[发明专利]用于蓄热式燃烧工业炉的配烟装置及具有配烟装置的配烟组件和工业炉

说明书

本发明提供用于减少蓄热式燃烧工业炉的氮化物排放的配烟装置及配烟组件和工业炉，工业炉包括燃烧器、供应助燃空气的风机、排烟管道，风机具有用于与配烟装置连接的风机入口，配烟装置包括：筒形本体，具有用于与烟气回流管道连接的第一端、用于连接至风机入口的第二端以及在第一和第二端之间延伸的侧壁，烟气回流管道引导排烟管道中的烟气回流至风机；设置在侧壁上以引入外部空气的多个空气入口；及用于调节多个空气入口的进气面积以预先配置烟气和空气的混合比例的调节装置；在烟气回流管道和配烟装置连接至工业炉时，回流的烟气和引入的空气在被引入风机入口之前利用风机入口的负压混合成所述助燃空气。本发明大大减少排出烟气中的氮化物。

技术领域

本发明涉及用于蓄热式燃烧工业炉的配烟装置以及具有该配烟装置的配烟组件和工业炉。

背景技术

为了节约能源的需要，特别针对多个温区控制，需要多个燃烧器，能量供给变化巨大的周期型工业炉，比如锻造和铸造行业的台车加热炉、台车热处理炉、室式炉。目前广泛采用蓄热燃烧技术，以期获得极限的热量回收，经蓄热燃烧排出的烟气温度只有100-150℃左右。对于周期型工业炉，加热阶段能量供给一般为100％设定能力，而进入保温后，当工件吸热和炉体吸热接近尾声时，能量供给只需要设定能力的百分之几，只要满足散热损失即可，因此，一般的连续控制通常处于超调状态，调节效果比较差，因此，周期型工业炉通常采用脉冲燃烧控制方式。脉冲控制将能量供给方式转换成0和1模式，1为全功率，0为零功率或低功率，而通过0和1的供给时间的长短确定功率输出比例，从而可以实现功率供给在大幅度上调节。其控制特点就是0-100％功率供给可控，功率供给成阶梯型，通过开闭器开关速度非常快，一般低于1秒。因此，针对脉冲控制中采用连续控制阀门的控制模式通常是失效的，因为连续控制中执行器的动作速度远远达不到脉冲控制开闭器的开闭速度。特别是针对多温区、多燃烧器控制的情形，燃气、空气、烟气等管道中的流量呈现不可预测的跳动性变化，现有技术中采用的流量调节方式无法实现调节。

蓄热式燃烧工业炉采用成对的带有蓄热体的烧嘴进行控制式燃烧。当一个烧嘴燃烧时，另一个烧嘴进行吸气排烟，高温烟气通过蓄热体时与蓄热体进行热能交换，蓄热体吸热，高温烟气温度降低；经过一段时间蓄热体蓄热饱和之后，进行换向，另一个烧嘴燃烧时，冷空气或燃料从已吸热温度较高的蓄热体中进入烧嘴，被该蓄热体加热。同时，原燃烧的烧嘴进行吸气排烟，高温烟气又将其蓄热体加热，进行热交换，通过两个烧嘴不断的反复交替燃烧，达到节能的效果。

然而，常规的蓄热式燃烧的火焰温度非常高，产生大量的反应型氮化物，这些氮化物作为燃烧废气，可以破坏臭氧层，造成酸雨并对人体产生强烈的刺激，促成肺部疾病等。氮化物的排放造成很大的环境污染，需要严格进行控制。

以往的减少氮化物的方式是采用低氮化物烧嘴。对于普通的燃烧系统，排出的烟气温度很高，将烟气直接送入风机可能造成风机损坏，所以现有的研究方向集中于研发烧嘴的结构以期望降低氮化物含量，而这种烧嘴的成本昂贵。而对于采用蓄热式燃烧的系统，排烟温度在150度左右，这是风机可以承受的温度，若采用烟气回流，通过降低助燃风中氧含量的方法，可以大幅降低火焰温度，则能大大降低燃烧产物中的氮化物含量。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供了一种用于蓄热式燃烧工业炉的配烟装置，以通过与烟气回流管道配合供应预定混合比例的助燃空气来减少氮化物的排放。