專利名稱：變頻輸送石油焦粉的燃燒系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
變頻輸送石油焦粉的燃燒系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種燃燒系統(tǒng)，尤其是指在玻璃生產(chǎn)領(lǐng)域以石油焦粉為燃料的燃 燒系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
玻璃行業(yè)是一個高能耗產(chǎn)業(yè)，在玻璃成本中燃料成本約占30 50%，而玻璃熔 窯是玻璃生產(chǎn)線中能耗最多的設(shè)備。當前，在玻璃領(lǐng)域所用到的燃料基本上都是燃料重油 如石油，我們知道咱們地球的能源是有限的，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，能源的需求會越來越大，另 一方面人們對環(huán)境保護意識卻日益高漲，人類普遍的做法是希望在可再生能源方面取得突 破，以及提高能源的 利用率。石油作為人類當前的最重要燃料，在提煉過程中會產(chǎn)生各種中 間產(chǎn)物，如果能將這些產(chǎn)物變廢為寶作為能源的一種，那該有該好。而石油焦粉是石油提煉過程中的最末端產(chǎn)品，既有石油的物理性質(zhì)，又有石油的 熱工性能，如果能將石油焦粉作為燃料的一種來提高石油能源的利用率，這也是節(jié)能的重 要一步。目前全球石油焦產(chǎn)量為7000多萬噸，隨著國際原油重質(zhì)化、劣質(zhì)化比例增大，以及 原油深度加工的進展，石油焦的產(chǎn)量會不斷增加，未來幾年將達到1億噸/年。我國已進入 重化工時代，隨著能源需求的不斷增加，進口原油和我國自產(chǎn)原油約3. 5億噸，按原油提煉 時能產(chǎn)出石油焦3 5%計算，我國每年將產(chǎn)出1000多萬噸的石油焦，到目前為止，石油焦 粉尚未列入國家能源序列，國家能耗統(tǒng)計方面也未計入能耗指標。本申請人的目的就是開 發(fā)出一種專門用于石油焦粉的燃燒系統(tǒng)，以提高石油能源的利用率。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)合理、以石油焦 粉為燃料的燃燒系統(tǒng)，其內(nèi)的石油焦粉由低壓風輸送安全而連續(xù)，燃燒的溫度可控性好，火 焰穩(wěn)定。為了解決上述存在的技術(shù)問題，本實用新型采用下述技術(shù)方案一種變頻輸送石油焦粉的燃燒系統(tǒng)，其包括有壓風儲氣部份、儲焦粉倉、將儲氣部 份送來的空氣與儲焦粉倉中的焦粉混合成流化氣粉的石油焦粉變頻輸送泵、至少一對分布 在玻璃熔窯相對兩側(cè)對燒的燃燒器組以及將流化氣粉傳送到其中的一燃燒器組的傳送器。在對上述變頻輸送石油焦粉的燃燒系統(tǒng)的改進方案中，所述的傳送器包括有回粉 氣動閥和與燃燒器組對應(yīng)的對燒管氣動閥，所述回粉氣動閥和對燒管氣動閥的通道呈菱 形。在對上述變頻輸送石油焦粉的燃燒系統(tǒng)的改進方案中，所述石油焦粉變頻輸送泵 包括有連接在儲焦粉倉底部的泵箱、混合室，以及依次連接的變頻電機、聯(lián)軸器、軸承箱和 螺旋絞刀，其中螺旋絞刀穿過泵箱后插進到設(shè)在泵箱一側(cè)的螺旋管殼內(nèi)，在螺旋管殼的出 口處設(shè)有一可繞位于管殼上方的轉(zhuǎn)軸38擺動的粉蓋，所述混合室包括有上部密封的漏斗 和設(shè)在漏斗下部的橫向風道，所述粉蓋設(shè)置在該漏斗上部內(nèi)，在所述風道上設(shè)有分別與壓風儲氣部份的一分氣口和傳送器的入口連接的進氣口和流化氣粉出口。