一种蓄热式燃烧设备的控制方法技术

本发明专利技术提供一种蓄热式燃烧设备的控制方法，其包括点火步骤、启动步骤、燃烧步骤和切换步骤。本发明专利技术的方法不仅克服了传统蓄热式燃烧设备成对控制方法的技术偏见，而且取得了预料不到的节能技术效果，有效解决了现有高温空气燃烧技术中换向时易出现爆鸣暴炉以及燃料浪费严重的现象。

【技术实现步骤摘要】
一种蓄热式燃烧设备的控制方法
本专利技术涉及一种燃烧设备的控制方法，特别是涉及一种蓄热式燃烧设备的控制方法。
技术介绍
工业炉窑是工业生产的主要耗能设备，能耗占到了工业总能耗的60％，因此其节能技术的研究具有极其重要的意义。现有工业炉窑普遍使用蓄热式燃烧系统来对烟气的余热进行回收利用。然而目前国内外使用的蓄热式燃烧系统均是采用成对布置，即一组数量的蓄热式燃烧器用于燃烧，另一组数量相同的蓄热式燃烧器用于排烟，定时换向，蓄热体交替蓄热与放热。在这种成对分布燃烧器的蓄热式燃烧系统中，由于提供燃烧用的助燃气体所使用的管道空间与排烟所使用的烟气管道空间相等，而助燃气体与燃料混合燃烧后产生的烟气体积会增多，标况烟气量至少是助燃气体量的1.1-1.3倍，排烟温度为180℃时，烟气的工况体积是助燃气体体积的1.6-1.8倍，使炉膛处于一个高压、不安全状态。现有的解决办法是在炉体上增加辅助烟道让30％左右的高温烟气直接排走，但是这又会导致总烟气余热回收率只有50％-60％，且排烟温度过高会直接影响环保装置的安全运行。另外，传统蓄热式燃烧设备的控制方法在换向时，不仅炉压波动大，极易出现爆鸣爆炉现象，而且换向时间较长，燃料浪费严重。出于这种考虑，本专利技术的专利技术人进行了深入研究，目的是解决相关领域现有技术所暴露出来的问题，希望提供一种更加环保、节能和安全的蓄热式燃烧设备的控制方法，以最大限度地回收烟气余热。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种蓄热式燃烧设备的控制方法，其包括点火步骤、启动步骤、燃烧步骤、切换步骤和循环步骤，不仅克服了传统蓄热式燃烧设备成对控制方法的技术偏见，而且取得了预料不到的节能技术效果，有效解决了现有高温空气燃烧方法中换向时易出现爆鸣暴炉以及燃料浪费严重的现象。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本专利技术提供了一种蓄热式燃烧设备的控制方法，其包括如下步骤：点火步骤：使一个蓄热式燃烧器首先进行点火燃烧；启动步骤：逐一启动m-1个蓄热式燃烧器用于燃烧，直至有m个蓄热式燃烧器均用于燃烧，n个蓄热式燃烧器用于排烟，其中n＞m，n+m≥5，n和m为自然数；燃烧步骤：用于燃烧的蓄热式燃烧器进行燃烧工作，用于排烟的蓄热式燃烧器将炉膛内的烟气排出；切换步骤：切换一个用于燃烧的蓄热式燃烧器用于排烟，切换一个用于排烟的蓄热式燃烧器用于燃烧，使得用于排烟的蓄热式燃烧器的数量比用于燃烧的蓄热式燃烧器的数量多，且至少有另一个蓄热式燃烧器保持燃烧工作；循环步骤：返回执行燃烧步骤，直至燃烧工作结束。将本专利技术的控制方法应用于蓄热式燃烧设备，一方面可以提高设备燃烧效率，保证燃料充分燃烧，另一方面能够保证蓄热式燃烧设备内部的炉压稳定，避免了传统成对分布燃烧器的蓄热式燃烧设备在交替切换时容易出现的爆鸣爆炉现象的发生。再一方面保证炉膛内炉温的稳定。