蓄热式熔铝炉燃烧系统工作原理

环保窑炉

熔铝炉蓄热式燃烧系统由蓄热式燃烧器（包括蓄热烧嘴、燃料烧嘴、蓄热体）、空气/烟气换向阀、燃料换向阀、燃料供应管道及管件、助燃空气管道及鼓风机、烟气排放管道及引风机、压缩空气管道及空压机，以及蓄热式燃烧自动控制系统等设备组成。一对两个蓄热式燃烧器，分布在窑炉两侧或者同侧，配合换向阀自动切换空气和烟气的流向，完成蓄热体的蓄热与放热的过程，达到节能高效燃烧的目的。

    成对布置的A/B两个蓄热式燃烧器内，装填有传热能力与含热能力都很强的陶瓷蓄热体。当B位烧嘴燃烧时，常温空气由鼓风机带动，经过空气/内的周围烟气，形成一股含氧量大大低于21%的稀薄贫氧高温气流，同时往贫氧高温空气中注入燃料（燃油或燃气），燃料在贫氧（5～15%）状态下实现充分燃烧；与此同时，炉膛内燃烧过后的高温烟气经过另一个蓄热式燃烧器A时，将显热储存在蓄热式燃烧器A的蓄热体内，烟气热量被蓄热体吸收，然后以150左期进行切换，使A/B两个蓄热室内的蓄热体处于蓄热与放热交替工作状态，一个烧嘴在燃烧时，另一个烧嘴起到排烟口的作用。如此周而复始变换，通过蓄热体这一媒介，吸收高温烟气的物理热，并释放给助燃空气，使得排出的烟气余热绝大部分被充分回收利用，从而达到大幅度节能和降低NOx排放量的目的。以上动作的执行均由一套先进的PLC自动化控制系统完成。

    一、 蓄热式燃烧系统主要技术参数：

    1、 燃料：           天然气（低位热值大于8300kcal/m3）或燃油

    2、 燃料炉前压力：   炉前压力8～12kPa；通常压力10kPa

    3、 投料方式：　　　 客户提供

    4、 炉膛工作温度：　 正常工作温度≤1050，最高工作1100

    5、 铝液出炉温度：　 正常出炉温度680～720，最高780

    6、 熔化期熔化率：　 按需求设计

    7、 烧嘴类型及数量：　蓄热式烧嘴，一对两个蓄热式燃烧器

    8、 蓄热体材质：      高铝（刚玉）实心陶瓷蓄热球

    9、 烧嘴布置形式：　　一对蓄热式燃烧器相邻布置，交替燃烧

    10、 空气预热温度：　 小于1000 烟气排放温度：小于180

    11、 温度控制形式： 　采用PLC自动控制，炉膛温度、铝液温度、排烟温度显示

    12、 炉压控制方式：   微正压自动控制并显示，自动调节进气量＼排气量

    13、 热负荷调节方式： 根据炉膛温度和铝液温度，自动控制烧嘴启停运行

    14、 助燃风机：　　 　根据需求确定

    15、 引风机：　　　 　根据需求确定

    16、 压缩空气耗量： 　1m3/min，0.6～0.8MPa

    17、 电源装机容量： 380/50Hz/3相，容量根据需求设定

    18、 能耗指标： 确保比普通燃烧系统节能20%以上，熔炼炉单炉吨铝能源消耗55万kcal /吨铝以下，优于国家特等炉能耗标准。

    19、 能耗检测标准： 按《JBT-50168-1999熔铝燃料炉能耗分等》标准执行。

    20、 安全保护措施： 炉膛温度超标停运报警、排烟温度超标强制换向、铝液温度超标停运、火焰自动监测熄火自动保护、燃气欠压漏气自动保护、电机超载停电自锁系统等等。



蓄热式熔铝炉燃烧系统工作原理


    二、 蓄热式燃烧系统设备组成及结构特点

    熔铝炉蓄热式燃烧系统由蓄热式燃烧器（包括蓄热烧嘴、燃料烧嘴、蓄热体）、空气＼烟气换向阀、燃料换向阀、燃料供应管道及管件、助燃空气管道及鼓风机、烟气排放管道及引风机、压缩空气管道及空压机，以及蓄热式燃烧自动控制系统等设备组成。一对两个蓄热式燃烧器，分布在窑炉两侧或者同侧，配合换向阀自动切换空气和烟气的流向，完成蓄热体的蓄热与放热的过程，达到节能高效燃烧的目的。

