室有一个与燃烧室的出口相匹配的入口，以供从上述燃烧室排出的燃烧产物通过上述热交换器在上述管子的外面流动进行热交换，上述热交换器还有一个出口，以供燃烧产物从上述热交换器室排出；抽气套筒结构，它紧固在上述热交换器室和上述燃烧室之间的隔板结构上，上述的每个抽气套筒以滑动配合关系容纳一根热交换器管的出口端，以致上述热交换器管在上述抽气套筒内可以自由地纵向膨胀；以及使蒸汽以足够高的速度穿过上述热交换器管注入上述燃烧室以便在上述抽气套筒内产生一减压效应的装置，这就使上述抽气套筒中的压力低于上述热交换器室中的排气压力，以便驱使少部分燃烧产物通过上述抽气套筒进入上述燃烧室再次焚烧。
2.如权利要求
1所述的系统，其中每根热交换器管的出口端伸进上述抽气套筒内至少为一个管径长度，上述的每个抽气套筒超出装在它里面的上述热交换器出口端的距离至少为一个管径长度。
3.如权利要求
1或2所述的系统，其中上述的每个抽气套筒终端离开其内所安置的热交换器管排出端的距离不超过4倍直径。
4.如前面任何一项权利要求
所述的系统，其中上述热交换器管在其整个长度上是等径的。
5.如权利要求
1-3中任何一项所述的系统，其中上述热交换器管子在上述抽气套筒内的部分是缩径的。
6.如前面任何一项权利要求
所述的系统，其中上述热交换器结构包括一个入口端壁和一个出口端壁，上述热交换器管的入口端紧固在入口端壁上，而上述抽气套筒的入口端紧固在出口端壁上。
7.如权利要求
6所述的系统，其中上述热交换器管入口端和上述抽气套筒入口端都是采用胀接金属密封的办法分别紧固在上述入口端壁和出口端壁上。
8.如前面任何一项权利要求
所述的系统，其中每根热交换器管出口端伸进上述抽气套筒的长度至少为一倍管径，上述每个抽气套筒超出其内部热交换器管的排出端的长度为1-4倍管径。
9.如前面任何一项权利要求
所述的系统，还包括上述热交换器室中的挡板结构、旁通通道结构和风门结构，挡板结构为燃烧产物从上述燃烧室通过上述热交换器室在上述管子外面的流动提供一条迂回流动通道，旁通通道结构使上述迂回流动通道旁通，而风门结构用来有选择地控制燃烧产物的流动，使其从上述燃烧室出口通过上述旁通通道和上述迂回流动通道流到上述热交换器出口。
专利摘要
热交换器一燃烧室结构包括一个燃烧室和一个热交换器室。热交换器室内有一排排进气管，从燃烧室排出的燃烧产物在进气管外面流动并进行热交换。抽气套筒紧固在热交换器室和燃烧室之间的隔板结构上，每个抽气套筒容纳一根热交换器管的出口端，同时允许热交换器管在套筒内纵向运动。通过进气管的入口蒸汽气流在套筒内产生一个减压效应，其压力值低于热交换器室的排气压力，以致有一部分燃烧产物通过抽气套筒返回燃烧室形成循环气流。
文档编号F23G5/46GK86106035SQ86106035
公开日1987年3月18日 申请日期1986年9月13日
发明者理查德·K·拉斯米尔 申请人:伍尔沃伦公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan