一种适用低热值燃气的富氧助燃装置

1.一种适用低热值燃气的富氧助燃装置，其特征在于主要由助燃气体管道、燃气管道、烧嘴和燃烧通道组成，其中：
助燃气体管道内部固定有隔板，将助燃气体管道分隔为直流管道和旋流管道，并在旋流管道内设置助燃旋流器；
直流管道、旋流管道和燃气管道分别通过烧嘴与燃烧通道连通。
2.根据权利要求1所述的一种适用低热值燃气的富氧助燃装置，其特征在于所述的旋流通道和燃气通道与烧嘴的喷口连通，直流管道穿过烧嘴侧壁直接通入燃烧通道中。
3.根据权利要求1所述的一种适用低热值燃气的富氧助燃装置，其特征在于所述的助燃气体管道上设有调节直流管道和旋流管道气体流量比的分配阀。
4.根据权利要求1所述的一种适用低热值燃气的富氧助燃装置，其特征在于所述的烧嘴的喷口直径为50～300mm。
5.根据权利要求1所述的一种适用低热值燃气的富氧助燃装置，其特征在于所述的烧嘴的喷口直径为50～100mm。
6.根据权利要求1所述的一种适用低热值燃气的富氧助燃装置，其特征在于所述的燃烧通道侧面还设有一个以上烟气回流通道。
7.根据权利要求1所述的一种适用低热值燃气的富氧助燃装置，其特征在于所述的烧嘴的侧壁设有观察或点火孔。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种适用低热值燃气的富氧助燃装置，其特征在于所述的燃气管道内设置有燃气旋流器。
9.根据权利要求8所述的一种适用低热值燃气的富氧助燃装置，其特征在于所述的燃气旋流器通过连杆、端板以可拆卸的连接方式固定在燃气管道内部。

一种适用低热值燃气的富氧助燃装置\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种工业炉助燃装置，特别是涉及一种适用低热值燃气的富氧助燃装置。\n背景技术\n[0002] 工业炉采用富氧燃烧是国际普遍公认的、有效的节能减排措施。但目前我国绝大部分工业炉都是采用空气助燃，其缺点是对燃气热值要求高，需耗用大量利用价值极高的焦炉煤气。这是因为：如果燃气热值低，则燃气理论燃烧温度较低，无法保证生产需求。因此，为了提高空气助燃理论燃烧温度，必须采用空气、煤气、或空、煤气双预热的技术，燃气\n3\n热值也必须保证在7500-9200KJ/NM 之间，因而要求在混合燃气中含有30％～40％的高热值焦炉煤气。\n[0003] 随着低成本富氧制取技术的日益成熟，国家节能减排的压力不断增大，焦炉煤气用于氢冶金的呼声越来越高，通过工业炉推行富氧燃烧以直接利用低热值高炉煤气的需求迫在眉睫。\n[0004] 采用空气助燃的工业炉，若实施富氧技术后，燃气热值、空燃比、燃气和助燃空气的流量等参数，都将发生很大变化。尤其是在冶金企业中普遍使用的混合煤气，其热值会随着高炉煤气和焦炉煤气混合比例以及热值的变化而波动，再增加富氧浓度的调节因素，原来所使用的空气助燃的烧嘴，根本无法满足使用要求。\n[0005] 由此可见，上述现有的燃烧装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种可适用于低热值煤气的富氧燃烧，对燃气热值和助燃空气的富氧浓度在较大范围内单独波动、甚至双波动的条件下，不需要更换烧嘴，即可达到多种工况使用要求，实现低空燃比的完全燃烧，最终实现节能减排目的的新的适用低热值燃气的富氧助燃装置，实属当前重要研发课题之一。\n实用新型内容\n[0006] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种适用低热值燃气的富氧助燃装置，使其可适用于低热值煤气的富氧燃烧，对燃气热值和助燃空气的富氧浓度在较大范围内单独波动、甚至双波动的条件下，不需要更换烧嘴，即可满足多种工况使用要求，实现低空燃比的完全燃烧，最终实现节能减排目的，克服现有燃烧装置的不足。\n[0007] 为解决上述技术问题，本实用新型一种适用低热值燃气的富氧助燃装置，主要由助燃气体管道、燃气管道、烧嘴和燃烧通道组成，其中：助燃气体管道内部固定有隔板，将助燃气体管道分隔为直流管道和旋流管道，并在旋流管道内设置助燃旋流器；直流管道、旋流管道和燃气管道分别通过烧嘴与燃烧通道连通。\n[0008] 作为本实用新型的一种改进，所述的旋流通道和燃气通道与烧嘴的喷口连通，直流管道穿过烧嘴侧壁直接通入燃烧通道中。\n[0009] 所述的助燃气体管道上设有调节直流管道和旋流管道气体流量比的分配阀。\n[0010] 所述的烧嘴的喷口直径为50～300mm。\n[0011] 所述的烧嘴的喷口直径为50～100mm。\n[0012] 所述的燃烧通道侧面还设有一个以上烟气回流通道。\n[0013] 所述的烧嘴的侧壁设有观察或点火孔。\n[0014] 所述的燃气管道内设置有燃气旋流器。