在對上述變頻輸送石油焦粉的燃燒系統(tǒng)的改進方案中，所述的燃燒器組包括有若干個燃燒器單元，每一燃燒器單元包括有帶內(nèi)、外通道的長條形燃燒槍管，在該燃燒槍管一 側(cè)分別設(shè)有與該內(nèi)、外通道連接的流化氣粉進口和霧化氣進口，在位于燃燒槍管另一側(cè)的 內(nèi)、外通道端部分別套裝有錐形的霧化氣噴嘴和槍帽。在對上述變頻輸送石油焦粉的燃燒系統(tǒng)的改進方案中，在該石油焦粉變頻輸送泵 的氣粉出口與儲焦粉倉上部之間設(shè)有一條由循環(huán)回粉閥控制的小循環(huán)管道；在石油焦粉變 頻輸送泵的氣粉出口往傳送器時均設(shè)有一個循環(huán)送粉閥。在對上述變頻輸送石油焦粉的燃燒系統(tǒng)的改進方案中，所述的石油焦粉變頻輸送 泵有兩個，分別是主泵和備用泵。在對上述變頻輸送石油焦粉的燃燒系統(tǒng)的改進方案中，在所述儲焦粉倉的下部設(shè) 有與壓風儲氣部份相通的倉浮閥?，F(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是它是將石油在提煉過程后產(chǎn)生的末代 產(chǎn)物——石油焦磨成的焦粉與壓縮空氣混合成固、氣狀態(tài)下的流化氣粉后被點燃燃燒來 實現(xiàn)的，由于石油焦粉的熱量與重油相當，燃燒后的產(chǎn)物基本相同，其燃燒的溫度可控性 好，火焰穩(wěn)定，這樣可以提高石油能源的利用率，是國務(wù)院指定能源替代產(chǎn)品，具有節(jié)能的 優(yōu)點。
以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細描述
圖1是本實用新型的原理圖；圖2是本實用新型的流程方框圖；圖3是本實用新型實施例的工藝流程圖；圖4是本實用新型實施例的石油焦粉變頻輸送泵的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實用新型實施例的燃燒器單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式本實用新型為一種變頻輸送石油焦粉的燃燒系統(tǒng)，其包括有依次連接的壓風儲氣 部份1、儲焦粉倉2、將儲氣部份送來的壓縮空氣與儲焦粉倉2中的焦粉混合成流化氣粉的 石油焦粉變頻輸送泵3、至少一對分布在玻璃熔窯4相對兩側(cè)對燒的燃燒器組5以及將流化 氣粉傳送到其中的一燃燒器組5的傳送器6。壓風儲氣部份1、儲焦粉倉2分別用來儲存壓 縮空氣和石油焦粉，當燃燒系統(tǒng)要工作時，程序控制系統(tǒng)使石油焦粉變頻輸送泵3的變頻 電機工作和打開儲氣部份通往焦粉倉的閥門，這樣就可將焦粉和壓縮空氣混合成流化氣粉 再經(jīng)傳送器6送往對應(yīng)的某一燃燒器組后被點燃，火焰A給玻璃熔窯加熱，從而實現(xiàn)焦粉的 燃燒。本實用新型是將石油在加工過程中產(chǎn)生的焦粉與壓縮空氣混合成固、氣狀態(tài)下的流 化氣粉后被點燃燃燒來實現(xiàn)的，由于石油焦粉的熱量與重油相當，燃燒后的產(chǎn)物基本相同， 這樣可以提高石油燃料的利用率，具有節(jié)能的優(yōu)點。以一條200t/d的浮法玻璃窯為例，按年消耗重油1萬噸計，使用石油焦粉為燃料 在本燃燒系統(tǒng)燃燒后，至少每噸燃料節(jié)省1500元，那么一條線每年可節(jié)省燃料費用為1500萬元左右。以新型能源替代傳統(tǒng)能源，既能完全滿足玻璃競爭力，同時又為國家節(jié)約了寶貴 的石油資源。石油焦粉是石油焦通過專用設(shè)備超細研磨達到一定的粒度制備而成的粉末狀固 體，成分為C含量約89%，H、0占5%，其它元素占5%，石油焦粉與工業(yè)重油主要特性比較
