低熱值燃?xì)獾娜紵梅椒叭紵c熱風(fēng)供給系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤炭和石油化工工程領(lǐng)域，具體地，涉及該領(lǐng)域中低熱值燃?xì)獾娜紵眉叭紵到y(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤炭和石油化工工程中，常存在較低熱值的燃料，例如比高爐煤氣的熱值更低的含甲烷氣體，其典型熱值為1.l-1.9MJ/kg左右。該類型低熱值燃料的著火特性差，一般不易點(diǎn)燃，更難以形成穩(wěn)燃，大多放散或通過火炬燃燒。這樣，其供熱潛力就沒有得到充分利用，還造成了環(huán)境污染和能源浪費(fèi)。
[0003]為此，研究人員進(jìn)行了各種研究以利用低熱值燃?xì)?，典型地是設(shè)計(jì)相應(yīng)的用于低熱值燃?xì)獾男滦腿紵?。例如，?998年7-8月發(fā)行的期刊名為“B1resourceTechnology” 的第 105-115 頁(yè)中發(fā)表了題為 “Coal gasificat1n and combust1n of LCVgas”的論文，介紹了一種可以燃燒熱值低至1.57MJ/m3的燃燒器，采用旋風(fēng)混合和丙烷長(zhǎng)明燈，但該文獻(xiàn)并未對(duì)穩(wěn)燃最低需要的長(zhǎng)明燈供熱量進(jìn)行說(shuō)明，缺乏經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)基礎(chǔ)，且出口CO濃度偏高,燃燒效率較低。在“Applied Thermal Engineering”期刊的2002年第22期的第 959 - 970 頁(yè)中發(fā)表了題為 “Gas turbine combustor for b1mass derived LCV gas, afirst approach towards fuel-N0x modelling and experimental validat1n，，的文獻(xiàn)，該文獻(xiàn)介紹了一種在燃?xì)廨啓C(jī)使用低熱值燃?xì)飧脑熘惺褂玫膹?fù)合式燃燒器，助燃空氣經(jīng)過燃燒器外的通道進(jìn)行預(yù)熱，與壓氣機(jī)壓縮升溫后的低熱值燃?xì)饣旌线M(jìn)行燃燒，最低燃?xì)鉄嶂禐?br>2.5MJ/m3。該系統(tǒng)使用燃?xì)廨啓C(jī)壓縮做工加熱，系統(tǒng)復(fù)雜，熱值下限仍大幅高于本發(fā)明的適用范圍。
[0004]目前研究人員普遍接受的是對(duì)低熱值燃?xì)夂?或助燃空氣進(jìn)行適當(dāng)?shù)男顭峄蝾A(yù)熱，以優(yōu)化低熱值燃?xì)獾娜紵眯阅堋＠?，在申?qǐng)?zhí)柗謩e為200410009644.3和200710040995.4的專利申請(qǐng)中，均采用了蓄熱式燃燒方式，前者將熱風(fēng)爐助燃空氣預(yù)熱到1100°C左右，提高了熱風(fēng)爐風(fēng)溫和燃燒穩(wěn)定性。后者在空氣蓄熱式燃燒基礎(chǔ)上加入了燃?xì)忸A(yù)熱器，使燃?xì)庖材艿玫揭欢ǖ念A(yù)熱。但蓄熱式系統(tǒng)固有的漏風(fēng)問題和壓力波動(dòng)問題，使其在對(duì)氣氛和壓力要求高的環(huán)境下無(wú)法使用。間壁式換熱器可以避免氣流摻混，但隨著預(yù)熱后燃燒溫度的升高，對(duì)間壁式換熱器材料的要求也在提高，造成設(shè)備造價(jià)過高。而且在惰性氣氛環(huán)境下，還會(huì)帶來(lái)熱量和風(fēng)量要求的不匹配，使系統(tǒng)難以在造價(jià)和性能見均衡選擇。例如公告號(hào)為CN202501492U中公開了一種低熱值燃?xì)馊紵到y(tǒng)，該系統(tǒng)在低熱值燃?xì)庵鞴苈放c燃燒器16之間設(shè)置有預(yù)熱器13，預(yù)熱器13的內(nèi)燃燒室12、空氣室15分別與換熱室11之間通過導(dǎo)熱隔板14相連，利用導(dǎo)熱隔板14對(duì)流經(jīng)換熱室11的低熱值燃?xì)?尤其是高爐煤氣)進(jìn)行預(yù)熱。但其中使用的預(yù)熱器具有內(nèi)燃燒室、空氣室等，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且需要通過導(dǎo)熱隔板進(jìn)行換熱，導(dǎo)致預(yù)熱器的尺寸較大，成本、造價(jià)高。該系統(tǒng)使用高熱值燃料為低熱值燃料預(yù)熱，會(huì)使排煙量和排煙熱損失增大。
[0005]另外，在燃?xì)馊紵暮罄m(xù)利用過程中，燃料和助燃空氣的預(yù)熱燃燒過程產(chǎn)生的排煙溫度較高，不利于使用常見的例如金屬間壁式換熱器，若采用蓄熱式換熱器則可能造成漏風(fēng)等。也有采用在金屬間壁式換熱器的熱風(fēng)進(jìn)口前引入冷空氣來(lái)混合高溫?zé)煔?，但這會(huì)造成進(jìn)入的混合氣體的含氧量超出作為后續(xù)設(shè)備的惰性氣氛反應(yīng)器的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種低熱值燃?xì)獾娜紵梅椒ㄒ约跋鄳?yīng)的燃燒與熱風(fēng)供給系統(tǒng)，能充分燃燒和利用低熱值燃?xì)?，?shí)現(xiàn)熱值循環(huán)利用，系統(tǒng)成本更低廉且系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)更優(yōu)。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種低熱值燃?xì)獾娜紵梅椒?，該方法包?
