天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收和再循環(huán)調溫方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及天然氣富氧燃燒爐領域，特別是涉及一種天然氣工業(yè)窯爐、鍋爐富氧燃燒煙氣的余熱回收和再循環(huán)調溫方法及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]富氧燃燒是指用比空氣(含氧21 % )含氧濃度高的富氧空氣進行燃燒，它是一項高效節(jié)能的燃燒技術，在玻璃工業(yè)、冶金工業(yè)及熱能工程領域均有應用。富氧燃燒技術能提高天然氣燃燒效率，可使天然氣成本相對降低。隨天然氣價格不斷提高，節(jié)約用氣已是降低生產成本的關鍵途徑，開發(fā)天然氣富氧燃燒技術是天然氣節(jié)能的關鍵技術之一。
[0003]當天然氣富氧燃燒技術應用到工業(yè)窯爐、鍋爐生產時，往往存在以下問題:
[0004](I)天然氣燃燒熱值高，在富氧濃度條件下燃燒時燃燒溫度高，導致爐內和爐體過熱，增加爐料的氧化，甚至燒壞加熱的爐料和損壞爐體。
[0005](2)工業(yè)窯爐的排煙溫度在500°C以上，有些甚至達800°C以上，大型鍋爐也達到150°C以上，很大一部分熱量就被煙氣帶走，造成很大的能源浪費，并提高了產品的成本。

【發(fā)明內容】

[0006]基于上述現(xiàn)有技術所存在的問題，本發(fā)明提供一種天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收和再循環(huán)調溫及系統(tǒng)，能通過煙氣再循環(huán)控制工業(yè)窯爐、鍋爐的爐膛內溫度并回收煙氣中的熱量，解決工業(yè)窯爐、鍋爐在天然氣富氧燃燒時因溫度過高難以控制造成爐料氧化或燒壞，損壞爐體和排煙溫度過高造成能源浪費的問題。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收和再循環(huán)調溫方法，包括:
[0008]使天然氣富氧燃燒爐的爐膛排出的煙氣一部分通過進入再循環(huán)煙道，經所述再循環(huán)煙道設置的循環(huán)風機和電除塵器處理后返回至所述爐膛內，對所述爐膛進行降溫，上述過程循環(huán)進行，完成對所述爐膛內的溫度調節(jié)；
[0009]使所述天然氣富氧燃燒爐的爐膛排出的剩余煙氣進入金屬輻射換熱器與助燃富氧氣體換熱，完成對煙氣余熱的回收利用，換熱后的煙氣經煙囪排出。
[0010]本發(fā)明實施例還提供一種天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收和再循環(huán)調溫系統(tǒng)，用于實現(xiàn)本發(fā)明的方法，包括:
[0011]水平煙道、再循環(huán)煙道、再循環(huán)風機、電除塵器和金屬輻射換熱器；其中，
[0012]所述水平煙道一端與天然氣富氧燃燒爐的爐膛的排煙口連接，另一端依次與所述再循環(huán)煙道和所述金屬輻射換熱器連接，所述金屬輻射換熱器的排煙口與煙囪連接；
[0013]所述再循環(huán)煙道上依次設置再循環(huán)風機和電除塵器，該再循環(huán)煙道另一端回連至所述天然氣富氧燃燒爐的爐膛內。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:
[0015](I)將爐膛排出的一部分煙氣經再循環(huán)煙道經再循環(huán)風機、電除塵器處理后返回至該爐膛內，從而利用煙氣再循環(huán)的方式，降低爐膛的溫度，減少燃氣的使用量，實現(xiàn)調節(jié)控制爐溫，進而防止爐料過度氧化或燒壞，爐體過熱損壞。
[0016](2)將需要外排的高溫煙氣經過金屬輻射換熱器與助燃富氧氣體換熱后，既提高了助燃富氧氣體的溫度，又將煙氣的溫度降低，經過凈化后煙筒排至大氣，實現(xiàn)了外排煙氣余熱的回收利用。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。