燃料名稱 熱值(KCai/kg) 揮發(fā)份 灰分I CpiΓ^^ 石油焦粉 85008-12% θ889 Τ9 1. 1
工業(yè)重油 960099 50 2 86 10 0可以看出，石油焦粉與重油C、H元素含量相當，熱值接近、灰分低，發(fā)熱量和火焰 清潔度與重油的燃燒效果相近，滿足玻璃窯爐工藝要求，對玻璃質(zhì)量的影響作用基本與重 油一樣。石油焦粉與重油的碳氫元素含量相當，熱值接近、灰分低，發(fā)熱量和火焰的清潔度 與重油燃燒效果相近，能滿足玻璃窯爐的工藝要求，對玻璃質(zhì)量的影響作用與重油基本一 樣。石油焦粉火焰的輻射能力比重油強，應(yīng)用在玻璃窯爐中在一定程度上提高火焰空間的 熱輻射，而火焰空間內(nèi)存在著火焰一玻璃液、火焰一爐墻、爐墻一玻璃液之間復(fù)雜的熱交換 過程。這些熱交換包括熱輻射和熱對流兩種傳熱方式，其中90%的熱量傳遞是輻射傳熱，所 以石油焦粉實際單耗量要比以熱值計算的用量要少。經(jīng)試驗，兩種燃料在同一玻璃窯爐的實測單耗比為石油焦粉重油1:0. 925按理論計算兩種燃料的單耗比為石油焦粉重油1:0. 885本實用新型是以石油提煉過程中的最末端產(chǎn)品石油焦粉為燃料，既有石油的物理 性質(zhì)，又有石油的熱工性能，它將石油焦粉作為燃料的一種來提高石油能源的利用率，這也 是節(jié)能的重要一步?？梢钥闯?，石油焦粉燃燒的溫度高和穩(wěn)定。傳送器6具有換氣的作用，通過電腦控制來給其中的一燃燒器組輸送流化氣粉， 在本實施例中它還能將流化氣粉送回儲焦粉倉的作用，于是其包括有回粉氣動閥61和與 燃燒器組5對應(yīng)的對燒管氣動閥62，如圖3所示，在此由于有一對對燒的燃燒器組5，所以 對燒管氣動閥62有兩對共4個，回粉氣動閥61和對燒管氣動閥62所在的通道呈菱形，這 樣可以使每個閥都可以旁通而又互為備用，流化氣粉的流動性，且不受影響。如圖4所示，石油焦粉變頻輸送泵3包括有連接在儲焦粉倉2底部的泵箱31、混 合室32，以及依次連接的變頻電機33、聯(lián)軸器34、軸承箱35和螺旋絞刀36，其中螺旋絞刀 36插進到設(shè)在泵箱31 —側(cè)的螺旋管殼37內(nèi)，在螺旋管殼37的出口處371設(shè)有一可繞位于 管殼上方的轉(zhuǎn)軸38擺動的粉蓋39，所述混合室32包括有上部密封的漏斗321和設(shè)在漏斗 321下部的橫向風道322，所述粉蓋39設(shè)置在該漏斗321上部內(nèi)，在所述風道322上設(shè)有分 別與壓風儲氣部份1的一分氣口和傳送器6的入口連接的進氣口 323和流化氣粉出口 324， 氣粉出口 324是向上傾斜的開口，其傾斜角度一般在45度左右。石油焦粉變頻輸送泵在不 工作時由粉蓋39蓋住，氣粉出口的開口大小由變頻電機驅(qū)動下的螺旋絞刀所輸送的焦粉 量而定，這主要取決于電機的轉(zhuǎn)速，這樣可以實現(xiàn)均勻、穩(wěn)定的流化氣粉。