本發(fā)明涉及工業(yè)爐窯節(jié)能技術領域，特別涉及一種富氧助燃應用系統(tǒng)。

背景技術：

富氧氣體指氧氣含量大于20.93％的氣體。富氧助燃技術是一項新興的節(jié)能技術，即采用富氧氣體作為工業(yè)爐窯的助燃空氣參與燃燒。實踐證明，富氧助燃技術能有效提高燃料燃燒效率和燃盡率，減少燃料熱損失節(jié)約燃料，具有顯著的節(jié)能效果，適用于各種工業(yè)爐窯，尤其適用于采用氣體燃料的工業(yè)爐窯。理論上講，工業(yè)爐窯的助燃空氣全部由富氧氣體代替能獲得最佳的節(jié)能效果，但由于工業(yè)爐窯的助燃空氣消耗量巨大，而目前制備和儲存富氧氣體的技術尚不成熟，富氧氣體的制取設備造價較高，電能消耗較大，使富氧氣體的單位制造成本居高不下，極大地限制了富氧助燃技術的發(fā)展和應用。因此，在保證提高燃料燃燒效率、節(jié)約燃料的基礎上有效減少富氧氣體的消耗量、降低富氧助燃技術的應用成本，同時可按不同溫度、氣氛要求精確調整助燃空氣、富氧氣體、燃氣的進氣比例以使燃氣恰好充分燃燒，成為目前富氧助燃技術推廣、應用的關鍵。另外，采用富氧氣體作為助燃空氣的工業(yè)爐窯，因富氧氣體改變了原燃氣與實際助燃劑——氧氣的比例，在操作不當時，還極易發(fā)生回火、火災、爆炸等事故，存在重大安全隱患。

預混燃燒Premixed Combustion指燃料和助燃空氣預先混合成均勻的可燃預混合氣，并在燃燒器內進行著火、燃燒的過程，包括完全預混式燃燒和 部分預混式燃燒。實踐證明，部分預混式燃燒可在有效提高燃料燃燒速度、降低不完全燃燒程度、節(jié)約燃料用量、減少NO_x排放量的同時，在一定程度上避免完全預混式燃燒設備造價高、結構復雜、空氣/燃料比調節(jié)范圍小等不足，是目前較常用的預混燃燒方式。但部分預混式燃燒由于存在燃燒速度快、火焰短、易混合不均、易局部缺氧等特點，而較易出現脫火、回火、碳煙、火焰不穩(wěn)定、爐內溫度不均勻等情況，在實際工業(yè)應用環(huán)境下較難廣泛推廣。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于針對現有技術的缺陷和不足，提供一種結構簡單，設計合理、使用方便的一種富氧助燃應用系統(tǒng)，它以富氧氣體與燃料尤其是氣體燃料混合成均勻的富氧可燃預混氣進入燃燒器中二次混合助燃空氣進行燃燒的方法，可有效減少富氧氣體消耗量、降低富氧助燃技術應用成本，具有顯著的節(jié)能減排效果；采用的富氧氣體止回閥和阻火器可消除安全隱患。

為實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

本發(fā)明所述的一種富氧助燃應用系統(tǒng)，它包括一燃燒器，該燃燒器設置有兩個進氣口和一個火焰噴出口，該兩個進氣口為助燃空氣進氣口和燃氣進氣口A，該助燃空氣進氣口連接有助燃空氣管道，該燃氣進氣口A連接有預混氣體管道；所述預混氣體管道左側上設置有預混器，該預混器通過預混氣體管道與燃燒器相連；所述燃燒器通過電纜與富氧專用點火、熄火控制器相連；所述燃燒器與預混器之間的預混氣體管道上設置有阻火器；所述預混器設置有兩個進氣口和一個預混氣出口，該兩個進氣口為富氧氣體進氣口和燃氣進氣口B，該燃氣進氣口B連接有燃氣管道，該富氧氣體進氣口連接有富氧氣體管道；所述富氧氣體管道上，預混器左側依次設置有富氧氣體止回閥、富氧 氣體比例閥和富氧氣體電磁閥；所述燃氣管道上，預混器左側依次設置有燃氣比例閥和燃氣電磁閥；所述富氧氣體比例閥和燃氣比例閥分別通過空氣取樣管道與助燃空氣管道相連通；所述富氧氣體電磁閥和燃氣電磁閥通過電纜分別與富氧專用點火、熄火控制器相連。