[0018]圖1為本發(fā)明實施例提供的天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收和再循環(huán)溫度調節(jié)系統(tǒng)；
[0019]圖中各標號對應的部件為:1、爐料；2、爐膛；3、燃燒器；4、金屬輻射預熱器；5、風機；6、再循環(huán)風機；7、煙囪；8、水平煙道；9、富氧管道；10、再循環(huán)煙道；11、電除塵器；12、
燃氣管道。
【具體實施方式】
[0020]下面對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0021]本發(fā)明實施例提供一種天然氣富氧燃燒爐(天然氣富氧燃燒爐可以是工業(yè)窯爐或鍋爐)的煙氣余熱回收利用和再循環(huán)調溫(即溫度調節(jié))方法，能回收煙氣中的余熱和調節(jié)控制工業(yè)窯爐、鍋爐的爐溫，結合圖1的調節(jié)系統(tǒng)示意圖，該方法包括:
[0022]工業(yè)窯爐、鍋爐(即天然氣富氧燃燒爐)的爐膛排出的煙氣進入水平煙道后分為兩路:
[0023]一路進入再循環(huán)煙道，經過煙氣再循環(huán)風機，及電除塵器除塵凈化后返回爐膛內，對工業(yè)窯爐、鍋爐的爐膛內進行降溫，上述過程循環(huán)進行，完成對工業(yè)窯爐、鍋爐爐膛內的溫度調節(jié)。優(yōu)選的，進入再循環(huán)煙道的煙氣量約占爐膛總排煙量體積的30%?50%。
[0024]使剩余煙氣經水平煙道進入金屬輻射換熱器換熱與助燃富氧氣體換熱后，經過水平煙道和煙囪排至大氣，上述過程實現(xiàn)工業(yè)窯爐、鍋爐排放煙氣中的余熱回收利用。
[0025]上述調節(jié)方法中，工業(yè)窯爐的排煙溫度在500°C以上，有些甚至達850°C以上，大型鍋爐也達到150°C以上。助燃富氧氣體換熱后的溫度為100至150°C。
[0026]本發(fā)明實施例還提供一種天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收利用和再循環(huán)調溫系統(tǒng)，能實現(xiàn)天然氣富氧燃燒排放煙氣的余熱回收利用來預熱助燃富氧氣體以及通過煙氣再循環(huán)調節(jié)爐膛溫度，該系統(tǒng)包括:
[0027]水平煙道8、再循環(huán)煙道10、再循環(huán)風機6、電除塵器11和金屬輻射換熱器4，天然氣富氧燃燒爐的爐膛2內設有爐料，爐膛2的燃燒器分別與燃氣管道12和富氧管道9連接，富氧管道9另一端連接風機，其中，
[0028]水平煙道8 一端與天然氣富氧燃燒爐的爐膛2的排煙口連接，另一端依次與再循環(huán)煙道6和金屬輻射換熱器4連接，金屬輻射換熱器4的排煙口經水平煙道8與煙囪7連接；
[0029]再循環(huán)煙道6上依次設置再循環(huán)風機6和電除塵器11，該再循環(huán)煙道6另一端回連至天然氣富氧燃燒爐的爐膛2內。
[0030]上述系統(tǒng)中，金屬輻射換熱器4設有供富氧管道9通過的換熱通道。
[0031]上述調節(jié)系統(tǒng)還包括:燃燒器3，設在爐膛2外壁，天然氣和富氧在燃燒器3內燃燒；風機5，富氧管道9內的富氧由風機5提供動力。
[0032]下面結合具體實施例對本發(fā)明的方法及系統(tǒng)作進一步說明。
[0033]結合圖1所示的系統(tǒng)，本實施例提供一種工業(yè)窯爐、鍋爐富氧燃燒煙氣余熱回收利用和再循環(huán)調溫方法，能實現(xiàn)排放煙氣中的余熱回收利用和調節(jié)工業(yè)窯爐、鍋爐的爐溫，防止爐料過度氧化或燒壞和爐體過熱損壞。富氧和天然氣在燃燒器3燃燒，燃燒產生的煙氣進入爐膛，對爐料進行加工后進入水平煙道8，煙氣在水平煙道8分為兩路，一路進入再循環(huán)煙道后，依次經過再循環(huán)風機6、電除塵器11后，返回工業(yè)窯爐、鍋爐的爐膛2內，從而利用煙氣再循環(huán)的方式，降低爐膛2的溫度，減少燃氣的使用量，實現(xiàn)調節(jié)控制爐溫，進而防止爐料過度氧化或燒壞，爐體過熱損壞；另一路煙氣進入金屬輻射換熱器4后，經過水平煙道8和煙囪7排至大氣中，從而實現(xiàn)煙氣中余熱的回收利用。