    1、 蓄热烧嘴的主要作用是提供一个安全的燃烧通道，并回收高温烟气余热，用来加热助燃空气，由烧嘴喷头、蓄热室和金属外壳、耐火材料等部件组成。蓄热室是蓄热体的存放空间，可以做成圆形或者方形，内置高铝陶瓷蓄热球作为蓄热体材料，蓄热效率高，在正常工作条件下，瓷球蓄热体每隔3～4月需要泄放更换清洗一次，每次更换时间约需一小时，更换下来的脏球经清洗后可以重新使用。

    2、 燃料烧嘴包括点火烧嘴和主燃料烧嘴，其作用是提供一个燃料燃烧的通道，并配备有自动点火与火焰监测系统，以确保燃料烧嘴的安全运行，由混合器、燃料管、冷却管、烧嘴枪头等部件组成。为防止燃料烧嘴长期处于高温环境而损坏，燃料烧嘴内需要通入冷却空气加以保护。点火烧嘴是为燃料烧嘴点火而准备的，解决主燃料烧嘴的换向熄火问题。

    3、 空气/烟气换向阀的主要作用是控制蓄热式燃烧器气流运动方向，由对夹式蝶阀、气动执行器、换向电磁阀、消声器等组成。当蓄热式燃烧器处于放热工作状态时，打开空气通道，关闭烟气通道，让蓄热体加热助燃空气；当蓄热式燃烧器处于蓄热工作状态时，关闭空气通道，打开烟气通道，让蓄热体回收烟气余热。空气/烟气换向阀为开关型气动阀，驱动介质为压缩空气，由蓄热式燃烧自动控制系统实现定时、定温自动换向。

    4、 燃料换向阀的主要作用是配合空气/烟气换向阀，快速打开或者关闭燃料通道，其动作的执行必须与空气/烟气换向阀同步协调，接受蓄热式燃烧自动控制系统的控制指令。燃料换向阀可以采用开关型电磁阀，也可以采用气动角座阀，正常使用寿命一百万次以上。

    5、 燃料供应管道及管件的功能在于保证燃料烧嘴燃烧所需要的燃料。燃气供应管道为镀锌钢管，管件主要包括各类接头、快接不锈钢金属软管、燃气过滤器、燃气调压器、低压保护开关、安全放散阀、快速安全切断阀、燃气电磁阀、压力表、手动调节阀等部件组成。

    6、 助燃空气管道及鼓风机的功能在于向蓄热式燃烧器里送入一定风速和风量的助燃空气，并提供冷却空气保护烧嘴。助燃空气管道采用Q235焊接钢管，管件主要包括：各类接头、风门档板、手动调节阀等。鼓风机为长寿命结构，无故障运行时间1万小时以上。

    7、 烟气排放管道及引风机的功能在于及时排除、引导燃料燃烧后所产生的烟气。烟气排放管道采用Q235焊接钢管或不锈钢钢管，管件主要包括：各类接头、温度变送器、风门档板、手动调节阀等。引风机为水冷结构，耐温250，性能优良，无故障运行时间1万小时以上。

    8、 压缩空气管道及空压机的功能在于为自动控制空气/烟气换向阀提供操作动力源。压缩空气管道为镀锌钢管，管件主要包括各类接头、不锈钢金属软管、气动三联件、开断控制电磁阀、手动调节球阀、压力表、低压保护开关等。空压机和空气储气罐由用户配套提供。