進一步地，所述助燃空氣管道上安裝有助燃空氣流量計和助燃空氣執(zhí)行器，該助燃空氣流量計和助燃空氣執(zhí)行器形成助燃空氣組合控制器。

進一步地，在助燃空氣管道上安裝有助燃空氣組合控制器的基礎上，可在富氧氣體管道上安裝有富氧氣體流量計和富氧氣體執(zhí)行器，該富氧氣體流量計和富氧氣體執(zhí)行器形成富氧氣體組合控制器，使用富氧氣體組合控制器替代富氧氣體比例閥。

進一步地，在助燃空氣管道上安裝有助燃空氣組合控制器的基礎上，在燃氣管道上安裝有燃氣流量計和燃氣執(zhí)行器，該燃氣流量計和燃氣執(zhí)行器形成燃氣組合控制器，使用燃氣組合控制器替代燃氣比例閥。

進一步地，所述富氧氣體管道安裝有能夠利用余熱加熱富氧氣體的富氧氣體同步加熱器。

進一步地，所述助燃空氣管道安裝有能夠利用余熱加熱助燃空氣的助燃空氣同步加熱器。

采用上述結構后，本發(fā)明有益效果為：本發(fā)明所述的一種富氧助燃應用系統(tǒng)，它以富氧氣體與燃料尤其是氣體燃料混合成均勻的富氧可燃預混氣進入燃燒器中二次混合助燃空氣進行燃燒的方法，可有效減少富氧氣體消耗量、降低富氧助燃技術應用成本，具有顯著的節(jié)能減排效果；采用的富氧氣體止回閥和阻火器可消除安全隱患。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實施例的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明另一實施例的結構示意圖。

附圖標記說明：

11-助燃空氣管道，15-助燃空氣流量計，16-助燃空氣執(zhí)行器，21-富氧氣體管道，22-富氧氣體電磁閥，23-富氧氣體比例閥，24-富氧氣體止回閥，25-富氧氣體流量計，26-富氧氣體執(zhí)行器，31-燃氣管道，32-燃氣電磁閥，33-燃氣比例閥，35-燃氣流量計，36-燃氣執(zhí)行器，41-助燃空氣同步加熱器，42-富氧氣體同步加熱器，5-預混器，6-預混氣體管道，7-阻火器，8-燃燒器，9-富氧專用點火、熄火控制器，10-空氣取樣管道。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明所述的一種富氧助燃應用系統(tǒng)，它包括一燃燒器8，該燃燒器8設置有兩個進氣口和一個火焰噴出口，該兩個進氣口為助燃空氣進氣口和燃氣進氣口A，該助燃空氣進氣口連接有助燃空氣管道11，該燃氣進氣口A連接有預混氣體管道6；所述預混氣體管道6左側上設置有預混器5，該預混器5通過預混氣體管道6與燃燒器8相連；所述燃燒器8通過電纜與富氧專用點火、熄火控制器9相連；所述燃燒器8與預混器5之間的預混氣體管道6上設置有阻火器7；所述預混器5設置有兩個進氣口和一個預混氣出口，該兩個進氣口為富氧氣體進氣口和燃氣進氣口B，該燃氣進氣口B連接有燃氣管道31，該富氧氣體進氣口連接有富氧氣體管道21；所述富氧氣體管道21上，預混器5的左側依次設置有富氧氣體止回閥24、富氧氣體比例閥 23和富氧氣體電磁閥22；所述燃氣管道31上，預混器5左側依次設置有燃氣比例閥33和燃氣電磁閥32；所述富氧氣體比例閥23和燃氣比例閥33分別通過空氣取樣管道10與助燃空氣管道11相連通；所述富氧氣體電磁閥22和燃氣電磁閥32通過電纜分別與富氧專用點火、熄火控制器9相連。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，所述助燃空氣管道11上安裝有助燃空氣流量計15和助燃空氣執(zhí)行器16，該助燃空氣流量計15和助燃空氣執(zhí)行器16形成助燃空氣組合控制器。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，在助燃空氣管道11上安裝有助燃空氣組合控制器的基礎上，可在富氧氣體管道21上安裝有富氧氣體流量計25和富氧氣體執(zhí)行器26，該富氧氣體流量計25和富氧氣體執(zhí)行器26形成富氧氣體組合控制器，使用富氧氣體組合控制器替代富氧氣體比例閥23。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，在助燃空氣管道11上安裝有助燃空氣組合控制器的基礎上，在燃氣管道31上安裝有燃氣流量計35和燃氣執(zhí)行器36，該燃氣流量計35和燃氣執(zhí)行器36形成燃氣組合控制器，使用燃氣組合控制器替代燃氣比例閥33。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，所述富氧氣體管道21安裝有能夠利用余熱加熱富氧氣體的富氧氣體同步加熱器42。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，所述助燃空氣管道11安裝有能夠利用余熱加熱助燃空氣的助燃空氣同步加熱器41。

