專利名稱：工業(yè)爐用高效蓄熱煙氣余熱回收利用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用余熱的裝置，具體的說，是涉及一種工業(yè)爐中高熱值煤氣燃燒的煙氣余熱回收利用技術(shù)。
背景技術(shù)：
為保證加熱質(zhì)量和滿足環(huán)境保護(hù)要求，我國(guó)的各種大中型工業(yè)爐實(shí)現(xiàn)高精度自動(dòng)控制，使用中、高熱值(》14630kJ/Nm3)優(yōu)質(zhì)燃料已相當(dāng)普遍。為了盡量節(jié)約優(yōu)質(zhì)能源，國(guó)內(nèi)冶金鋼鐵、機(jī)械等行業(yè)使用、推廣高溫空氣燃燒技術(shù)(HTAC)已獲得顯著的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)以及環(huán)保效益。由于中高熱值優(yōu)質(zhì)燃料發(fā)熱值高，單位體積燃料所需的助燃空氣量大，如天然氣與助燃空氣的體積比達(dá)到1 10。因此，使用天然氣等優(yōu)質(zhì)燃料時(shí)，采用只空氣單蓄熱，而高熱值煤氣不預(yù)熱的方式。按照現(xiàn)行的做法，離爐高溫?zé)煔庠跐M足空氣單蓄熱需要后，還有 25% 30%的剩余煙氣，這部分剩余煙氣不經(jīng)過蓄熱室，還需要另設(shè)置一套輔助排煙系統(tǒng)。 這不僅增加設(shè)備投資，而且還使25% 30%的600 1200°C高溫?zé)煔庵苯优欧?，余熱沒有得到利用，燃料浪費(fèi)高達(dá)15%以上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有工業(yè)爐的中高熱值煤氣燃燒煙氣回收利用不足的技術(shù)問題，提供一種煙氣余熱回收利用裝置，實(shí)現(xiàn)煙氣的全利用，從而使節(jié)能效率更高。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種工業(yè)爐用高效蓄熱煙氣余熱回收利用裝置，包括兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的蓄熱式燃燒器，所述蓄熱式燃燒器內(nèi)設(shè)置安裝有燃?xì)鈬娮斓娜細(xì)馔ǖ?，所述蓄熱式燃燒器前端設(shè)置帶有噴口的擋板，后端設(shè)置有空煙氣接口，所述噴口和所述空煙氣接口之間在所述蓄熱式燃燒器內(nèi)腔中設(shè)置有蓄熱體；兩個(gè)蓄熱式燃燒器的所述空煙氣接口分別通過連接管道連接有三通，兩個(gè)所述三通之間連接有四通換向閥；所述四通換向閥兩側(cè)分別設(shè)置有一個(gè)用于連接所述三通的空煙氣接管，所述四通換向閥前后兩端分別設(shè)置有供氣管和出煙管，所述四通換向閥頂部對(duì)應(yīng)兩個(gè)所述空煙氣接管分別設(shè)置有兩個(gè)換向氣缸，所述換向氣缸連接有先導(dǎo)電磁閥，所述先導(dǎo)電磁閥通過所述換向氣缸控制所述空煙氣接管與所述供氣管的通斷。所述蓄熱體與所述蓄熱式燃燒器的外殼之間設(shè)置有耐火材料襯層。所述燃?xì)鈬娮煊扇細(xì)鈬婎^和直徑大于所述燃?xì)鈬婎^的燃?xì)夤軜?gòu)成。所述燃?xì)馔ǖ涝O(shè)置有1 10個(gè)。所述噴口設(shè)置有1 30個(gè)。本發(fā)明的有益效果是(一 )本發(fā)明在繼承了高溫空氣燃燒技術(shù)(HTAC)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了再創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)工業(yè)爐高溫?zé)煔馊坑糜谛顭?，?shí)現(xiàn)煙氣余熱全利用。(二)本發(fā)明提高空氣蓄熱預(yù)熱溫度100 150°C，延長(zhǎng)換向時(shí)間15% 20%，較現(xiàn)有空氣單蓄熱技術(shù)節(jié)能10 15%。(三)實(shí)現(xiàn)全部煙氣經(jīng)蓄熱后低溫排放(70 150°C)，取消了爐體的輔助排煙系統(tǒng)，爐體不必設(shè)置煙囪，減少了設(shè)備投資。(四)本發(fā)明使用方便有效，易于在現(xiàn)有以中高熱值燃料為能源的空氣單蓄熱工業(yè)爐上普遍推廣應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的側(cè)視圖；圖3是本發(fā)明中蓄熱式燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明中燃?xì)鈬娮斓慕Y(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明中四通換向閥的主視圖；圖6是本發(fā)明中四通換向閥的左視圖；圖7是本發(fā)明中四通換向閥的俯視圖。