石油焦粉變頻輸送泵在工作時，變頻電機根據(jù)系統(tǒng)程序的控制來調(diào)整轉(zhuǎn)速，它通過聯(lián)軸器34和軸承箱35帶 動螺旋絞刀36轉(zhuǎn)動，于是將泵箱31中的焦粉輸送到螺旋管殼37的出口處371，焦粉將粉蓋 39推開后沿漏斗321落下，接著被從橫向通道322的進氣口 323進來的壓縮空氣吹動下形 成混合均勻的流化氣粉從氣粉出口 324流向傳送器6，實現(xiàn)焦粉與壓縮空氣的混合過程。在本實施例中，燃燒器組5有兩對，每對燃燒器組5包括有若干個燃燒器單元 50 (在圖1、3中，有三個燃燒器單元)，每一燃燒器單元50包括有帶內(nèi)、外通道501、502的長 條形燃燒槍管503，在該燃燒槍管503 —側(cè)分別設(shè)有與該內(nèi)、外通道501、502連接的流化氣 粉進口 504和霧化氣進口 505，在位于燃燒槍管503另一側(cè)的內(nèi)、外通道501、502端部分別 套裝有錐形的霧化氣噴嘴506和槍帽507，噴嘴和槍帽在外形錐度上相對應(yīng)，同一組的燃燒 器單元50經(jīng)各自的燃燒器控制閥51與分配器52連接，這樣更便于自動化控制燃燒，來實 現(xiàn)玻璃熔窯4的溫度條件與以重油為燃料的燃燒系統(tǒng)一樣。霧化氣除了助燃以外，還具有 形成負壓的吸附作用和給槍管冷卻的保護作用。燃燒器單元50在工作時，從燃燒槍管503 的內(nèi)、外通道501、502輸入流化氣粉和霧化氣，霧化氣流經(jīng)窄小的外通道502后從霧化氣噴 嘴506和槍帽507之間的空間 吹出來后形成負壓(一般可以產(chǎn)生6公斤左右的氣流)，負氣 壓將內(nèi)通道501中的流化氣粉吸附出來后霧化氣混合后被點燃燃燒，從而實現(xiàn)給熔窯4加 熱。燃燒器的錐形噴射角可以使流化氣燃燒火焰長度更長，即使是5-20米寬的熔窯也可以 得到比較均勻的加熱。在如圖3所示的工藝流程圖作為較佳的實施方式，石油焦粉變頻輸送泵3有兩個 (稱為主泵和備用泵)，其中一個作為備用，這樣在維護、保養(yǎng)其中一個泵時就可以啟用另 一個泵。在泵的氣粉出口 324與儲焦粉倉2上部之間設(shè)有一條由循環(huán)回粉閥100控制的小 循環(huán)管道，在燃燒系統(tǒng)試驗時流化氣粉通過此管道輸送回儲焦粉倉內(nèi)，而在系統(tǒng)不工作或 者關(guān)閉傳送器6時，石油焦粉變頻輸送泵3混合成的氣粉仍可以通過回粉氣動閥61控制 的大循環(huán)回粉管循環(huán)地流動，這種不間斷地流動，不僅可以防止焦粉結(jié)團，而且可以使流化 氣粉始終處于穩(wěn)定、均勻的流動狀態(tài)，從而使燃燒器的燃燒溫度、熱量保持均勻。在石油焦 粉變頻輸送泵的氣粉出口通往傳送器時均設(shè)有一個循環(huán)送粉閥200，石油焦粉變頻輸送泵 在切換時，先打開主泵的循環(huán)回粉閥、再關(guān)閉主泵的循環(huán)送粉閥；接著打開備用泵的循環(huán)送 粉閥后再關(guān)備用泵的循環(huán)回粉閥，整個切換過程是由燃燒系統(tǒng)的程序自動控制完成的。另 夕卜，為了使焦粉更加順利、均勻地進入到石油焦粉變頻輸送泵的泵箱內(nèi)，在儲焦粉倉2的下 部設(shè)有與壓風儲氣部份1相通的倉浮閥300，通過倉浮閥的控制使一部份壓縮空氣進入到 儲粉倉內(nèi)，使焦粉與空氣進行混合，在此稱為一次流化，流化后的氣粉混合物進入到石油焦 粉變頻輸送泵時再次進行二次流化，經(jīng)過兩次流化后送到燃燒器組5的氣粉混合物更加均 勻、合理，這樣充分燃燒后更有利于環(huán)境。