具體實施例一，其工作過程如下：

如圖1所示，本發(fā)明由燃燒器8、預混器5、阻火器7、與所述燃燒器8相通并輸送助燃空氣的助燃空氣管道11、與所述預混器5相通并輸送富氧氣體的富氧氣體管道21、與所述預混器5相通并輸送燃氣的燃氣管道31以及用 于執(zhí)行點火動作、監(jiān)測火焰并控制富氧氣體與燃氣通、斷及通、斷時機的富氧專用點火、熄火控制器9組成；所述富氧氣體管道21與所述預混器5連通，所述富氧氣體管道21中安裝有能夠利用余熱加熱富氧氣體的富氧氣體同步加熱器42、能夠自動切斷富氧氣體的富氧氣體電磁閥22、能夠自動調整富氧氣體流量以保持富氧氣體與助燃空氣的比例恒定的富氧氣體比例閥23、能夠防止燃氣回流的富氧氣體止回閥24，該所述富氧氣體止回閥24位于所述富氧氣體管道21的末端與所述預混器5之間；所述燃氣管道31與所述預混器5連通，所述燃氣管道31中安裝有能夠自動切斷燃氣的燃氣電磁閥32、能夠自動調整燃氣流量以保持燃氣與助燃空氣的比例恒定的燃氣比例閥33；所述預混器5通過預混氣體管道6與所述燃燒器8相連通，該所述預混氣體管道6中還安裝有所述阻火器7，該所述阻火器7位于所述預混器5及所述燃燒器8之間，且該所述預混氣體管道6的長度應盡量短；所述富氧氣體比例閥23及所述燃氣比例閥33分別通過空氣取樣管道10與所述助燃空氣管道11相連通；所述富氧氣體比例閥23及所述燃氣比例閥33可根據不同溫度、氣氛要求而使燃氣恰好充分燃燒所制定的參數調整富氧氣體、燃氣與助燃空氣的進氣比例；所述富氧專用點火、熄火控制器9控制所述燃燒器8執(zhí)行點火動作并監(jiān)測火焰，以及控制所述富氧氣體電磁閥22及所述燃氣電磁閥32的通、斷及通、斷時機，通過電纜分別與所述燃燒器8、所述富氧氣體電磁閥22、所述燃氣電磁閥32相連接。在所述助燃空氣管道11中還安裝有能夠利用余熱加熱助燃空氣的助燃空氣同步加熱器41。

其工作過程是：助燃空氣經助燃空氣同步加熱器41加熱后，通過助燃空氣管道11輸送給燃燒器8，并通過空氣取樣管道10將助燃空氣的壓力分別傳遞給富氧氣體比例閥23和燃氣比例閥33；富氧氣體比例閥23和燃氣比例閥 33由工作人員根據不同溫度、氣氛要求而使燃氣恰好充分燃燒所制定的參數分別設定好比例，并根據助燃空氣壓力分別自動調整富氧氣體管道21和燃氣管道31向預混器5輸送的富氧氣體和燃氣的流量。點火時，首先由工作人員打開富氧專用點火、熄火控制器9的開關，富氧專用點火、熄火控制器9開始執(zhí)行點火動作、檢測火焰信號，并于α秒后自動打開燃氣電磁閥32，此時，燃氣由燃氣比例閥33自動調整為恰當的流量后，通過燃氣管道31輸送至預混器5，并通過預混氣體管道6直接輸送給燃燒器8，在燃燒器8中混合由助燃空氣管道11輸送的經助燃空氣同步加熱器41加熱的助燃空氣進行燃燒；富氧專用點火、熄火控制器9檢測到火焰信號正常，于β秒后自動打開富氧氣體電磁閥22，此時，經富氧氣體同步加熱器42加熱的富氧氣體由富氧氣體比例閥23調整為恰當的流量后，通過富氧氣體管道21輸送給預混器5；在預混器5中，富氧氣體和燃氣均勻混合成富氧可燃預混氣，并通過預混氣體管道6輸送給燃燒器8，在燃燒器8中富氧可燃預混氣二次混合由助燃空氣管道11輸送的經助燃空氣同步加熱器41加熱的助燃空氣繼續(xù)燃燒，裝置進入正常工作狀態(tài)；當火焰出現異常時，富氧專用點火、熄火控制器9可自動控制富氧氣體電磁閥22和燃氣電磁閥32切斷富氧氣體和燃氣；當發(fā)生回火現象時，阻火器7可熄滅回火火焰。而在非工作狀態(tài)下，富氧氣體止回閥24將自動關閉，防止燃氣回流。須說明的是：本過程中所述的α秒和β秒可按照不同應用需求在所述富氧專用點火、熄火控制器9中進行設定。

