燃烧炉内带富氧喷嘴的自预热富氧燃烧系统技术方案

燃烧炉内带富氧喷嘴的自预热富氧燃烧系统，包括燃油或燃气或燃水煤浆等燃烧气态或/和液态燃料的燃烧器，以及环绕在燃烧炉内燃烧器周围的管式富氧预热器和连接在管式富氧预热器上的总体对称分布在燃烧器周边的小扩散角富氧喷嘴，其特征在于：燃烧器的燃料喷嘴口离燃烧器的前端面的垂直距离在0~22cm，燃料喷嘴喷射出较小扩散角的燃料流在燃烧器前端面上贫氧燃烧，然后通过炉内富氧预热器预热后再经炉内富氧喷嘴将富氧气体射流送入燃烧火焰富氧燃烧，并使贫氧燃烧火焰的最高温度区和富氧燃烧的最高温度区重叠，以达到最大的燃烧高温区而提高热辐射效率。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃烧炉内带富氧喷嘴的自预热富氧燃烧系统，适用于所有燃油燃气的 各种工业锅炉、加热炉、窑炉、熔炉、焚烧炉等，属于综合节能减排
和燃烧科学技术 领域。
技术介绍
随着工业和农业深加工业的发展，我们的生存生活环境变得越来越糟糕，因此，低 碳经济、低碳生活的压力变得越来越大；现代工业各种各样的工业锅炉、加热炉、窑炉、熔 炉、焚烧炉等是排放二氧化碳等排放物的最大释放体，所以降低工业生产中的排放是实现 低碳经济、保护人类生存生活环境的关键；现在富氧局部增氧助燃节能减排技术已越来越 成为工业生产中节能减排的香饽饽，而且富氧助燃节能减排技术的最大优点是不仅节能减 排效果好，同时他是对炉体改造最少(只有富氧喷嘴和富氧预热器与炉体接触)、操作参数 基本不变(助燃风量调小)并随时能恢复到原炉状态的高新集成技术；但在实施过程中，富 氧气体与燃烧火焰的相对位置及其夹角是富氧节能减排和富氧提温扩产技术成功最最关 键的因素；而很多燃烧炉因为燃烧器的分布和位置等原因，使得富氧喷嘴的设计、安装位置 及其与燃烧火焰的夹角(或与燃烧器的夹角)在实际操作中有一定的局限性或影响，因此， 寻找一种能够较方便地、简单地将富氧喷嘴安装到与燃烧火焰形成最佳位置和最佳角度的 方法，是加速富氧局部增氧射流助燃节能减排高新集成技术推广实施进程的关键。目前国内申请的几个富氧燃烧器的专利(200610020153. 8、200910022531.X、 2010101邪480.5)，都是重新设计的与现有的一般燃烧器有较大区别，且不能在现有绝大多 数燃烧炉中的燃烧器上改造使用。此外，在现有燃烧器燃烧的火焰上实施富氧局部增氧射流助燃，对提高燃烧火焰 的最高温度有一定局限性，因为现在一般的燃烧器其燃烧效率都能达到80%以上，有的甚 至达到或超过90%，对于这种较高热效率的燃烧炉，要实现提高它的热效率最好的办法就是 利用热辐射原理，想办法提高它的燃烧火焰温度来提高热辐射效率。目前国内只有魏伯卿 的“20101011M50.7燃烧炉富氧局部增氧射流助燃提高热效率的方法及其装置”是利用富 氧提高燃烧炉的火焰温度来提高热辐射效率，从而实现提高燃烧炉的热效率的专利，但这 个方法对于热效率达到或超过90%的燃烧炉，燃烧火焰温度提高的量较小，有的甚至小到 实施富氧助燃没有实际意义。所以如何利用富氧局部增氧射流助燃提高较高热效率的燃 烧炉的燃烧火焰温度，是较高热效率的燃烧炉节能减排和提高炉温及扩大燃烧炉产能的关 键。本说明书中三个概念名词说明常氧燃烧——燃料在正常的空气中燃烧，其助燃 空气的氧含量为标准空气氧含量；富氧燃烧——燃料在大于标准空气氧含量的气体中燃烧 或将大于标准空气氧含量的气体即富氧气体送入燃烧火焰局部增氧射流助燃的燃烧；贫氧 燃烧——燃料在低于标准空气氧含量的气体中燃烧或燃烧的燃料火焰区形成缺氧状态下 的燃烧。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在燃烧炉内自带富氧预热器的且能根据燃料特性、燃烧 状况、炉膛结构等特点设计确定燃烧器燃料喷嘴与富氧喷嘴相对位置及其夹角的，并且通 过将燃烧器常氧燃烧改造成贫氧燃烧后，再加富氧局部增氧射流助燃，从而能较大幅度地 提高富氧助燃的燃烧火焰温度的燃烧炉内带富氧喷嘴的自预热富氧燃烧系统。