壓風儲氣部份1主要包括有空氣壓縮機(圖中未畫出)、空氣干燥機11、儲氣穩(wěn) 壓罐12和分氣缸13，壓縮機送來的壓縮空氣經(jīng)由空氣干燥機11處理后再送往儲氣穩(wěn)壓罐 12，最后再由分氣缸13分流到燃燒系統(tǒng)需要用到空氣的裝置上，從圖3中可以看出，石油焦 粉變頻輸送泵的進氣口、倉浮閥，以及儲焦粉倉2上部的除塵器400等都與分氣缸上的截止 閥連接、控制。如圖3所示，本實用新型采用了多種類型的蝶閥、球閥、截止閥，以及智能式的計 量裝置，關(guān)鍵性的電磁閥或氣動閥由系統(tǒng)自動控制，整套系統(tǒng)由西門子DCS或PLC可編程控制器進行系統(tǒng)集成控制。 綜上所述，石油焦粉的燃燒及控制a、在玻璃窯爐中燃燒經(jīng)定向霧化、焦粉與高溫 空氣混合吸熱、揮發(fā)燃燒、碳粉燃燒、燃燼五個階段完成，其可燃性、燃燒溫度控制、火焰性 質(zhì)控制是石油焦粉在玻璃窯爐上應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。本實用新型的石油焦粉變頻輸送泵、專 用燃燒器組及霧化技術(shù)，解決了這些難題，經(jīng)過無數(shù)次實驗和成功案例證明石油焦粉燃燒 率達到99. 8%且能滿足玻璃生產(chǎn)對火焰長度和剛度的要求；b、燃燒溫度控制玻璃窯爐非 常重要就是爐內(nèi)溫度穩(wěn)定，造成溫度不穩(wěn)定的原因主要是燃料供給、燃料質(zhì)量、燃料輸送量 的穩(wěn)定性和霧化效果這四點.為保障爐內(nèi)溫度可控與穩(wěn)定，實踐中針對窯爐的工況，對輸 送設(shè)備及運行參數(shù)、管路系統(tǒng)進行多次改進，研制出了玻璃窯專用的變量輸送設(shè)備、流化裝 置及專用燃燒器，經(jīng)過在玻璃窯爐上的實用考證，已經(jīng)形成了一套燃料可連續(xù)均勻輸送、火 焰穩(wěn)定的燃燒系統(tǒng)，保障石油焦粉燃燒系統(tǒng)穩(wěn)定運行和爐內(nèi)溫度可控性，燃燒系統(tǒng)設(shè)計中 關(guān)鍵設(shè)備實行一用一備制；C、火焰性質(zhì)控制火焰的質(zhì)量直接影響到玻璃的熔化質(zhì)量和熔 化率，因此玻璃窯爐中，石油焦粉單單能燃燒是遠遠不夠的，要求火焰必須有一定的長度、 剛度和亮度。我們針對不同的窯爐，配置石油焦粉的細度及專門的燃燒器、相 應(yīng)的配風參 數(shù)，控制火焰，保證長度、提高剛度等一系列措施。
權(quán)利要求一種變頻輸送石油焦粉的燃燒系統(tǒng)，其特征在于包括有壓風儲氣部份(1)、儲焦粉倉(2)、將儲氣部份(1)送來的空氣與儲焦粉倉(2)中的焦粉混合成流化氣粉的石油焦粉變頻輸送泵(3)、至少一對分布在玻璃熔窯(4)相對兩側(cè)對燒的燃燒器組(5)以及將流化氣粉傳送到其中的一燃燒器組(5)的傳送器(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻輸送石油焦粉的燃燒系統(tǒng)，其特征在于所述的傳送器 (6)包括有回粉氣動閥(61)和與燃燒器組(5)對應(yīng)的對燒管氣動閥(62)，所述回粉氣動閥 (61)和對燒管氣動閥(62)的通道呈菱形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變頻輸送石油焦粉的燃燒系統(tǒng)，其特征在于所述石油 