此外，燃烧过程所产生的全部高温烟气均通过蓄热式燃烧器排出，总的烟气余热回收率可以提高到了85％以上，比现有技术中成对设置燃烧器的蓄热式燃烧设备可以节能至少20％～25％，节能潜力巨大，不仅解决了现有技术中总烟气余热回收率较低的问题，而且相比于现有技术更加节能、环保和安全。根据本专利技术的一个具体实施例，炉膛内的全部烟气通过用于排烟的蓄热式燃烧器排出。本专利技术的方法将燃烧过程所产生的全部高温烟气均通过用于排烟的蓄热式燃烧器排出，蓄热室的排烟温度即为实际排烟温度，总的烟气余热回收率提高到了85％以上，相比于现有技术更加节能。此外，本专利技术的方法还解决了现有技术中蓄热式燃烧器助燃气体过剩较多，燃烧效率偏低、火焰形状与刚度较差的问题，极大降低了烟气中CO、CO2以及NOx等污染物的生成量。根据本专利技术的一个具体实施例，在所述切换步骤中，至少有两个蓄热式燃烧器保持排烟工作。由此进一步提高了设备的排烟能力以及炉压的稳定。根据本专利技术的一个具体实施例，在所述启动步骤中，以间隔时间段逐一启动m-1个蓄热式燃烧器，直至m个蓄热式燃烧器均用于燃烧。以间隔时间段滚动式逐一启动蓄热式燃烧器，由此保证了在启动步骤中至少有另一个蓄热式燃烧器保持燃烧工作，有效避免了爆鸣爆炉现象的发生。根据本专利技术的一个具体实施例，在所述切换步骤中，逐一切换一个用于燃烧的蓄热式燃烧器用于排烟，同时逐一切换一个用于排烟的蓄热式燃烧器用于燃烧。逐一切换可以实现蓄热式燃烧器炉压的灵活控制，进一步提高了设备的安全性能。同时切换又可以实现烟气余热的极限回收和助燃气体的高效预热。根据本专利技术的一个具体实施例，在所述切换步骤中，顺次地切换一个用于燃烧的蓄热式燃烧器用于排烟，并且顺次地切换一个用于排烟的蓄热式燃烧器用于燃烧。由此延长了单个蓄热式燃烧器用于排烟的工作时间，使得蓄热体吸热更加充分，在安全生产的前提下最大限度回收总的高温烟气的余热，改善了生产及周边环境，极大降低了烟气的热量损失，减少了生产劳动强度。经本专利技术的专利技术人的大量实验验证，在本专利技术的方法中，高温烟气可以以不高于200℃、以不高于180℃、以不高于150℃、以不高于120℃或以不高于100℃的温度经过换向阀排出。当用于排烟的蓄热式燃烧器经换向后用于燃烧时，预热助燃气体的温度效率可以提高到95％以上，助燃气体的预热温度可以比炉膛温度仅低100℃左右，从而进一步减小炉膛内压差的变化，确保燃烧生产的稳定进行。根据本专利技术的一个具体实施例，在所述切换步骤中，周期性地切换用于燃烧的蓄热式燃烧器用于排烟，并且周期性地切换用于排烟的蓄热式燃烧器用于燃烧。由此可消除炉膛局部高温区，使温度分布更均匀。根据本专利技术的一个具体实施例，所述间隔时间段为T/m，其中T为用于燃烧的蓄热式燃烧器每次用于燃烧的工作时间。根据本专利技术的一个具体实施例，用于燃烧的蓄热式燃烧器每次用于燃烧的工作时间T为15～300秒，优选30～200秒。在本专利技术的方法中，控制器切换所述蓄热式燃烧器被控制以交替用于燃烧或用于排烟。当所述蓄热式燃烧器用于燃烧时，其可对助燃气体进行预热；当所述蓄热式燃烧器用于排烟时，其又可吸收燃烧所产生的高温烟气的热量，准确控制蓄热式燃烧器用于燃烧的时间，不仅可以提高烟气余热回收率，而且可以提高燃烧效率。在本专利技术的方法中，所述控制器是一种在短时间内，按照预定的组成程序，选择和切换蓄热式燃烧器交替用于燃烧和用于排烟的控制方式。