本实用新型专利技术属于热能工程技术领域，具体为一种燃气锅炉富氧燃烧供装置。本实用新型专利技术燃气锅炉富氧燃烧供气装置包括：采用常温空分技术的现场制氧系统，用于直接自空气中制取25～50%的富氧空气；供气回路系统，用于确保将富氧和燃气进入燃烧器的“末端”、“开式”并与燃气流量“等比例跟随”加入：控制系统，用于控制现场制氧系统开停/切换，并接收燃气回路的燃气安全切断阀的信号，来决定富氧供气比例阀的开度，实现等比例供气。本实用新型专利技术通过富氧与燃气预混后入燃烧器，对比将助燃空气整体富氧化的富氧燃烧的装置，所需富氧量更小，可降低制氧设备的投资成本、运行费用，是一种高效安全、低成本的富氧燃烧解决方案。低成本的富氧燃烧解决方案。低成本的富氧燃烧解决方案。
【技术实现步骤摘要】
一种燃气锅炉富氧燃烧供气装置
[0001]本技术属于热能工程
，具体涉及一种燃气锅炉富氧燃烧供气装置。
技术介绍
[0002]富氧，广泛应用于各种燃油、燃气、燃煤窑炉(玻璃、水泥、陶瓷)、各种锅炉、加热炉、焚烧炉、热媒炉、热风炉、冶炼炉、航空发动机、船舶发动机等助燃节能与环保；催化裂化、脱硫、废水处理、发动机增效、富氧造(煤)气、各种氧化反应、发酵等领域也应用富氧技术取得了较好的经济效益；另外，富氧也大量的应用于医疗保健、大型富氧通风、高原增氧、水产养殖等方面，涉及石化、化工、医药、轻工、电力、建材、冶金、煤炭、交通运输、水产养殖和国防军事等领域。
[0003]空气中含有大约21％的氧气和78％的氮气，在以空气为原料提取富氧的方法中，工业上最广泛采用的方法是深冷精馏法和变压吸附法，但这两种方法构建的富氧系统均存在投资大，耗能高，技术复杂，需专人操作，且运行费用较高；此外，还有诸如电解法、化学法等氧气分离方法，但因其以消耗水、消耗化学品原料来实现氧气分离，存在原料获取不易、能源消耗高、制造成本高、使用成本高等方面的弊端，为工业客户所不能接受，仅在一些特殊场合采用。
[0004]膜法富氧技术是自70年代末逐渐发展起来的一种新分离方法，它利用有机高分子致密薄膜对氮、氧的选择透过性差异，当在膜两侧存在压力差或者压力比时，混合气体中渗透速率快的气体如水蒸汽、氢气、氦气、氧气、二氧化碳等透过膜后在膜的低压侧富集成为富氧空气(视膜材料的氧氮分离系数不同，单级分离可获得纯度约为23～60％的富氧)，而渗透速率相对慢的气体如氮气、氩气、甲烷和一氧化碳等在膜的滞留侧被富集为贫氧(或富氮)空气，膜分离方法为富氧提取开辟了一条新途径，因它在分离浓缩的全过程中不存在相变，常温分离，具有设备简单、制造成本低、能源消耗小、产量可调节、启动迅速、操作简便、系统静态运行、可靠性高等突出优点，是一种经济的分离方法，目前，采用膜分离方法制取富氧已广泛应用于富氧助燃、富氧通风、水处理等领域，尤其针对玻璃、冶金、水泥回转窑、工业锅炉等等热能工程领域的富氧助燃，因膜分离方法具有的一系列优点，可为各用能单位提供一种相对廉价、灵活的现场供气方法而被广泛采用。
[0005]众所周知，富氧燃烧成败的关键在于如何低成本的供给氧气，有效的降低富氧装置的运行成本、维护成本及装置造价，而随着膜分离材料的研究开发以及流程工艺的突破，应用于空气分离的有机膜分离材料其氧氮分离的α(阿尔法)值大都在2～7之间，在一定的压力比下可以直接自空气中获得大约30～60％纯度的氧气，而提高膜分离材料的分离系数、进一步降低分离压力比、提高渗透量等围绕前述所要求的成本控制已做到极限，挑战艰难愈发难以为继，而在燃气锅炉、窑炉采用的富氧燃烧方法中，大都直接提高助燃空气含氧量的方法，这使得所需富氧量非常大，很难将设备成本控制在一般客户可接受的程度，投资回收期太长，而在直接预混到燃料侧进行预混燃烧的富氧燃烧方法中，因存在爆燃的风险而使得技术推广饱受质疑，在这个领域，急需一种高效、安全的解决方案。
技术实现思路
[0006]鉴于以上情况，针对以天然气(典型的，以～97％甲烷为例)为燃料的燃气锅炉、窑炉，本技术的目的在于提供一种高效、安全、低成本的燃气锅炉富氧燃烧供气装置。
[0007]本技术采用常温空分(膜分离或变压吸附方法)技术直接自空气中提取富氧，并采用如本技术设计的供气回路，将制取的富氧与燃气预混后进行富氧燃烧。
[0008]本技术提供的燃气锅炉富氧燃烧供气装置，其结构如图1和图2所示，包括：
[0009]至少一种采用常温空分技术的现场制氧系统，用于直接自空气中制取25～50％的富氧空气；
[0010]至少一个储罐，该储罐与现场制氧设备连接，所述储罐容积“受限”，通常可满足1分钟以内的富氧空气的供气流量的需求，并且带有安全阀，带有压力显示元件；
[0011]一套供气回路系统，包括富氧空气输送管路和燃气输送管路；供气回路系统可以确保将富氧和燃气进入燃烧器的“末端”、“开式”并与燃气流量“等比例跟随”加入，其中：