\n[0015] 所述的燃气旋流器通过连杆、端板以可拆卸的连接方式固定在燃气管道内部。\n[0016] 采用这样的设计后，本实用新型至少具有如下优点：\n[0017] 1、本实用新型具有燃气和助燃空气双旋流设计，采用富氧空气助燃，还可按合理比例将富氧空气分成直流、旋流两部分，对燃气热值和富氧浓度的变化具有很强的调节适应能力，强化燃气助燃，确保低热值燃气在低空气过剩系数下仍可实现完全燃烧，本实用新型可提高热效率、节约燃料、减少废气排放量和空气污染，节能效果显著；\n[0018] 2、本实用新型节能环保、低氮低碳效果明显，实践证明：助燃气体的富氧浓度每提高0.1％，理论燃烧温度提高30℃，当富氧浓度达到28％时，可节能30％，减少近30％的CO2排放、以及近80％的NOX排放；\n[0019] 3、经济效益明显，利用本装置，燃烧高炉煤气等低热值煤气的理论燃烧温度可达到1320℃，完全满足加热炉生产要求，不仅节省了高价的焦炉煤气，而且置换出了高热值的焦炉煤气，为开发焦炉煤气化工产品或者实现氢冶金创造了先决条件；\n[0020] 4、可以在热值工况改变的条件下，通过调节本装置达到稳定加热炉生产条件的效果，且容易体现出实施富氧燃烧的定量化效果，有助于企业坚定实施富氧燃烧的信心和动力，有助于国家正在大力倡导的“合同能源管理”模式的推广和应用，有助于国家节能减排战略目标的实现。\n附图说明\n[0021] 上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。\n[0022] 图1是本实用新型一种适用低热值燃气的富氧助燃装置的结构示意图。\n[0023] 图2是本实用新型一种适用低热值燃气的富氧助燃装置的亚高速烧嘴喷口的结构示意图。\n具体实施方式\n[0024] 请参阅图1所示，本实用新型适用低热值燃气的富氧助燃装置，主要由助燃气体管道1、燃气管道2、烧嘴3和燃烧通道4组成。\n[0025] 其中，助燃气体管道1的进气端与大气、富氧发生装置或其它助燃气体输送装置连通，内部固定有直流/旋流隔板11，将助燃气体管道分隔为直流管道12和旋流管道13，并在助燃气体管道1上设置调节直流管道12和旋流管道13气体流量比的直流/旋流空气比例分配阀14，在旋流管道13内设置助燃旋流器15。\n[0026] 燃气管道2的进气端21与燃气输送装置连通，内部设置有燃气旋流器22，燃气旋流器22可通过燃气旋流器连杆23、燃气旋流器更换端板24可拆卸的固定在燃气管道2的内部。本实用新型的燃气旋流器22可设计为不同截面直径、不同叶片形状和长度范围的旋流器，使用者可根据需要选用相应的规格，并可通过连杆23和端板24的可拆卸连接设计，使燃气旋流器22的拆卸更换和安装维修更加方便，以适应生产过程中对燃气流速的不同要求。\n[0027] 旋流通道13和燃气通道2的出气端与烧嘴3的喷口连通，直流管道12的出气端穿过烧嘴3的侧壁直接通入燃烧通道4中。\n[0028] 请配合参阅图2所示，烧嘴3的喷口可设计为普通规格或亚高速规格。普通规格的喷口31的直径范围为100～300mm，亚高速喷口32的直径范围为50～100mm。其中，由于亚高速喷口32相对于普通喷口31缩小了口径，相应的提高了燃气的流速。此外，还可在烧嘴3的侧壁上设置观察或点火孔33，便于烧嘴点火或人工动态判断燃烧状态。\n[0029] 燃烧通道4的侧面可设置一个以上烟气回流通道41，利用燃烧气体在喷射时产生的低压回流作用，抽入烟气，降低燃烧火燃局部高温区，减少富氧情况下产生NOX的可能性。\n[0030] 工作时，进入助燃气体管道1的助燃气体，经分配阀14和隔板11被分成两部分，分配比例可根据需要合理调节并预先设定，隔板11保证两部分气体在参与燃烧前不再混合；直流助燃空气部分经过直流管道12直接进入燃烧通道4；旋流助燃空气部分，在助燃旋流器15作用下，变成旋流助燃空气，进入烧嘴3的喷口内；燃气进入燃气管道2，在燃气旋流器22的作用下变成旋流燃气，并被输送到烧嘴3的喷口内。利用本实用新型装置，实现了一股旋流燃气、一股旋流助燃气体以及另一股直流助燃气体在燃烧通道内混合燃烧。\n[0031] 利用富氧气体助燃，可使低热值燃气达到要求的燃烧温度。但是在富氧燃烧的实践应用中，由于富氧助燃气体流量需求减少导致流速较慢，因此在低空燃比条件下难以达到完全燃烧。本实用新型通过调节旋流助燃气体比例、选用相应规格的旋流器以及改变烧嘴喷口的直径，可极大范围地、高精度地改变燃气流速，使烧嘴适应燃气热值和富氧浓度的变化。利用本实用新型提高了烟气的喷出速度和扰动能力后，在低空燃比的状态下同样能够实现完全燃烧。\n[0032] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。