大爐膛富氧助燃熱煙回收節(jié)能裝置的制造方法
【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)能裝置，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)，這是因為大家認(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)，因為燃燒后的煙氣中所含的具有熱輻射效率的三原子分子(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)明專利《201510049091.2熱煙回收富氧助燃綜合節(jié)能提效方法》對應(yīng)用于大爐膛多燃燒器的燃燒爐有一定的不足，本發(fā)明爭對上述缺陷進(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)能裝置。
[0004]大爐膛富氧助燃熱煙回收節(jié)能裝置，燃燒爐在富氧氣體助燃條件下，燃燒爐內(nèi)燃燒產(chǎn)生的熱煙氣部分地被引回到燃燒爐內(nèi)，從而使燃燒爐能最大限度地回收熱煙氣的熱量，并在引回?zé)釤煔獾綘t內(nèi)后增加了爐內(nèi)煙氣中二氧化碳和水汽兩種三原子分子的濃度，進(jìn)而提高了煙氣的回收熱和燃燒爐的熱輻射效率；其特征在于:
[0005]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)燃燒火焰的長度小于燃燒爐爐膛高度的三分之一。
[0006]2、燃燒爐改造成富氧燃燒，即燃燒爐安裝富氧噴嘴并輸入富氧氣體，富氧噴嘴的安裝原則是:一，根據(jù)對稱燃燒將富氧噴嘴安裝在燃燒器的四周，使富氧氣體噴射進(jìn)入到燃燒火焰最需要氧氣的區(qū)域助燃，富氧噴嘴中心軸線與燃燒火焰中心軸線即燃燒爐底的垂直線的夾角Φ，5° ^ Φ ^ 60 °，富氧噴嘴噴口的形狀為橢圓形或扁形；二，根據(jù)富氧噴嘴在燃燒器與回收熱煙氣噴嘴之間的安裝位置分為:(A)根據(jù)燃燒爐的特定情況設(shè)計，在每個燃燒器周圍安裝有若干個橢圓形或扁形的大富氧噴嘴，其中一個大富氧噴嘴安裝在燃燒器與回收熱煙氣噴嘴之間的燃燒器中心軸線與回收熱煙氣噴嘴中心軸線的垂直連線上，目的是保證燃料的燃燒能有足夠的氧氣助燃，大富氧噴嘴的長軸線垂直于燃燒器中心軸線與回收熱煙氣噴嘴中心軸線的垂直連線，大富氧噴嘴的短軸線和燃燒器中心軸線與回收熱煙氣噴嘴中心軸線的垂直連線重疊，同一個燃燒器周圍安裝的所有大富氧噴嘴的噴口中心點(diǎn)均在該燃燒器的同一個同心圓的圓周線上；(B)根據(jù)燃燒爐的特定情況設(shè)計，在每個燃燒器周圍安裝有若干個橢圓形或扁形的小富氧噴嘴，其中兩個小富氧噴嘴對稱安裝在燃燒器中心軸線與回收熱煙氣噴嘴中心軸線的垂直連線的兩側(cè)，目的是保證燃料的燃燒能有足夠的氧氣助燃，同一個燃燒器周圍安裝的所有小富氧噴嘴的噴口中心點(diǎn)均在該燃燒器的同一個同心圓的圓周線上，燃燒器同心圓線過小富氧噴嘴中心點(diǎn)的切線和小富氧噴嘴長軸線延長線有一個夾角，即燃燒器同心圓線在小富氧噴嘴中心點(diǎn)的切線與小富氧噴嘴長軸線延長線的夾角S，1° < δ <8°，這個夾角使得小富氧噴嘴長軸線和燃燒器中心軸線與回收熱煙氣噴嘴中心軸線的垂直連線的夾角加大，加大的角度為δ。
[0007]3、在燃燒爐爐底中心位置安裝一個回收熱煙氣噴嘴，回收熱煙氣噴嘴的中心軸線垂直于燃燒爐爐底，回收熱煙氣噴嘴依次連接有泵出口管、變頻耐熱泵、泵進(jìn)口管，泵進(jìn)口管的入口與爐頂?shù)呐艧煿芟噙B接，變頻耐熱泵將從爐頂排煙管排出的熱煙氣抽出并經(jīng)回收熱煙氣噴嘴流出進(jìn)入到爐膛，經(jīng)回收熱煙氣噴嘴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進(jìn)入到爐膛的熱煙氣在上升的過程中、在燃燒火焰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程中混合、對流、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^熱輻射與加熱物料管交換熱量給加熱物料管加熱；由于燃燒爐的直徑大，在沒有加入回收熱煙氣的爐膛內(nèi)，燃燒器燃燒火焰產(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)過熱輻射形式才能將熱量輻射給加熱物料管，而且距離越遠(yuǎn)熱輻射傳遞熱量的時間越長，但由于爐膛的高度一定，即這些熱煙氣在爐膛內(nèi)停留的時間很短，所以這些熱煙氣與加熱物料管熱交換的時間很短，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?，所以熱輻射效率提高，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，這會縮短混合高溫?zé)煔馀c加熱物料管的熱交換時間，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)的停留時間縮短帶來的熱交換效率降低、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。
[0008]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排煙管引出一根導(dǎo)煙管，導(dǎo)煙管安裝一個閥門，閥門后面安裝一個變頻耐熱泵，變頻耐熱泵的泵出口管將從爐頂引出的熱煙氣、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，在燃燒器周圍設(shè)計安裝數(shù)個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上安裝一個大富氧噴嘴，或在燃燒器與回收熱煙氣噴嘴之間的連線兩側(cè)各安裝一個小富氧噴嘴。
[0009]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I小時后，打開從排煙管上引出的泵進(jìn)口管上的閥門，然后再開啟變頻耐熱泵，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小時內(nèi)無法達(dá)到穩(wěn)定或出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時，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。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0011]1.未發(fā)現(xiàn)有類似專利技術(shù)或文獻(xiàn)報導(dǎo)。
[0012]2.本發(fā)明在富氧助燃的狀態(tài)下，可以最大限度地利用回收熱煙氣的余熱，同時，還可以利用回收熱煙氣增加爐內(nèi)三原子分子的濃度，從而提高燃燒爐的熱效率。
[0013]3、回收熱煙氣并送入所有燃燒器之間的空間上方，可以減小燃燒火焰進(jìn)入該區(qū)域，從而可以使燃燒產(chǎn)生的煙氣大部分進(jìn)入到靠近加熱物料管的區(qū)域，進(jìn)而可以增加燃燒熱煙氣與加熱物料管的熱交換效率。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是圖1所示實(shí)施例的P放大示意圖；
[0016]圖3是圖1所不實(shí)施例的爐底俯視不意圖；
[0017]圖4是圖3所示實(shí)施例的Q放大示意圖；
[0018]圖5是圖4所示實(shí)施例的R放大示意圖。
[0019]圖1一5中:1、變頻耐熱泵2、泵出口管 3、富氧噴嘴 4、回收熱煙氣噴嘴5、燃燒器6、爐底 7、爐壁 8、燃燒火焰 9、加熱物料管10、爐膛 11、閥門12、泵進(jìn)口管13、爐頂14、排煙管15、富氧噴嘴中心軸線與燃燒火焰中心軸線即燃