一种用于操作炉1的方法，包括由加热步骤、停止步骤以及将该停止步骤与后续加热步骤关联的重新启动步骤组成的连续循环，其中通过经由穿过腔室(20)的介质(31)与排出的烟气(10)进行间接交换而在该炉(1)的上游预热从燃料和氧化剂中选择的至少一种流体(40)，这些烟气(10)通过第一壁(21)与该腔室(20)中的介质(31)分开，并且该待预热的流体(40)通过第二壁与该腔室中的介质(31)分开；并且其中该腔室(20)中的介质(31)的流速Dm不超过在该加热步骤期间的腔室(20)中的介质(31)的流速Dm的0％、优选地75％且更优选地90％；并且在该重新启动步骤期间，该腔室中的介质(31)的流速Dm高于在该停止步骤期间的流速Dm并且进行调整以便限制在该重新启动步骤期间的第一壁(21)的加热速率，直到该第一壁(21)在该重新启动步骤结束时达到在该加热步骤期间的第一壁(21)的操作温度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括在分批式炉的上游预热流体的用于操作该炉的方法本专利技术涉及在炉的上游通过与从该炉中排出的烟道气体进行热交换来预热流体。已知借助于蓄热器使用存在于排出的烟道气体中的热量在炉的上游预热燃烧空气，这些蓄热器交替地操作以下项：(a)首先将烟道气体运送穿过蓄热器以便加热蓄热器，以及(b)然后通过使燃烧空气穿过这样被加热的蓄热器而进行加热。因此，排出的烟道气体和燃烧空气穿过蓄热器内部的相同容积，但是在不同时刻穿过。出于安全原因，其中热烟道气体和待加热的流体穿过相同容积的此种方法并不适合于预热燃料或富氧氧化剂。还已知在炉的上游通过在一个或多个热交换器(通常被称为复热器)中与排出的烟道气体进行热交换来预热燃烧氧化剂和/或燃料，其中排出的烟道气体和待加热的流体在单独的回路中循环。那么有必要确保待预热的流体的回路与排出的烟道气体的回路之间的密封性，以便避免烟道气体与流体之间的任何直接接触。在当前背景下，表达“热交换”或“热量交换”是指其中热流体与待加热的流体在单独的回路中循环而两种流体之间没有混合或直接接触的此类过程。直接热交换与间接热交换之间有所区别。在直接热交换期间，利用更热的流体通过跨过将待加热的流体与该更热的流体分开的壁进行热交换来加热流体。间接热交换应被理解成是指经由中间流体在两个直接交换步骤中的热交换。液化空气(AirLiquide)公司已经开发出这样一种预热技术并使其工业化，该预热技术特别可靠并且适于通过待预热的流体与从炉中排出的烟道气体之间的间接热交换来预热具有高含氧量的氧化剂。因此，在液化空气公司的预热技术中：●在第一步骤中，通过跨过第一壁与烟道气体进行直接热交换来加热中间流体，以及●在第二步骤中，通过跨过第二壁与在第一步骤中加热的中间流体进行直接热交换来预热燃烧氧气(以及在适当情况下燃料)。WO2006/054015中具体地描述这种技术。在连续产生足以将氧气和/或燃料预热到期望温度的热烟道气体流的炉的情况下，这种技术实现相当大的效率节约。出于安全原因，重要的是避免各种回路之间的泄漏。此类泄漏可能起因于能够使热交换器的壁和接头脆化的热冲击以及具体地温度的突然和重复变化。从工业炉中排出的烟道气体可以容易达到600℃与1550℃之间的温度。因此，建议使一个或多个热交换器缓慢且逐渐地达到它们的操作温度，即，逐渐地使该一个或多个热交换器的各个部分达到它们在流体的预热期间将具有的温度。类似地，建议当炉中的燃烧关闭时和当不再从炉中排出任何热烟道气体时，使该一个或多个交换器逐渐地达到环境温度。该一个或多个热交换器的这种加热和这种冷却可能会花费相当长的时间。在工业中，连续式炉与分批式炉之间有所区别。连续式炉在可能持续数月或甚至数年的整个运行期间连续地被加热。另一方面，分批式炉的操作的特征在于以下步骤的重复循环：a)加热步骤，在此期间通过燃料与氧化剂的燃烧来加热炉，其中产生热量和热烟道气体，所述热烟道气体随后通过排出管道从炉中排出；和b)关闭步骤，在此期间中断燃料与氧化剂在炉中的燃烧和热烟道气体通过管道从炉中的排出。在产生与不产生热烟道气体的时段之间的这种交替使得已知用于通过在一个或多个交换器中与排出的烟道气体进行热交换来预热燃烧反应物的方法不适合于在分批式炉上实施，因为它们导致较高、突然且重复的温度变化，尤其是在将排出的烟道气体分别与待加热的流体或中间流体分开的壁中。