一种低发热值燃气辐射管燃烧器及其通气方法技术

本发明专利技术涉及一种低发热值燃气辐射管燃烧器及其通气方法，属于节能环保技术领域，燃烧器包括辐射管、设置在辐射管内的烧嘴芯、与烧嘴芯相连的送气管，邻近辐射管的排烟口处设有换热器，换热器进口连接有预热管，预热管内的低温流体与换热器外部的高温烟气换热后流向烧嘴芯；燃烧器具有低发热值燃气燃烧和高发热值燃气燃烧两种燃烧模式，当使用低发热值燃气时，利用高温烟气预热低发热值燃气，并采用富氧或纯氧方式助燃，此种方式能使低发热值燃气达到较高的燃烧温度，从而可应用于辐射管间接加热的热处理场景；在低发热值燃气缺乏的时段，可通过调整管路阀门，快速切换至常规的高发热值煤气加空气助燃方式，保证了生产节奏。保证了生产节奏。保证了生产节奏。

【技术实现步骤摘要】
一种低发热值燃气辐射管燃烧器及其通气方法


[0001]本专利技术属于节能环保
，涉及一种低发热值燃气辐射管燃烧器及其通气方法。

技术介绍

[0002]在热处理行业，用于间接加热的辐射管烧嘴应用广泛。目前辐射管烧嘴的燃料多为中高发热值的燃气，如天然气、焦炉煤气和高焦混合煤气等，其发热值均在1800kCal/Nm3以上，并采用空气助燃。空气中氮气含量高，而氮气不参与燃烧，还吸收燃烧后热量，这使得排烟量大，排烟热损失高。同时随着环保要求日趋严格，陆续关停中小焦炉，使得大型钢铁联合企业的焦炉煤气供应逐渐减少，而短流程生产的热处理厂没有焦炉，这使得越来越多的钢厂外购价格昂贵的天然气或液化石油气作为燃料。天然气等高品质能源的价格近年来持续升高，导致运行成本不断增加。
[0003]价格低廉、发热值较低的高炉煤气、转炉煤气等，由于应用场景受限，目前尚未在热处理线应用。这些煤气中主要成分为氮气、二氧化碳等惰性气体，采用空气助燃，空气中氮气含量在70％以上。发热值低，惰性气体含量高，两个因素叠加，导致燃烧温度较低，且易发生熄火，无法将高炉煤气等直接用于中高温热处理场景。在应用于热轧加热炉等高温加热时，采用空气煤气双蓄热燃烧方式，该方式燃烧系统复杂，烧嘴体积较大，温度控制精度较差，无法适用于控温精确、空间紧凑的热处理产线。
[0004]高炉煤气、转炉煤气这类低发热值燃料的优点在于价格低廉，相同供热量，其燃料价格在天然气的1/3以下。若低发热值煤气能用于辐射管加热场景，将会为企业节约可观的燃料费用，大幅降低运行成本。<br/>
技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请的目的在于提供一种低发热值燃气辐射管燃烧器及其通气方法，以实现将低发热值燃气用于辐射管燃烧器，从而节约燃料费用，降低运行成本。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种低发热值燃气辐射管燃烧器，包括辐射管、设置在辐射管内的烧嘴芯、与烧嘴芯相连的送气管，邻近辐射管的排烟口处设有换热器，换热器进口连接有预热管，预热管的进口连接有低发热值燃气支路和低氧氧化剂支路，预热管内的低温流体与换热器外部的高温烟气换热后流向烧嘴芯，送气管的进口连接有高发热值燃气支路和高氧氧化剂支路，各支路均设有阀门以控制支路的通断。
[0008]可选地，所述低发热值燃气支路连接有发热值不高于1400kCal/Nm3的低发热值燃气源，高氧氧化剂支路连接有氧气浓度为50％～100％的氧化剂源。
[0009]可选地，所述低氧氧化剂支路与氧气浓度为19.5％～21.0％的氧化剂源相连，高发热值燃气支路与发热值高于1400kCal/Nm3的高发热值燃气源相连。
[0010]可选地，辐射管为"U"型或"W"型辐射管，换热器的出口连接有流体通道，流体通道
的另一端通向烧嘴芯。
[0011]可选地，所述换热器为间壁式换热器。
[0012]一种低发热值燃气辐射管燃烧器的通气方法，应用上述所述的低发热值燃气辐射管燃烧器，包括以下通气模式：
[0013]低发热值燃气燃烧模式：
[0014]使用低发热值燃气，低发热值燃气通过预热管先进入换热器与高温烟气进行热量交换，再进入烧嘴芯，与通过送气管进入烧嘴芯的高氧氧化剂发生化学反应后燃烧，高氧氧化剂的氧气浓度为50％～100％；
[0015]高发热值燃气燃烧模式：
