自蓄热式高温空气燃烧技术

自蓄热式高温空气燃烧技术

自蓄热燃烧技术在玻璃窑应用探讨

张建军１,２，肖睿１，邹得球１,２，徐今强１,２，冯自平１

（中国科学院广州能源研究所，广州 510640 2中国科学院研究生院，北京 100049） 1

（电话：020-87059478, Email: zhangjj@http://www.77cn.com.cn）

摘 要：

介绍了自蓄热高温空气燃烧技术的原理与优点,提出一种能实现连续稳定燃烧的自蓄热式高温空气燃烧器制作方案。探讨了连续式自蓄热燃烧技术在玻璃行业应用的可能性。

关键词：

自蓄热 高温空气燃烧 玻璃行业应用探讨

1. 引言

高温空气燃烧 (High Temperature Air Combustion简称HTAC) 技术是具有节能减

[1]排双重优点的先进燃烧技术。在冶金、钢铁、机械、化工和陶瓷领域，HTAC技术得到

广泛应用，给企业与社会带来了巨大的经济效益与社会效益。HTAC系统在钢铁行业中多采用切换式蓄热燃烧系统，如各种形式的热处理炉和钢包烘烤燃烧系统等。这种形式的蓄热燃烧方式在工作过程中频繁的风向切换造成炉温、炉膛压力的波动,换向瞬间燃烧

[2]不连续。因此国内外不少学者在探讨实现连续燃烧的高温空气蓄热燃烧的方案。有些

方案已经开始应用在熔铝炉等工业炉。本文介绍了一种可实现连续燃烧的蓄热式高温空气燃烧技术方案，并以此技术为基础开发出了可连续燃烧的自蓄热高温空气燃烧器。如在玻璃窑上采用自蓄热高温空气燃烧器后，整个装置的热效率得到提高，理论燃烧温度得到提高，排烟中NOX的排放浓度降低。如果与富氧或全氧燃烧相结合，节能效果更加明显。

2 连续式HTAC技术

2.1连续式HTAC技术的原理

能实现连续燃烧的高温空气燃烧技术方案原理如图1和图2，该套系统由助燃空气喷管、高温烟气排放管、换向阀、蓄热体、风机与控制系统组成。图1所示为连续式蓄热燃烧系统的初始工作状态。在这种工作状态下,炉内的高温烟气经过蓄热室A和蓄热体D, 蓄热室A和蓄热体D内蓄热体被加热,同时高温烟气被冷却到200℃以下经低温换向阀1和2后经引风机排出,烟气的显热被蓄热室A和蓄热体D内蓄热体吸收并贮存；常温空气经过高温蓄热体B和蓄热体C后被预热为高温助燃空气，同时蓄热体B和蓄热体C被冷却, 高温助燃空气喷入炉内与燃气混合后进行燃烧。 基金项目：中国科学院广州能源研究所所长基金（0807z3）

自蓄热式高温空气燃烧技术

低温换向阀1

冷却高温烟气蓄热体A

鼓风机

燃气加热助燃空蓄热体B

加热助燃空气蓄热体C引风机

冷却高温烟气蓄热体D

低温换向阀2

图1 连续式高温空气燃烧系统初始状态

四分之一℃周期后换向阀1换向,系统进入第二种工作状态，如图２所示。在阀1

换向过程中，阀2保持不动，此时蓄热体B连续向炉内喷入高温空气，换向结束后，通过蓄热体A和B同时向炉内喷高温空气与燃气进行燃烧，高温烟气从蓄热体C和D排出。 低温换向阀1加热助燃空气蓄热体A

加热助燃空蓄热体B

燃气鼓风机

冷却高温烟气蓄热体C引风机

冷却高温烟气蓄热体D

低温换向阀2

图2 连续式高温空气燃烧系统1/4周期状态

四分之二周期后换向阀2换向,系统进入第三种工作状态。在阀2换向过程中，阀1

保持不动，此时蓄热体A连续向炉内喷入高温空气，换向结束后，通过蓄热体A和D同时向炉内喷高温空气与燃气进行燃烧，高温烟气从蓄热体B和C排出。四分之三周期后换向阀1换向,系统进入第四种工作状态。在阀1换向过程中，阀2保持不动，此时蓄热体B连续向炉内喷入高温空气，换向结束后，通过蓄热体B和C同时向炉内喷高温空气与燃气进行燃烧，高温烟气从蓄热体A和D排出。从图1到图2的分析可以看出，燃气不再需要频繁的通断，从而提高了燃烧效率，减少了控制燃气的很多阀门，增加了安全系数。采在高温助燃空气管道上可以接一个燃烧器，也可以根据实际需要，接多个燃烧器，不受单复数的限制。

通过两对蓄热体、两个四通换向阀的组合就可以得到连续稳定的高温空气，只要持

续供应燃气，便可以得到连续的蓄热式燃烧方式。实际应用中可以将蓄热室分成几个小的蓄热室,这样可以减小一个蓄热室出现问题而影响整个生产的可能性，也可以做成蓄热模块，便于蓄热体的更换。为了延长蓄热体的寿命，可以选择金属－陶瓷蓄热体作为

[3]蓄热材料

自蓄热式高温空气燃烧技术

2.2 连续式HTAC技术的优点

连续式蓄热燃烧技术是指在燃烧过程中只对助燃空气与烟气管道进行切换，燃气能连续供给的蓄热燃烧技术。德国ASPER公司和WS公司、日本NFK等对连续式蓄热燃烧技术的研究开始的较早，在熔铝行业也有成功的应用。2002年在晋能集团铝材公司的熔铝炉上使用

[4]了我国窦松笉研发的连续式蓄热燃烧系统，取得了理想的节能效果。张新茹提出的档位式

[5]蓄热器的蓄热方案，在熔铝炉上也进行了测试。重庆沃克斯工业炉公司提出了连续燃料供

给蓄热式脉冲燃烧控制技术并得到了应用。连续式HTAC系统除了具有切换式蓄热燃烧系统

[6]的优点外，能实现连续、稳定燃烧，不用设置传统燃烧器先将炉温提高到800℃以上再开启 …… 此处隐藏：1470字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……