圖中1 蓄熱式燃燒器，11 燃?xì)馔ǖ溃?2 空煙氣接口，13 金屬外殼，14 耐火材料襯層，15 蓄熱體，16 噴口，17 擋板，18 燃?xì)鈬娮欤?81 燃?xì)夤埽?82 燃?xì)鈬婎^，2 連接管道，3 三通，4 四通換向閥，41 空煙氣接管，42 先導(dǎo)電磁閥，43 換向氣缸，44 四通箱體，45:供氣管，46:出煙管。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述如圖1和圖2所示，本實(shí)施例披露了一種工業(yè)爐用高效蓄熱煙氣余熱回收利用裝置，由兩個(gè)蓄熱式燃燒器1、兩個(gè)連接管道2，兩個(gè)三通3和一個(gè)四通換向閥4。兩個(gè)蓄熱式燃燒器1對(duì)稱設(shè)置，通過連接管道2和三通3由四通換向閥4連接為一體，三通3余下的一個(gè)接口作為檢修之用。通過四通換向閥4的換向控制，一個(gè)蓄熱式燃燒器1進(jìn)行蓄熱時(shí)，另一個(gè)蓄熱式燃燒器1換熱燃燒，這樣交替進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)蓄熱和穩(wěn)定的燃燒。如圖3所示，蓄熱式燃燒器1包括金屬外殼13，中間設(shè)置有一條由前端貫穿到后端的燃?xì)馔ǖ?1，燃?xì)馔ǖ?1安裝有燃?xì)鈬娮?8。如圖4所示，燃?xì)鈬娮?8包括設(shè)置在蓄熱式燃燒器1前端的燃?xì)鈬婎^182，燃?xì)鈬婎^1入口連接有用于穩(wěn)壓的燃?xì)夤?81。燃?xì)馔ǖ?1用于供入燃燒所需的燃?xì)?，燃?xì)庥扇細(xì)鈬娮?8噴入到爐膛內(nèi)。蓄熱式燃燒器1前端設(shè)置有擋板17，擋板17用于防止下述的蓄熱體15滑出蓄熱式燃燒器1外。擋板17上在燃?xì)鈬娮?8的周圍設(shè)置有多個(gè)噴口 16，噴口 16用于吸入高溫?zé)煔夂蛧姵龈邷刂伎諝狻Ｐ顭崾饺紵?的后端設(shè)置有空煙氣接口 12，空煙氣接口 12 用于與連接管道2連接，用于導(dǎo)入常溫空氣和排出煙氣。蓄熱式燃燒器1內(nèi)腔設(shè)置有蓄熱體15，蓄熱體15位于噴口 16和空煙氣接口 12之間，是由高溫耐火材料制成的蜂窩狀或球狀體，用于貯存煙氣中的熱量并將熱量釋放給助燃空氣。蓄熱體15與蓄熱式燃燒器1的金屬外殼13之間設(shè)置有耐火材料襯層14，由耐火保溫材料制成，用于隔熱。兩個(gè)蓄熱式燃燒器1的空煙氣接口 12分別通過連接管道2連接有三通3，兩個(gè)三通3之間連接有四通換向閥4。如圖5至圖7，四通換向閥4的兩側(cè)分別設(shè)置有一個(gè)空煙氣接管41，前面下部設(shè)置有出煙管46，后面上部設(shè)置有供氣管45。四通換向閥4的頂部設(shè)置有兩個(gè)換向氣缸43，兩個(gè)換向氣缸43分別對(duì)應(yīng)于兩個(gè)空煙氣接管41，能夠?qū)⑵浞忾]。每個(gè)換向氣缸43分別由一個(gè)先導(dǎo)電磁閥42控制。本發(fā)明的工作過程如下一個(gè)蓄熱式燃燒器1的噴口 16通過引風(fēng)機(jī)的作用，從爐內(nèi)吸入全部高溫?zé)煔猓邷責(zé)煔饨?jīng)蓄熱體15后其絕大部分熱量為蓄熱體15所吸收貯存，而煙氣溫度由1150 1200°C下降到70°C左右(以天然氣和液化氣為燃料時(shí))或130°C左右 (以焦?fàn)t和城市煤氣為燃料時(shí))。低溫?zé)煔庥尚顭崾饺紵?的空煙氣接口 12通過連接管道2和三通3，經(jīng)過對(duì)應(yīng)的空煙氣接管41，最終由四通換向閥4的出煙管46排出。同時(shí)，由四通換向閥4的供氣管45通入的常溫空氣從空煙氣接管41，通過三通3 和連接管道2，由另一個(gè)蓄熱式燃燒器1的空煙氣接口 12通過鼓風(fēng)機(jī)的作用鼓入。鼓入的常溫空氣經(jīng)過已高溫蓄熱的蓄熱體15進(jìn)行換熱，吸收了蓄熱體15的熱量而被預(yù)熱到1100°C， 由蓄熱式燃燒器1噴頭噴入爐膛，與同時(shí)由燃?xì)鈬娮?8噴入的燃?xì)膺M(jìn)行混合、燃燒。這樣， 中高熱值煤氣和高溫預(yù)熱空氣在蓄熱式燃燒器1前端分別噴出，在爐膛內(nèi)邊混合邊燃燒， 從而完成蓄熱式高溫燃燒。換向周期(一般為30秒至2分鐘，可根據(jù)煙氣出口溫度或空氣預(yù)熱溫度等因素進(jìn)行調(diào)節(jié))由PLC控制先導(dǎo)電磁閥42進(jìn)行。