燃烧炉内带富氧喷嘴的自预热富氧燃烧系统，包括燃油或燃气或燃水煤浆等燃烧 气态或/和液态燃料的燃烧器，以及环绕在燃烧炉内燃烧器周围的管式预热器和连接在管 式预热器上的总体对称分布在燃烧器周边的小扩散角富氧喷嘴，其特征在于1、燃烧器的原理和结构与通常的燃烧器一样，但本专利技术中燃烧器的燃料喷嘴口 离燃烧器(炉内)前端面的垂直距离在(T22CM，较通常的燃烧器要短，而且将可调节的燃料 喷嘴口调节到离燃烧器前端面较近的距离位置，使得燃烧火焰大部分露在燃烧器前端面之 外，有利于炉内富氧喷嘴喷射的富氧气体进入燃烧火焰指定位置；从而使富氧进入燃烧火 焰后形成的富氧燃烧火焰最高温度区与原燃烧火焰形成的常氧燃烧火焰最高温度区重叠 形成更高的火焰最高温度区，进而形成更高温度的能最大限度地提高热辐射效率的火焰高 温区。因为局部增氧射流助燃的技术关键就是使两个最高温度区重叠形成更高温度的火焰 高温区，即富氧气体进入燃烧火焰前的燃烧火焰中有个最高温度的常氧燃烧火焰高温区， 而富氧气体进入燃烧火焰后又会在燃烧火焰中形成另一个最高温度的富氧燃烧火焰高温 区，只有这两个最高温度区重叠才能形成更高温度的最高温度区，从而更大限度地提高燃 烧热辐射效率和热量的利用率，进而实现提高燃烧炉温度、扩大燃烧炉生产负荷及节能减 排等目的。2、本专利技术的燃烧器燃料喷嘴喷射的燃料流比较集中，燃料喷嘴喷射的燃料流其喷 射扩散角较一般的燃烧器其喷射燃料流的扩散角要小，因而使燃料流集中稠密，燃烧中心 缺氧燃烧，同时减小助燃风量，也使其在不加富氧状态下缺氧燃烧；因此，其燃烧火焰在不 加富氧助燃时的常氧燃烧状态，形成火焰贫氧燃烧，其火焰整体贫氧(缺氧)59Γ15%左右； 并使其火焰区燃料燃烧不完全率达到59Γ20%左右；在这种状态下利用小扩散角富氧喷嘴 给燃烧火焰中心射流注入富氧高效助燃，从而能使火焰区温度提高更多，进而更有利于提 高燃烧热辐射效率和热量的利用率。本专利技术的燃烧器只适用于富氧燃烧，因为一般的燃烧 器其喷射的燃料流扩散角太小，会影响助燃空气进入燃料流的中心而使燃料流中心过分缺 氧，进而使燃料燃烧更不完全；但对于局部增氧射流助燃的富氧燃烧器，燃料流集中燃烧， 能使富氧进入燃料流燃烧的火焰中心某部位补充供氧助燃，使燃料更集中高氧燃烧，从而 使燃烧火焰中心某部位的燃烧温度更高更集中，进而提高燃烧效率和燃烧热辐射效率。3、形成燃烧器贫氧燃烧的方法，可以通过燃料喷嘴设计各燃料喷射的角度使燃料 流集中，形成燃料流中心区缺氧而贫氧燃烧，也可以通过调节燃料供给压力、液体燃料的雾 化和燃烧器进风量使其形成贫氧燃烧。4、耐高温的管式预热器安装在燃烧器周围，并贴在或半埋在燃烧器四周的保温层 中，富氧气体预热吸取燃烧器四周的热量而不影响燃烧炉热辐射效果及燃烧炉内热辐射分布。5、富氧喷嘴直接焊接在管式预热器上，并按燃烧器和火焰总体对称分布在燃烧器的周围，其具体按燃烧器中燃料喷嘴、燃烧火焰和炉内结构及炉内热辐射分布等条件计算 加经验确定富氧喷嘴的数量及焊接于炉内管式预热器上的位置及角度、富氧喷嘴与燃烧 器中燃料喷嘴的相对位置及夹角。6、富氧喷嘴与炉内管式预热器的连接口内，富氧喷嘴管有一个背朝气流方向的斜 口，伸入管式预热器管内，以阻挡在管式预热器的富氧预热管内流动的气体直接进入富氧 喷嘴连接管，而且离管式富氧预热器富氧气体入口越近的富氧喷嘴管，其伸入管式富氧预 热器管内的斜口部分越长，从而保证管式富氧预热器上远离富氧气体入口的富氧喷嘴流经 的富氧气体，能与其他各个离富氧气体进入管式富氧预热器入口的远近不同的富氧喷嘴流 经的富氧气体流量和压力相近，因为炉内安装的富氧喷嘴不能与炉外安装的富氧喷嘴一样 可以通过安装压力表和调节阀来调节实现流经各富氧喷嘴的富氧气体流量相近。7、实验和实践证明富氧从燃烧器周围的炉底或炉壁取热预热富氧气体不仅不会 降低燃烧炉的热效率，相反会较大地提高燃烧中心某区域火焰的温度，从而能较大本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．燃烧炉内带富氧喷嘴的自预热富氧燃烧系统，包括燃烧气态或／和液态燃料的燃烧器（６），以及环绕在燃烧炉内燃烧器（６）周围的管式富氧预热器和连接在管式富氧预热器上的总体对称分布在燃烧器（６）周边的富氧喷嘴（７），其特征在于：本专利技术中燃烧器（６）的燃料喷嘴（４）口离燃烧器的前端面（８）的垂直距离在０～２２ＣＭ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏伯卿，
申请(专利权)人：魏伯卿，
类型：实用新型
国别省市：33