[0034]本發(fā)明通過煙氣再循環(huán)方式，首先實現(xiàn)有效控制天然氣富氧燃燒時工業(yè)窯爐、鍋爐爐膛內的溫度，減少燃氣的使用量，防止爐料過度氧化或燒壞和爐體過熱損壞，其次通過金屬輻射換熱器換熱，將排放煙氣中的熱量傳遞給參加助燃的富氧氣體，使富氧氣體溫度提高到100°C至150°C左右，提高了助燃富氧氣體的溫度，實現(xiàn)對工業(yè)窯爐、鍋爐燃燒排放煙氣中的余熱回收利用。
[0035]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收和再循環(huán)調溫方法，其特征在于，包括: 使天然氣富氧燃燒爐的爐膛排出的煙氣一部分通過進入再循環(huán)煙道，經所述再循環(huán)煙道設置的循環(huán)風機和電除塵器處理后返回至所述爐膛內，對所述爐膛進行降溫，上述過程循環(huán)進行，完成對所述爐膛內的溫度調節(jié)； 使所述天然氣富氧燃燒爐的爐膛排出的剩余煙氣進入金屬輻射換熱器與助燃富氧氣體換熱，完成對煙氣余熱的回收利用，換熱后的煙氣經煙囪排出。2.根據權利要求1所述的天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收和再循環(huán)調溫方法，其特征在于，所述進入再循環(huán)煙道中的煙氣量為:所述天然氣爐的爐膛排出的煙氣總量的30?50%。3.根據權利要求1所述的天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收和再循環(huán)調溫方法，其特征在于，所述方法中，換熱后的助燃富氧氣體溫度為100°C至150°C。4.一種天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收和再循環(huán)調溫系統(tǒng)，其特征在于，包括: 水平煙道、再循環(huán)煙道、再循環(huán)風機、電除塵器和金屬輻射換熱器；其中， 所述水平煙道一端與天然氣富氧燃燒爐的爐膛的排煙口連接，另一端依次與所述再循環(huán)煙道和所述金屬輻射換熱器連接，所述金屬輻射換熱器的排煙口經水平煙道與煙囪連接; 所述再循環(huán)煙道上依次設置再循環(huán)風機和電除塵器，該再循環(huán)煙道另一端回連至所述天然氣富氧燃燒爐的爐膛內。5.根據權利要求4所述的天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收和再循環(huán)調溫系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬輻射換熱器設有供富氧管道通過的換熱通道。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收和再循環(huán)調溫方法及系統(tǒng)，方法包括：使天然氣富氧燃燒爐的爐膛排出的煙氣一部分通過進入再循環(huán)煙道，經所述再循環(huán)煙道設置的循環(huán)風機和電除塵器處理后返回至所述爐膛內，對所述爐膛進行降溫，上述過程循環(huán)進行，完成對所述爐膛內的溫度調節(jié)；使所述天然氣富氧燃燒爐的爐膛排出的剩余煙氣進入金屬輻射換熱器與助燃富氧氣體換熱，完成對煙氣余熱的回收利用，換熱后的煙氣經煙囪排出。該方法通過煙氣再循環(huán)方式和金屬輻射換熱器換熱，有效控制工業(yè)窯爐、鍋爐富氧燃燒時爐膛內溫度，避免了爐料過度氧化或燒壞和爐體過熱損壞，并實現(xiàn)排放煙氣內的余熱回收利用。
【IPC分類】F23L15/00, F27D17/00, F23C9/08
【公開號】CN104964274
【申請?zhí)枴緾N201510382780
【發(fā)明人】田貫三, 崔永章, 于暢, 陳彬劍, 王壯
【申請人】山東建筑大學
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年7月2日