具體實施例二，其工作過程如下：

如圖2所示，與實施例一不同的是，在富氧氣體管道21上，富氧氣體電磁閥22左右兩側分別安裝有富氧氣體流量計25和富氧氣體執(zhí)行器26，用富氧氣體流量計25和富氧氣體執(zhí)行器26形成富氧氣體組合控制器，使用該富 氧氣體組合控制器來替代富氧氣體比例閥23。

在燃氣管道31上，燃氣電磁閥32的左右兩側分別安裝有燃氣流量計35和燃氣執(zhí)行器36，用燃氣流量計35和燃氣執(zhí)行器36形成燃氣組合控制器，使用該燃氣組合控制器來替代燃氣比例閥33。

在助燃空氣管道11、富氧氣體管道21和燃氣管道31這三個管道上，可以安裝流量計和執(zhí)行器的組合形成組合控制器，使用該流量計和執(zhí)行器的組合形成的組合控制器代替所述比例閥，該流量計和執(zhí)行器的組合形成的組合控制器至少安裝一組。

本發(fā)明具有如下具體優(yōu)點：

本發(fā)明提供的富氧助燃應用系統(tǒng)是以富氧氣體與燃料尤其是氣體燃料混合成均勻的富氧可燃預混氣進入燃燒器中二次混合助燃空氣進行燃燒的方法，可有效減少富氧氣體消耗量、降低富氧助燃技術應用成本，具有顯著的節(jié)能減排效果。該應用方法及相關裝置以富氧氣體代替部分預混式燃燒中的預混空氣與燃料進行預混，可有效提高可燃預混合氣中的氧氣濃度、緩解局部高溫缺氧現象、減少碳煙和NO_x的產生，同時以較少的富氧氣體消耗量即可達到提高燃料燃燒效率和速率、降低不完全燃燒程度、減少燃料熱損失、節(jié)約燃料的目的；控制助燃空氣以恰當的速度吹進燃燒器與富氧可燃預混氣二次混合，可有效減少回火現象的發(fā)生，并形成穩(wěn)定長焰利于爐內溫度均勻；采用的預混器可均勻混合富氧氣體及燃氣，可使燃燒區(qū)內的溫度保持穩(wěn)定、分布均勻，提高點火成功率，并減少脫火現象的發(fā)生；采用的助燃空氣及富氧氣體同步加熱器可利用工業(yè)爐窯的余熱加熱助燃空氣和富氧氣體，在節(jié)約燃料的同時可有效減少碳排放；采用的比例閥或流量計和執(zhí)行器的組合形成的組合控制器可精確控制助燃空氣、富氧氣體、燃氣的進氣比例，使燃氣恰 好充分燃燒的同時，可針對不同制品和應用對溫度、氣氛的要求做出相應調整，并進一步減少脫火、回火現象的發(fā)生；采用的富氧氣體止回閥和阻火器，可有效防止燃氣回流和回火、火災、爆炸等事故的發(fā)生，消除安全隱患；采用的富氧專用點火、熄火控制器除控制燃燒器執(zhí)行點火動作、監(jiān)測火焰外，還可根據富氧助燃技術的應用特點控制富氧氣體及燃氣的通、斷和通、斷時機，在進一步消除安全隱患的同時，全自動控制也降低了工作人員的勞動強度。

本發(fā)明所述的一種富氧助燃應用系統(tǒng)，它以富氧氣體與燃料尤其是氣體燃料混合成均勻的富氧可燃預混氣進入燃燒器中二次混合助燃空氣進行燃燒的方法，可有效減少富氧氣體消耗量、降低富氧助燃技術應用成本，具有顯著的節(jié)能減排效果；采用的富氧氣體止回閥和阻火器可消除安全隱患。

以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施方式，故凡依本發(fā)明專利申請范圍所述的構造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專利申請范圍內。