大爐膛富氧助燃熱煙回收節(jié)能方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及大爐膛富氧助燃熱煙回收節(jié)能方法，適用于所有窯爐和加熱爐，屬于節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在各種窯爐和加熱爐的節(jié)能減排方面，幾乎所有人都只考慮如何提高燃燒效率和如何將煙氣中的熱能回收，而將煙氣中的熱能回收主要是將煙氣在爐外回收熱能，從未發(fā)現(xiàn)有將煙氣引回爐內(nèi)，這是因?yàn)榇蠹艺J(rèn)為煙氣中的氧含量太低不能助燃，本發(fā)明是在富氧助燃的前提下，將部分熱煙氣引回燃燒爐內(nèi)，因?yàn)槿紵蟮臒煔庵兴木哂袩彷椛湫实娜臃肿?包括二氧化碳分子和水汽分子)的比率，要比空氣中所含的三原子分子的比率高很多，因而在保證富氧氣體足夠助燃的前提下，引回部分熱煙氣能增加爐內(nèi)的熱輻射效率，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的；但魏伯卿的發(fā)明專(zhuān)利《201510049091.2熱煙回收富氧助燃綜合節(jié)能提效方法》對(duì)應(yīng)用于大爐膛多燃燒器的燃燒爐有一定的不足，本發(fā)明爭(zhēng)對(duì)上述缺陷進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)，包括熱煙回收送入燃燒爐爐底的位置、角度、流量、流速和富氧噴嘴的安裝位置都有較大的改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種能將富氧燃燒后的熱煙氣引回燃燒爐內(nèi)以提高爐內(nèi)煙氣熱輻射效率的大爐膛富氧助燃熱煙回收節(jié)能方法。
[0004]大爐膛富氧助燃熱煙回收節(jié)能方法，包括燃燒爐在富氧氣體助燃時(shí)，燃燒爐內(nèi)產(chǎn)生的熱煙氣部分地引回到燃燒爐內(nèi)，從而最大限度地回收熱煙氣的熱量和增加爐內(nèi)煙氣中三原子分子的濃度，以提高煙氣的熱回收和熱輻射效率；其特征在于:
1、從燃燒爐底中心加入回收熱煙氣的條件:(A)燃燒爐直徑較大，即爐底燃燒器中心點(diǎn)到爐底中心點(diǎn)的距離大于爐底燃燒器中心點(diǎn)到加熱物料管壁的最近距離的三倍，(B )燃燒火焰的長(zhǎng)度小于燃燒爐爐膛高度的三分之一。
[0005]2、燃燒爐改造成富氧燃燒，即燃燒爐安裝富氧噴嘴3并輸入富氧氣體，富氧噴嘴3的安裝原則是:一，根據(jù)對(duì)稱(chēng)燃燒將富氧噴嘴3安裝在燃燒器5的四周，使富氧氣體噴射進(jìn)入到燃燒火焰8最需要氧氣的區(qū)域助燃，富氧噴嘴中心軸線(xiàn)與燃燒火焰中心軸線(xiàn)即燃燒爐底的垂直線(xiàn)的夾角Φ15，5° ^ Φ ^ 60 °，富氧噴嘴3噴口的形狀為橢圓形或扁形；二，根據(jù)富氧噴嘴在燃燒器5與回收熱煙氣噴嘴4之間的安裝位置分為:(A)根據(jù)燃燒爐的特定情況設(shè)計(jì)，在每個(gè)燃燒器5周?chē)惭b有若干個(gè)橢圓形或扁形的大富氧噴嘴18，其中一個(gè)大富氧噴嘴18安裝在燃燒器5與回收熱煙氣噴嘴4之間的燃燒器中心軸線(xiàn)與回收熱煙氣噴嘴中心軸線(xiàn)的垂直連線(xiàn)19上，目的是保證燃料的燃燒能有足夠的氧氣助燃，大富氧噴嘴18的長(zhǎng)軸線(xiàn)垂直于燃燒器中心軸線(xiàn)與回收熱煙氣噴嘴中心軸線(xiàn)的垂直連線(xiàn)19，大富氧噴嘴18的短軸線(xiàn)和燃燒器中心軸線(xiàn)與回收熱煙氣噴嘴中心軸線(xiàn)的垂直連線(xiàn)19重疊，同一個(gè)燃燒器5周?chē)惭b的所有大富氧噴嘴18的噴口中心點(diǎn)均在該燃燒器5的同一個(gè)同心圓的圓周線(xiàn)上；(B)根據(jù)燃燒爐的特定情況設(shè)計(jì)，在每個(gè)燃燒器5周?chē)惭b有若干個(gè)橢圓形或扁形的小富氧噴嘴17，其中兩個(gè)小富氧噴嘴17對(duì)稱(chēng)安裝在燃燒器中心軸線(xiàn)與回收熱煙氣噴嘴中心軸線(xiàn)的垂直連線(xiàn)19的兩側(cè)，目的是保證燃料的燃燒能有足夠的氧氣助燃，同一個(gè)燃燒器5周?chē)惭b的所有小富氧噴嘴17的噴口中心點(diǎn)均在該燃燒器5的同一個(gè)同心圓的圓周線(xiàn)上，燃燒器同心圓線(xiàn)過(guò)小富氧噴嘴中心點(diǎn)的切線(xiàn)21和小富氧噴嘴長(zhǎng)軸線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)25有一個(gè)夾角，即燃燒器同心圓線(xiàn)在小富氧噴嘴中心點(diǎn)的切線(xiàn)與小富氧噴嘴長(zhǎng)軸線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)的夾角δ，δ <8°，這個(gè)夾角使得小富氧噴嘴長(zhǎng)軸線(xiàn)23和燃燒器中心軸線(xiàn)與回收熱煙氣噴嘴中心軸線(xiàn)的垂直連線(xiàn)19的夾角加大，加大的角度為δ。
[0006]3、在燃燒爐爐底6中心位置安裝一個(gè)回收熱煙氣噴嘴4，回收熱煙氣噴嘴4的中心軸線(xiàn)垂直于燃燒爐爐底6，回收熱煙氣噴嘴4依次連接有泵出口管2、變頻耐熱泵1、泵進(jìn)口管12，泵進(jìn)口管12的入口與爐頂13的排煙管14相連接，變頻耐熱泵I將從爐頂13排煙管14排出的熱煙氣抽出并經(jīng)回收熱煙氣噴嘴4流出進(jìn)入到爐膛，經(jīng)回收熱煙氣噴嘴4流出的熱煙氣的流出速度低于燃料流噴出燃料噴嘴的噴出速度，使得從回收熱煙氣噴嘴4進(jìn)入到爐膛的熱煙氣在上升的過(guò)程中、在燃燒火焰8附近被燃燒火焰加熱升溫，然后回收的熱煙氣上升到燃燒火焰上部的位置或再高一點(diǎn)的位置，這些回收的熱煙氣可以被加熱到和燃燒火焰與加熱物料管9之間的燃燒熱煙氣的溫度接近，而后這些剛?cè)紵a(chǎn)生的熱煙氣和回收的熱煙氣在上升過(guò)程中混合、對(duì)流、擾流、擴(kuò)散、輻射、熱交換形成溫度相近的混合高溫?zé)煔?，這些混合高溫?zé)煔庵饕ㄟ^(guò)熱輻射與加熱物料管9交換熱量給加熱物料管9加熱；由于燃燒爐的直徑大，在沒(méi)有加入回收熱煙氣的爐膛內(nèi)，燃燒器5燃燒火焰8產(chǎn)生的大量熱煙氣有較大一部分進(jìn)入到所有燃燒器圍成的圓圈的上部空間，這些熱煙氣的熱量要經(jīng)過(guò)熱輻射形式才能將熱量輻射給加熱物料管9，而且距離越遠(yuǎn)熱輻射傳遞熱量的時(shí)間越長(zhǎng)，但由于爐膛的高度一定，即這些熱煙氣在爐膛內(nèi)停留的時(shí)間很短，所以這些熱煙氣與加熱物料管9熱交換的時(shí)間很短，熱交換的效率很低；與加入回收熱煙氣前的爐膛狀況相比:加入回收熱煙氣后的爐膛內(nèi)混合高溫?zé)煔獾臏囟壬?