一個(gè)掃描周期為采樣、程序執(zhí)行和刷新三個(gè)階段，采樣是PLC依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O相對(duì)應(yīng)的單元內(nèi)，其中的狀態(tài)和數(shù)據(jù)由安裝在煙氣余熱回收利用裝置上的各項(xiàng)工藝參數(shù)傳感器傳送；程序執(zhí)行是 PLC按設(shè)計(jì)順序依次地掃描用戶程序并進(jìn)行邏輯運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，確定是否執(zhí)行程序給定的指令；刷新是CPU按照I/O相對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)，針對(duì)于本煙氣余熱回收利用裝置上外設(shè)為四通換向閥4的先導(dǎo)電磁閥 42。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段，達(dá)到四通換向閥4自動(dòng)換向的目的。此時(shí)前一周期進(jìn)行蓄熱的蓄熱式燃燒器1變?yōu)閾Q熱、燃燒；而前一周期進(jìn)行換熱、燃燒的蓄熱式燃燒器1則變?yōu)樾顭?，這樣通過換向交替進(jìn)行，便可實(shí)現(xiàn)蓄熱與穩(wěn)定的燃燒。盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1 一種工業(yè)爐用高效蓄熱煙氣余熱回收利用裝置，其特征在于，包括兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的蓄熱式燃燒器，所述蓄熱式燃燒器內(nèi)設(shè)置安裝有燃?xì)鈬娮斓娜細(xì)馔ǖ?，所述蓄熱式燃燒器前端設(shè)置帶有噴口的擋板，后端設(shè)置有空煙氣接口，所述噴口和所述空煙氣接口之間在所述蓄熱式燃燒器內(nèi)腔中設(shè)置有蓄熱體；兩個(gè)蓄熱式燃燒器的所述空煙氣接口分別通過連接管道連接有三通，兩個(gè)所述三通之間連接有四通換向閥；所述四通換向閥兩側(cè)分別設(shè)置有一個(gè)用于連接所述三通的空煙氣接管，所述四通換向閥前后兩端分別設(shè)置有供氣管和出煙管，所述四通換向閥頂部對(duì)應(yīng)兩個(gè)所述空煙氣接管分別設(shè)置有兩個(gè)換向氣缸，所述換向氣缸連接有先導(dǎo)電磁閥，所述先導(dǎo)電磁閥通過所述換向氣缸控制所述空煙氣接管與所述供氣管的通斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)爐用高效蓄熱煙氣余熱回收利用裝置，其特征在于，所述蓄熱體與所述蓄熱式燃燒器的外殼之間設(shè)置有耐火材料襯層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)爐用高效蓄熱煙氣余熱回收利用裝置，其特征在于，所述燃?xì)鈬娮煊扇細(xì)鈬婎^和直徑大于所述燃?xì)鈬婎^的燃?xì)夤軜?gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)爐用高效蓄熱煙氣余熱回收利用裝置，其特征在于，所述燃?xì)馔ǖ涝O(shè)置有1 10個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)爐用高效蓄熱煙氣余熱回收利用裝置，其特征在于，所述噴口設(shè)置有1 30個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種工業(yè)爐用高效蓄熱煙氣余熱回收利用裝置，包括兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的蓄熱式燃燒器，蓄熱式燃燒器內(nèi)設(shè)置安裝有燃?xì)鈬娮斓娜細(xì)馔ǖ?，前端設(shè)置有噴口，后端設(shè)置有空煙氣接口，噴口和空煙氣接口之間設(shè)置有蓄熱體；兩個(gè)空煙氣接口分別通過連接管道連接有三通，兩個(gè)三通之間連接有四通換向閥；四通換向閥兩側(cè)分別設(shè)置有一個(gè)用于連接三通的空煙氣接管，前后兩端分別設(shè)置有供氣管和出煙管，四通換向閥頂部設(shè)置有兩個(gè)連接先導(dǎo)電磁閥的換向氣缸。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)工業(yè)爐高溫?zé)煔馊坑糜谛顭?，?shí)現(xiàn)煙氣余熱全利用，較現(xiàn)有空氣單蓄熱技術(shù)節(jié)能10～15％，同時(shí)實(shí)現(xiàn)全部煙氣經(jīng)蓄熱后低溫排放，取消了爐體的輔助排煙系統(tǒng)，減少了設(shè)備投資。
文檔編號(hào)F27D17/00GK102374795SQ20111033465
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者邱峰 申請(qǐng)人:天津市賽洋工業(yè)爐有限公司