本专利技术的目标是提供一种适合于分批式炉的间接预热技术。本专利技术的目标更具体地是使得能够针对分批式炉借助于间接预热技术从排出的烟道气体中可靠且有效地回收热量。为了这个目的，本专利技术提出一种用于操作炉的方法，该方法包括加热步骤，在该加热步骤期间实施上述间接预热技术。因此，在加热步骤期间：(a)将燃料和氧化剂供应到炉并且通过燃料与氧化剂的燃烧来加热炉，其中产生热量和燃烧烟道气体，这些烟道气体通过管道从炉中排出，以及(b)在炉的上游借助于从炉中排出的烟道气体通过以下方式来预热从燃料和氧化剂中选择的至少一种流体：●将流速Dm(>0)的液体或气体介质引入到腔室中并且通过跨过第一壁与管道中的烟道气体进行热交换来加热所述介质，该第一壁将腔室中的介质与管道中的烟道气体分开，其中得到被加热的介质，该第一壁然后具有被称为“操作温度”的温度；和●将流速Df(>0)的待预热的流体引入到至少一根管线中，以便通过跨过第二壁与腔室中被加热的介质进行热交换来预热流体，该第二壁将该至少一根管线中的流体与腔室中被加热的介质分开。用于操作炉的方法包括上述加热步骤、接着关闭步骤以及接着重新启动步骤的重复循环，该重新启动步骤桥接在关闭步骤与下一加热步骤之间。在关闭步骤期间：●中断燃料和氧化剂到炉的供应和燃料与氧化剂在炉中的燃烧，以及显然地中断烟道气体通过管道从炉中的排出。根据本专利技术，从每个关闭步骤开始，即，当燃料在炉中的燃烧停止时，并且在整个关闭步骤中，腔室中的介质的流速Dm减小至少50％、优选地至少75％且更优选地至少90％。腔室中的介质的流速Dm可以具体地从每个关闭步骤开始时停止(Dm＝0)。通过这样使将管道中排出的烟道气体与中间流体分开的壁(第一壁)的冷却减慢或甚至通过限制该冷却，在每个关闭步骤开始时避免这个第一壁中的热冲击。而且根据本专利技术，燃料与氧化剂在炉中的燃烧和烟道气体通过管道的排出在重新启动步骤开始时重新启动。腔室中的介质的流速Dm同时以受控方式增加并且随后进行调节以便限制将管道中的排出的烟道气体与腔室中的中间流体分开的壁(第一壁)的加热速率，直到第一壁在下一加热步骤开始时达到操作温度。第一壁的冷却速率VT↓和加热速率VT↑被定义为：并且用K/s表示。为了防止热交换器在第一壁处热脆化，冷却速率VT↓和加热速率VT↑不可以超过它们相应的上限VT↓max和VT↑max。所述上限VT↓max和VT↑max可以是相同或不同的(作为绝对值)。它们取决于形成第一壁的材料并且也取决于将第一壁连接到热交换器的其余部分的连接部(例如，焊缝)。具体地，某些材料或材料的组合比其他材料更好地承受温度变化。通过在关闭步骤和重新启动步骤期间以上述方式调节中间流体的流速Dm，有可能在关闭步骤期间限制并减慢第一壁的冷却，使得VT↓不超过VT↓max，并且还有可能限制第一壁的加热速率VT↑，使得它不超过VT↑max，同时限制第一壁到达它的操作温度所需的时间。因此，本专利技术使得能够安全地得益于以下能量优点：利用分批式炉的设备中的排出的烟道气体中存在的热量来预热燃料或燃料氧化剂，同时限制与热交换器的(第一壁的)必要受控加热相关联的时间损失。用于在重新启动步骤期间选择中间流体的流速Dm变化的标准是：实现第一壁的高加热速率VT↑，同时符合所述加热速率的上限VT↑max。当第一壁对热冲击相当敏感时，即，当VT↑max相对较低时，和/或当从炉排出的烟道气体的温度达到高水平而这导致第一壁的温度急速升高的重大风险时，有可能在重新启动步骤期间将中间流体的流速Dm提高到高于加热步骤开始时中间流体的流速Dm的水平，然后将该流速Dm降低到下一加热步骤开始时的后一水平。另一方面，当第一壁的热脆化的风险相对较低，VT↑max相对较高和/或排出的烟道气体的温度相对较低时，Dm可以在重新启动步骤期间保持低于加热步骤开始时的流速Dm本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于操作炉(1)的方法，该方法包括加热步骤，其中：(c)将燃料和氧化剂供应到该炉(1)并且通过该燃料与该氧化剂的燃烧来加热该炉(1)，其中产生热量和烟道气体(10)，这些烟道气体(10)通过管道(11)从该炉(1)中排出，以及(d)在该炉(1)的上游通过以下方式来预热从该燃料和该氧化剂中选择的