[0012]所述富氧空气输送管路，一方面接收储罐的富氧气源，并将其送往燃烧器燃末端；该管路包括依次连接的减压阀、自动切断阀、比例阀/执行器；其中，减压阀后管路上设有压力表，用于检测管路中流体压力；在自动切断阀与比例阀/执行器的管路上连接有放散旁路(该旁路由放空阀、电接点压力表组成，其中电接点压力表也可以是其它压力监测元件)；比例阀/执行器用于控制富氧空气的流量，从而在控制系统的控制下调节富氧空气与燃气的比例；
[0013]该管路中可以优选而非必要的设置若干球阀，用于临时切断供气回路；
[0014]该管路中末端可以优选而非必要的设置单向阀，用于防止返流；
[0015]所述燃气输送管路，连接燃气气源，并将其送往燃烧器燃末端；该管路包括依次接的减压阀、自动切断阀、比例阀/执行器；减压阀、自动切断阀的连接管路上设有压力表，用于检测管路中流体压力；比例阀/执行器用于控制富氧空气的流量；
[0016]该管路中可以优选而非必要的设置手动球阀，用于临时切断供气回路；
[0017]富氧空气输送管路、燃气输送管路与燃烧器之间由一三通连接，即三通的两个端口分别与富氧空气输送管路和燃气输送管路连接，三通的另一端口与燃烧器末端连接；
[0018]其中，对于低氮燃烧器，末端加入也可自燃气回路的减压、切断保护措施之后而在比例阀之前加入富氧；
[0019]一套控制系统，用于控制现场制氧系统开停/切换，并可接收燃气回路的燃气安全切断阀的信号，来决定打开富氧供气阀，并能接受燃气回路的燃气比例阀/执行器的开度信号，来决定富氧供气比例阀的开度，从而实现等比例供气；并且可对放散阀进行控制。
[0020]本技术中，富氧是自燃烧器燃料供给回路的安全切断阀之后，与燃气进行预混，然后进入燃烧器，是一种“末端”、“开式”、富氧与燃气流量“等比例跟随”的加入方式，其中，所谓“末端”，是指在燃气安全阀切断之后富氧通过三通预混进入燃烧器，即在燃烧器安全切断保护措施之后且靠近燃烧器燃料进入侧的加入方法；所谓“开式”，是指燃气进入燃烧器之后，燃料与富氧气体混合后可能形成的燃烧爆炸反应所产生的能量有释放口，可随着燃烧产物自燃烧器出口泄放到炉膛；所谓富氧与燃气流量“等比例跟随”加入,是指控制系统，根据接收到的燃气输送管路中比例阀/执行器的开度信号或流量信号，来决定富氧供气比例阀的开度，从而实现等比例供气；这样可以避免在燃气流量较小而富氧流量大时容
易吹灭、甚至触发爆炸极限产生爆燃的现象。
[0021]本技术提供的燃气锅炉富氧燃烧供气装置，其工作流程如下：
[0022](1)采用常温空分(如膜分离、变压吸附)技术直接自空气中分离纯度为25％～50％的富氧空气；
[0023]因氧纯度不高，无需耐受更高温度的燃烧器，适应性广；
[0024]常温空分(如膜分离、变压吸附)技术的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种燃气锅炉富氧燃烧供气装置，其特征在于，包括：至少一种采用常温空分技术的用于直接自空气中制取富氧空气的现场制氧系统；至少一个储罐，该储罐与现场制氧设备连接，所述储罐容积“受限”，其满足1分钟以内的富氧空气的供气流量的需求，并且带有安全阀，带有压力显示元件；一套供气回路系统，包括富氧空气输送管路和燃气输送管路；供气回路系统可以确保将富氧和燃气进入燃烧器的“末端”、“开式”并与燃气流量“等比例跟随”加入：其中：所述富氧空气输送管路，一方面接收储罐的富氧气源，并将其送往燃烧器燃末端；该管路包括依次连接的减压阀、自动切断阀、比例阀/执行器；其中，减压阀后管路上设有压力表，用于检测管路中流体压力；在自动切断阀与比例阀/执行器的管路上连接有放散旁路；比例阀/执行器用于控制富氧空气的流量，从而在控制系统的控制下调节富氧空气与燃气的比例；所述燃气输送管路，连接燃气气源，并将其送往燃烧器燃末端；该管路包括依次接的减压阀、自动切断阀、比例阀/执行器；减压阀、自动切断阀的连接管路上设有压力表，用于检测管路中流体压力；比例阀/执行器用于控制富氧空气的流量；富氧空气输送管路、燃气输送管路与燃烧器之间由一三通连接，即三通的两个端口分别与富氧空气输送管路和燃气输送管路连接，三通的另一端口与燃烧器末端连接；一套控制系统，用于控制现场制氧系统开停/切换，并可接收燃...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈奕璇，罗二平，罗鹏，李新，申广浩，王晨，顾修筑，谢东红，贾吉来，
申请(专利权)人：上海穗杉实业股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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