[0008]預(yù)熱燃燒步驟:低熱值燃?xì)夂椭伎諝饨?jīng)過預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入燃燒器中燃燒；
[0009]放熱加熱步驟:利用燃燒后的惰性煙氣的放熱以加熱所述預(yù)熱器，從而對(duì)流經(jīng)該預(yù)熱器的所述低熱值燃?xì)夂椭伎諝膺M(jìn)行預(yù)熱；
[0010]供熱排風(fēng)步驟:使放熱后的所述惰性煙氣參與反應(yīng)供熱，供熱后以排風(fēng)形式排出；以及
[0011]排風(fēng)反饋步驟:至少一部分所述排風(fēng)反饋至所述預(yù)熱器，以降低通入所述預(yù)熱器中進(jìn)行放熱的氣體的溫度。
[0012]優(yōu)選地，在所述預(yù)熱燃燒步驟中，所述低熱值燃?xì)夂椭伎諝庠谶M(jìn)入所述燃燒器之前經(jīng)過多次預(yù)熱。
[0013]優(yōu)選地，在所述預(yù)熱燃燒步驟中，進(jìn)入所述燃燒器之前的所述低熱值燃?xì)獾臏囟炔坏陀谠摰蜔嶂等細(xì)獾姆€(wěn)燃溫度。
[0014]優(yōu)選地，在所述排風(fēng)反饋步驟中，反饋至所述預(yù)熱器的反饋排風(fēng)量設(shè)定為:使得所述反饋排風(fēng)與所述燃燒后的惰性煙氣在所述預(yù)熱器的熱風(fēng)入口處形成的混合氣體的溫度不高于所述預(yù)熱器的最高許可工作溫度。
[0015]優(yōu)選地，上述排風(fēng)反饋步驟還包括:所述排風(fēng)的至少一部分還反饋為與參與反應(yīng)供熱的所述惰性煙氣混合，以降低反應(yīng)供熱的混合氣體的溫度。
[0016]優(yōu)選地，反饋為與參與反應(yīng)供熱的所述惰性煙氣混合的反饋排風(fēng)量設(shè)定為:使得所述反應(yīng)供熱的混合氣體的溫度不高于所述混合氣體流入的反應(yīng)器的最高許可工作溫度。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種低熱值燃?xì)獾娜紵c熱風(fēng)供給系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括主燃燒器、中間預(yù)熱器、反應(yīng)器、進(jìn)氣管道和第一反饋排風(fēng)管道，所述進(jìn)氣管道連接到所述主燃燒器中以通入低熱值燃?xì)夂椭伎諝?，所述中間預(yù)熱器設(shè)置在所述進(jìn)氣管道中以預(yù)熱所述低熱值燃?xì)夂椭伎諝?，所述主燃燒器的排煙口連通所述中間預(yù)熱器的熱風(fēng)入口，將燃燒后的惰性煙氣通入所述中間預(yù)熱器中進(jìn)行放熱以加熱該中間預(yù)熱器，所述中間預(yù)熱器的熱風(fēng)出口連通所述反應(yīng)器的進(jìn)風(fēng)口，將放熱后的惰性煙氣通入所述反應(yīng)器中進(jìn)行供熱，供熱后形成排風(fēng)從排風(fēng)口排出；
[0018]其中，所述第一反饋排風(fēng)管道連接在所述排風(fēng)口與所述熱風(fēng)入口之間，用于將至少一部分排風(fēng)反饋至所述熱風(fēng)入口。
[0019]優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括前置預(yù)熱器，該前置預(yù)熱器相對(duì)于所述中間預(yù)熱器前置安裝在所述進(jìn)氣管道中。
[0020]優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括補(bǔ)熱燃燒器，該補(bǔ)熱燃燒器的排煙口與所述前置預(yù)熱器的熱風(fēng)入口相連。
[0021]優(yōu)選地，所述中間預(yù)熱器為金屬間壁式換熱器。
[0022]優(yōu)選地，所述主燃燒器內(nèi)設(shè)有用于啟動(dòng)燃燒和穩(wěn)燃的補(bǔ)充燃料燒嘴。
[0023]優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括第二反饋連接管路，該第二反饋連接管路連接在所述排風(fēng)口與所述進(jìn)風(fēng)口之間，用于將至少一部分排風(fēng)反饋至所述進(jìn)風(fēng)口。
[0024]通過上述技術(shù)方案，根據(jù)本發(fā)明的低熱值燃?xì)獾娜紵梅椒ㄒ约跋鄳?yīng)的燃燒與熱風(fēng)供給系統(tǒng)中，將低熱值燃?xì)馔ㄟ^中間預(yù)熱器充分預(yù)熱，而后進(jìn)入主燃燒器燃燒，能充分利用低熱值燃?xì)?，避免了放散和火炬燃燒造成的熱能損失和環(huán)境污染；燃燒后的高溫?zé)煔庠谂c作為后續(xù)設(shè)備的反應(yīng)器的低溫排風(fēng)混合后，降低了預(yù)熱器前溫度，且能夠?qū)χ虚g預(yù)熱器進(jìn)行加熱，使中間加熱器處于更優(yōu)的運(yùn)行狀態(tài)，中間預(yù)熱器還可采用造價(jià)低廉的金屬間壁式換熱器，從而實(shí)現(xiàn)不漏風(fēng)換熱。整個(gè)系統(tǒng)采用造價(jià)低廉的設(shè)備部件，有效地實(shí)現(xiàn)了燃燒排煙、放熱加熱和排風(fēng)反饋的熱值循環(huán)利用。
[0025]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0026]附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0027]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式的低熱值燃?xì)獾娜紵c熱風(fēng)供給系統(tǒng)的流程與原理圖。