焦粉變頻輸送泵(3)包括有連接在儲焦粉倉(2)底部的泵箱(31)、混合室(32)，以及依次 連接的變頻電機(33)、聯(lián)軸器(34)、軸承箱(35)和螺旋絞刀(36)，其中螺旋絞刀(36)穿 過泵箱(31)后插進到設(shè)在泵箱(31) —側(cè)的螺旋管殼(37)內(nèi)，在螺旋管殼(37)的出口處 (371)設(shè)有一可繞位于管殼上方的轉(zhuǎn)軸(38)擺動的粉蓋(39)，所述混合室(32)包括有上 部密封的漏斗(321)和設(shè)在漏斗(321)下部的橫向風道(322)，所述粉蓋(39)設(shè)置在該漏 斗(321)上部內(nèi)，在所述風道(322)上設(shè)有分別與壓風儲氣部份(1)的一分氣口和傳送器 (6)的入口連接的進氣口(323)和流化氣粉出口(324)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變頻輸送石油焦粉的燃燒系統(tǒng)，其特征在于所述的燃燒器 組(5)包括有若干個燃燒器單元(50)，每一燃燒器單元(50)包括有帶內(nèi)、外通道(501)、 (502)的長條形燃燒槍管(503)，在該燃燒槍管(503) —側(cè)分別設(shè)有與該內(nèi)、外通道(501)、 (502)連接的流化氣粉進口(504)和霧化氣進口(505)，在位于燃燒槍管(503)另一側(cè)的 內(nèi)、外通道(501)、(502)端部分別套裝有錐形的霧化氣噴嘴(506)和槍帽(507)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變頻輸送石油焦粉的燃燒系統(tǒng)，其特征在于在該石油焦粉 變頻輸送泵(3)的氣粉出口(324)與儲焦粉倉(2)上部之間設(shè)有一條由循環(huán)回粉閥(100) 控制的小循環(huán)管道；在石油焦粉變頻輸送泵(3)的氣粉出口(324)通往傳送器時均設(shè)有一 個循環(huán)送粉閥(200)。
6 根據(jù)權(quán)利要求5所述的變頻輸送石油焦粉的燃燒系統(tǒng)，其特征在于所述的石油焦 粉變頻輸送泵(3)有兩個，分別是主泵和備用泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求4、5或6所述的變頻輸送石油焦粉的燃燒系統(tǒng)，其特征在于在所述 儲焦粉倉(2)的下部設(shè)有與壓風儲氣部份(1)相通的倉浮閥(300)。
專利摘要本實用新型為一種變頻輸送石油焦粉的燃燒系統(tǒng)，其包括有壓風儲氣部份、儲焦粉倉、將儲氣部份送來的空氣與儲焦粉倉中的焦粉混合成流化氣粉的變頻輸送風粉混合器、至少一對分布在玻璃熔窯相對兩側(cè)對燒的燃燒器組以及將流化氣粉傳送到其中的一燃燒器組的傳送器。它是將石油在加工過程中產(chǎn)生的焦粉與壓縮空氣混合成固、氣狀態(tài)下的流化氣粉后被點燃燃燒來實現(xiàn)的，由于石油焦粉的熱量與重油相當，燃燒后的產(chǎn)物基本相同，其燃燒溫度高和穩(wěn)定，這樣可以提高石油能源的利用率，具有節(jié)能的優(yōu)點。
文檔編號C03B5/235GK201574115SQ20092029884
公開日2010年9月8日 申請日期2009年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月13日
發(fā)明者虞上海 申請人:虞上海