[0016]使用高发热值燃气，高发热值燃气通过送气管进入烧嘴芯，低氧氧化剂通过预热管先进入换热器与高温烟气进行热量交换，再进入烧嘴芯，高发热值燃气与低氧氧化剂在烧嘴芯内发生化学反应后燃烧，低氧氧化剂的氧气浓度为19.5％～21.0％。
[0017]可选地，高发热值燃气燃烧模式下，低氧氧化剂为常规空气。
[0018]可选地，低发热值燃气为高炉煤气、转炉煤气或二者的混合物。
[0019]可选地，当辐射管为"U"型或"W"型辐射管时，通过预热管进入换热器与高温烟气进行热量交换的流体，经连通换热器出口与辐射管进口的流体通道进入烧嘴芯。
[0020]本专利技术的有益效果在于：燃烧器可用于低发热值燃气燃烧，当使用低发热值燃气时，利用高温烟气预热低发热值燃气，并采用富氧或纯氧方式助燃，此种方式能使低发热值燃气达到较高的燃烧温度，从而应用于辐射管间接加热的热处理场景；由于低发热值燃气价格低廉，供应相同的热量，其价格远低于天然气和液化石油气等燃料，因此，当应用于具有低发热值燃气条件的钢厂热处理产线，替换其外购的天然气或液化石油气，能大幅节约燃烧费用，并能实现低发热值煤气的高效利用；燃烧器还可用于高发热值燃气燃烧，在低发热值煤气缺乏的时段，可通过调整管路阀门，快速切换至常规的高发热值煤气加空气助燃方式，保证了生产节奏。
[0021]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0022]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0023]图1为本专利技术燃烧器的结构示意图一；
[0024]图2为本专利技术燃烧器的结构示意图二；
[0025]图3为低发热值燃气+高氧氧化剂燃烧模式的示意图；
[0026]图4为高发热值燃气+低氧氧化剂燃烧模式的示意图。
[0027]附图标记：烧嘴芯1、换热器2、排烟管3、预热管4、送气管5、辐射管6、低发热值燃气7、流体通道12、高氧氧化剂8、高温烟气9、低氧氧化剂10、高发热值燃气11、流体通道12。
具体实施方式
[0028]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0029]其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利技术的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0030]本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低发热值燃气辐射管燃烧器，包括辐射管(6)、设置在辐射管(6)内的烧嘴芯(1)、与烧嘴芯(1)相连的送气管(5)，其特征在于：邻近辐射管(6)的排烟口处设有换热器(2)，换热器(2)的进口连接有预热管(4)，预热管(4)的进口连接有低发热值燃气支路和低氧氧化剂支路，预热管(4)内的低温流体与换热器(2)外部的高温烟气换热后流向烧嘴芯(1)，送气管(5)的进口连接有高发热值燃气支路和高氧氧化剂支路，各支路均设有阀门以控制支路的通断。2.根据权利要求1所述的一种低发热值燃气辐射管燃烧器，其特征在于：所述低发热值燃气支路连接有发热值不高于1400kCal/Nm3的低发热值燃气源，高氧氧化剂支路连接有氧气浓度为50％～100％的氧化剂源。3.根据权利要求1所述的一种低发热值燃气辐射管燃烧器，其特征在于：所述低氧氧化剂支路与氧气浓度为19.5％～21.0％的氧化剂源相连，高发热值燃气支路与发热值高于1400kCal/Nm3的高发热值燃气源相连。4.根据权利要求1所述的一种低发热值燃气辐射管燃烧器，其特征在于：辐射管(6)为“U”型或“W”型辐射管，换热器(2)的出口连接有流体通道(12)，流体通道(12)的另一端通向烧嘴芯(1)。5.根据权利要求1所述的一种低发热值燃气辐射管燃烧器，其特征在于：所述换热器(2)为间壁式换热器。6.一种低发热值燃气辐射管燃烧器的通气方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈婉，
申请(专利权)人：重庆燃控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：