至少一种流体(40)：·将流速Dm>0的液体或气体介质(31)引入到腔室(20)中并且通过跨过第一壁(21)与该管道(11)中的烟道气体(10)进行热交换来加热所述介质(31)，该第一壁将该腔室(20)中的介质(31)与该管道(11)中的烟道气体(10)分开，其中得到被加热的介质(32)，以及·将流速Df>0的待预热的流体(40)引入到至少一根管线(41)中，以便通过跨过第二壁与该腔室(20)中的被加热的介质(32)进行热交换来预热该流体(40)，该第二壁将该至少一根管线(41)中的流体(40)与该腔室(20)中的被加热的介质(32)分开并且具有被称为操作温度的温度；该方法的特征在于：·它包括该加热步骤、接着关闭步骤和接着重新启动步骤的重复循环，·在该关闭步骤期间：o中断该燃料和该氧化剂到该炉(1)的供应、该燃料与该氧化剂在该炉(1)中的燃烧、以及烟道气体(10)通过该管道(11)从该炉(1)中的排出；和o该腔室(20)中的介质(31)的流速Dm不超过在该加热步骤期间的流速Dm的50％、优选地不超过75％且更优选地不超过90％；并且·在该重新启动步骤期间：o重新启动该燃料和该氧化剂到该炉(1)的供应、该燃料与该氧化剂在该炉(1)中的燃烧、以及烟道气体(10)通过该管道(11)从该炉(1)中的排出；和o将流速Dm的该介质(31)引入到该腔室中，该流速大于在该关闭步骤期间的流速Dm，并且调节该流速Dm以便在该重新启动步骤期间限制该第一壁(21)的加热速率，直到该第一壁(21)在该重新启动步骤结束时达到操作温度。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.08 FR 16565881.一种用于操作炉(1)的方法，该方法包括加热步骤，其中：(c)将燃料和氧化剂供应到该炉(1)并且通过该燃料与该氧化剂的燃烧来加热该炉(1)，其中产生热量和烟道气体(10)，这些烟道气体(10)通过管道(11)从该炉(1)中排出，以及(d)在该炉(1)的上游通过以下方式来预热从该燃料和该氧化剂中选择的至少一种流体(40)：·将流速Dm>0的液体或气体介质(31)引入到腔室(20)中并且通过跨过第一壁(21)与该管道(11)中的烟道气体(10)进行热交换来加热所述介质(31)，该第一壁将该腔室(20)中的介质(31)与该管道(11)中的烟道气体(10)分开，其中得到被加热的介质(32)，以及·将流速Df>0的待预热的流体(40)引入到至少一根管线(41)中，以便通过跨过第二壁与该腔室(20)中的被加热的介质(32)进行热交换来预热该流体(40)，该第二壁将该至少一根管线(41)中的流体(40)与该腔室(20)中的被加热的介质(32)分开并且具有被称为操作温度的温度；该方法的特征在于：·它包括该加热步骤、接着关闭步骤和接着重新启动步骤的重复循环，·在该关闭步骤期间：o中断该燃料和该氧化剂到该炉(1)的供应、该燃料与该氧化剂在该炉(1)中的燃烧、以及烟道气体(10)通过该管道(11)从该炉(1)中的排出；和o该腔室(20)中的介质(31)的流速Dm不超过在该加热步骤期间的流速Dm的50％、优选地不超过75％且更优选地不超过90％；并且·在该重新启动步骤期间：o重新启动该燃料和该氧化剂到该炉(1)的供应、该燃料与该氧化剂在该炉(1)中的燃烧、以及烟道气体(10)通过该管道(11)从该炉(1)中的排出；和o将流速Dm的该介质(31)引入到该腔室中，该流速大于在该关闭步骤期间的流速Dm，并且调节该流速Dm以便在该重新启动步骤期间限制该第一壁(21)的加热速率，直到该第一壁(21)在该重新启动步骤结束时达到操作温度。2.如权利要求1所述的操作方法，其中，在该关闭步骤期间，该流速Dm＝0。3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在该重新启动步骤期间，该流...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕克·雅里，彼得·范坎彭，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR
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