，混合高溫?zé)煔庵腥臃肿訚舛仍黾樱詿彷椛湫侍岣?，但由于爐膛內(nèi)煙氣量增加，混合高溫?zé)煔庠跔t膛內(nèi)的上升速度增大，這會(huì)縮短混合高溫?zé)煔馀c加熱物料管9的熱交換時(shí)間，從而降低熱效率，但由于加入回收熱煙氣后爐膛溫度有較大的提高、及熱輻射效率和燃燒火焰溫度的四次方與加熱物料管9溫度的四次方之差成正比，所以混合高溫?zé)煔庠跔t膛內(nèi)的停留時(shí)間縮短帶來(lái)的熱交換效率降低、與混合高溫?zé)煔獾臏囟壬吆蛢?nèi)含三原子分子濃度增大帶來(lái)的熱輻射效率提高及回收熱煙氣的熱回收提高的總熱效率相比小很多。
[0007]4、相應(yīng)地，本發(fā)明根據(jù)上述方法還提供了相應(yīng)的大爐膛富氧助燃熱煙回收節(jié)能裝置，包括從燃燒爐的爐頂13排煙管14引出一根導(dǎo)煙管，導(dǎo)煙管安裝一個(gè)閥門(mén)11，閥門(mén)11后面安裝一個(gè)變頻耐熱泵1，變頻耐熱泵I的泵出口管2將從爐頂13引出的熱煙氣、經(jīng)泵加壓后輸送到安裝在燃燒爐爐底正中央的回收熱煙氣噴嘴送入燃燒爐；根據(jù)燃燒爐的特性，在燃燒器周?chē)O(shè)計(jì)安裝數(shù)個(gè)富氧噴嘴以將燃燒爐改造成富氧助燃，但在燃燒器與回收熱煙氣噴嘴之間的連線(xiàn)上安裝一個(gè)大富氧噴嘴18，或在燃燒器與回收熱煙氣噴嘴之間的連線(xiàn)兩側(cè)各安裝一個(gè)小富氧噴嘴17。
[0008]5、回收熱煙氣的調(diào)試方法:當(dāng)燃燒爐改造成富氧燃燒后，在給燃燒爐通入富氧氣體并進(jìn)行富氧助燃超過(guò)I小時(shí)后，打開(kāi)從排煙管上引出的泵進(jìn)口管上的閥門(mén)，然后再開(kāi)啟變頻耐熱泵，使變頻耐熱泵泵出的回收熱煙氣流量為設(shè)計(jì)流量值的10%，并使?fàn)t內(nèi)燃燒和熱輻射達(dá)到穩(wěn)定平衡，同時(shí)注意所有燃燒爐數(shù)據(jù)的變化與穩(wěn)定，在所有數(shù)據(jù)達(dá)到穩(wěn)定后的2小時(shí)之后，再將變頻耐熱泵調(diào)至變頻耐熱泵泵出的回收熱煙氣流量為設(shè)計(jì)流量值的20%，即將變頻耐熱泵泵出的回收熱煙氣流量調(diào)高10%，并使?fàn)t內(nèi)燃燒和熱輻射達(dá)到穩(wěn)定平衡，同時(shí)注意所有燃燒爐數(shù)據(jù)的變化與穩(wěn)定，在所有數(shù)據(jù)達(dá)到穩(wěn)定后的2小時(shí)之后，再將變頻耐熱泵調(diào)至變頻耐熱泵泵出的回收熱煙氣流量調(diào)高10%，如此一步一步的調(diào)試，直到調(diào)節(jié)到燃燒爐的數(shù)據(jù)在I小時(shí)內(nèi)無(wú)法達(dá)到穩(wěn)定或出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時(shí)，將變頻耐熱泵調(diào)回至變頻耐熱泵泵出的回收熱煙氣流量減小10%，待穩(wěn)定平衡后，此時(shí)的變頻耐熱泵參數(shù)確定為正常運(yùn)行參數(shù)，至此，調(diào)試完成。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)