执行顺序控制或微机控制的控制器包括至少一个中央处理单元的可编程控制器，一个ROM存储程序，接口和其它。在本专利技术的方法中，所述控制器分别与点火装置、燃气阀、助燃气体换向阀及烟气换向阀相连，用于控制点火装置的点火工作以及控制阀的工作。在本专利技术的方法中，所述助燃气体可以是空气、富氧或者氧气。在本专利技术的方法中，所述燃料可以是气体燃料或者液体燃料。可用作本专利技术的气体燃料的实例包括但不限于：天然气、高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、发生炉煤气或者混合煤气。与现有技术相比，本专利技术的一直蓄热式燃烧设备的控制方法具有如下突出优点：(1)排烟顺畅、炉压稳定。燃烧产生的烟气能够及时地被蓄热式燃烧器全部排出，确保设备工作的安全性(2)温差小，加热质量好。燃烧炉内温度分布均匀，温差达±5℃，加上炉内较低的含氧环境，对加热工件极为有利。既提高了加热速度和加热质量，又减少了工件氧化烧损率，大大提高了炉子产量。(3)节能效果显著。总的烟气余热回收率可以提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄热式燃烧设备的控制方法，其包括如下步骤：点火步骤：使一个蓄热式燃烧器首先进行点火燃烧；启动步骤：逐一启动m‑1个蓄热式燃烧器用于燃烧，直至有m个蓄热式燃烧器均用于燃烧，n个蓄热式燃烧器用于排烟，其中n＞m，n+m≥5，n和m为自然数；燃烧步骤：用于燃烧的蓄热式燃烧器进行燃烧工作，用于排烟的蓄热式燃烧器将炉膛内的烟气排出；切换步骤：切换一个用于燃烧的蓄热式燃烧器用于排烟，切换一个用于排烟的蓄热式燃烧器用于燃烧，使得用于排烟的蓄热式燃烧器的数量比用于燃烧的蓄热式燃烧器的数量多，且至少有另一个蓄热式燃烧器保持燃烧工作；循环步骤：返回执行燃烧步骤，直至燃烧工作结束。

【技术特征摘要】
2013.09.24 CN 20131043722821.一种蓄热式燃烧设备的控制方法，其包括如下步骤：点火步骤：使一个蓄热式燃烧器首先进行点火燃烧；启动步骤：逐一启动m-1个蓄热式燃烧器用于燃烧，直至有m个蓄热式燃烧器均用于燃烧，n个蓄热式燃烧器用于排烟，其中n＞m，n+m≥5，n和m为自然数；燃烧步骤：用于燃烧的蓄热式燃烧器进行燃烧工作，用于排烟的蓄热式燃烧器将炉膛内的烟气排出；切换步骤：切换一个用于燃烧的蓄热式燃烧器用于排烟，切换一个用于排烟的蓄热式燃烧器用于燃烧，使得用于排烟的蓄热式燃烧器的数量比用于燃烧的蓄热式燃烧器的数量多，且至少有另一个蓄热式燃烧器保持燃烧工作；循环步骤：返回执行燃烧步骤，直至燃烧工作结束其中，炉膛内的全部烟气通过用于排烟的蓄热式燃烧器排出。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述切换步骤中，至少有两个蓄热式燃烧器保持排烟工作。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述启动步骤中，以间隔时间段逐一启动m-1个...

【专利技术属性】
技术研发人员：周绍芳，
申请(专利权)人：湖南巴陵炉窑节能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43