一种烟气循环量自调节的加热炉专用低氮燃烧设备及方法与流程

本发明涉及烟气处理，具体涉及一种烟气循环量自调节的加热炉专用低氮燃烧设备及方法。

背景技术：

1、锅炉和工业炉窑是氮氧化物的两个最大固定排放源，市场存量和单台体量及氮氧化物排放量远远大于锅炉，是当前氮氧化物的最大固定排放源，但工业炉窑的氮氧化物控制在环保管理方面缺乏标准和政策支持，工业炉窑种类繁多，调研显示，多种炉窑缺乏排放标准，标准出台时间较早，近三年几乎没有更新，大部分炉窑如加热炉、热处理炉等存量较大炉窑的排放限值仍然较高，有很大的降幅空间；低氮燃烧是氮氧化物的生成是燃烧反应的一部份，燃烧生成的氮氧化物主要是no和no2，统称为nox，影响低氮燃烧的因素较多，与温度、氧含量、反应时间，及煤粉的物理和化学特性有关，其中氧含量的增加，可以形成或强化窑炉内燃烧的氧化气氛，增加氧的供给，促进燃料中n向nox的转化，在燃料的燃烧过程中，大气中的nox溶于水后会生成为硝酸雨，酸雨会对环境带来广泛的危害，造成巨大的经济损失。

2、工业炉窑的降氮技术仍然依托末端脱硝的治理手段，投资成本高，运行过程持续投入，存在二次污染，无节能效益，亟需探索减排效益大、投资低、有节能效益、便于管理的源头治理技术，为工业炉窑氮氧化物减排提供技术支持。

技术实现思路

1、针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种烟气循环量自调节的加热炉专用低氮燃烧设备及方法。

2、本发明的技术方案为：一种烟气循环量自调节的加热炉专用低氮燃烧设备，包括设备本体、设置在设备本体上的调节组件和与调节组件电性连接的plc控制器；设备本体包括外壳体和套设在外壳体内部的燃烧室；外壳体侧壁上设置有进风箱，进风箱内部设置有离心风机；燃烧室外壁两侧分别设置有贯穿外壳体的燃料管和进气管，进气管与进风箱导通；燃烧室顶端设置有贯穿外壳体的排烟管；燃烧室内部设置有氧传感器；

3、调节组件包括分别与进风箱、排烟管连接的循环管、通过支架套设在循环管外部的调节箱、设置在调节箱内部的调节电机、转动卡接在调节箱内部的螺纹杆和两个分别滑动卡接在循环管和排烟管内部的滑动阀板；循环管与排烟管连接处设置有回风风机；循环管、排烟管内部且与滑动阀板位置对应处均设置有定位板，两个定位板上均设置有第一排烟槽；调节电机的输出轴上套设有调节齿轮；螺纹杆一端与排烟管内部的滑动阀板固定连接，另一端贯穿调节箱；螺纹杆靠近排烟管的一端套设有与调节箱转动卡接的螺纹套，螺纹套上套设有与调节齿轮啮合连接的第一齿圈；螺纹杆远离排烟管的一端套设有与调节箱转动卡接的旋转套，旋转套上套设有第二齿圈；两个滑动阀板上均设置有第二排烟槽，循环管内部的滑动阀板上设置有与第二齿圈啮合连接的齿条；

4、plc控制器分别与离心风机、氧传感器、调节电机和回风风机电性连接。

5、进一步地，滑动阀板通过滑动杆滑动卡接在循环管内部，滑动杆的两端均设置有与循环管的内壁卡接的压缩弹簧；

6、说明：通过设置滑动杆有利于提高滑动阀板在循环管内部移动时的流畅性；通过设置压缩弹簧能够使滑动阀板始终紧贴定位板滑动，避免烟气通过滑动阀板和定位板滑之间的缝隙逸出。

7、进一步地，定位板上设置有沉槽，滑动阀板下端面周向设置有与沉槽卡接的密封边；

8、说明：滑动阀板在定位板上滑动时，密封边始终位于沉槽内部，有利于提高烟气循环量调节时的准确性和可靠性。

9、进一步地，排烟管上且位于循环管与排烟管连接处下端设置有烟气过滤组件；烟气过滤组件包括套设在排烟管外部且与外壳体连接的清理箱、滑动卡接在排烟管内部的过滤板、滑动卡接在清理箱内部两侧的清理刷套和设置在清理箱侧壁上且为清理刷套提供动力的清理电机；过滤板水平并列有两个，其中一个过滤板的侧壁上设置有与清理箱内壁连接的第一电动杆；清理箱内部两侧转动卡接有与清理刷套两端螺纹连接的旋转丝杠；清理电机为旋转丝杠提供动力；

10、说明：当其中一个过滤板堵塞而影响设备的工作效率时，利用第一电动杆推动过滤板，实现过滤板的切换；同时利用清理电机带动旋转丝杠旋转，从而使得清理刷套在旋转丝杠的作用下沿清理箱内壁进行移动，清除使用后的过滤板表面的污染物，保证了设备的持续高效运行。

11、进一步地，进风箱的进风口内部通过转轴转动卡接有风门，进风箱的外壁上设置有与转轴连接的旋转臂和与旋转臂连接的第二电动杆；

12、说明：利用第二电动杆推动旋转臂旋转，从而使得转轴带动风门在进风箱的进风口偏移，从而能够实现燃烧室内部氧气供应量的调节。

13、进一步地，螺纹杆端部设置有与调节箱滑动卡接的定位头；

14、说明：通过在螺纹杆端部设置定位头，有利于提高螺纹杆与调节箱之间的连接稳定性。

15、进一步地，燃烧室内部设置有分焰板，分焰板上等距分布有数个分焰孔，分焰孔为上大下小的圆台结构；

16、说明：通过分焰板和分焰孔，能够对火焰进行阻挡分割，从而提高火焰散热面积而减低火焰温度，使热反应nx的产量降低。

17、进一步地，分焰板上端面且与各个分焰孔位置对应处均设置有分流管；

18、说明：通过设置分流管能够进一步提高火焰的分割效果，降低火焰燃烧温度。

19、进一步地，分焰孔的内壁上设置有第一挡板，分流管的内壁上设置有第二挡板，第二挡板与第一挡板上下位置相互交错；

20、说明：燃烧过程中火焰经过交错设置的第一挡板和第二挡板后，使得火焰被分割成多股小火焰，而缩短氧、氮等气体在火焰中的停留时间，抑制热反应nx的生成。

21、本发明还提供了一种烟气循环量自调节的加热炉专用低氮燃烧方法，包括以下步骤：

22、s1、分别将离心风机、调节电机和回风风机与外部电源设备连接；

23、s2、将燃料通过燃料管通入燃烧室内部，并通过plc控制器控制离心风机启动，在离心风机的作用下空气通过进气管进入燃烧室内部，与燃料混合燃烧；燃烧过程中产生的烟气通过排烟管排出；

24、s3、通过plc控制器控制调节电机和回风风机启动，利用调节电机带动调节齿轮旋转，从而利用第一齿圈带动螺纹套旋转，此时螺纹杆在螺纹套的作用下拉动排烟管内部的滑动阀板移动，使得排烟管内部的的第二排烟槽与第一排烟槽相互重叠而封闭排烟管出口；而旋转套旋转过程中带动第二齿圈，利用第二齿圈与齿条的啮合作用，使得循环管内部的滑动阀板移动；循环管内部的第二排烟槽与第一排烟槽相互导通，烟气通过循环管进入进风箱内部进行二次燃烧；

25、s4、利用氧传感器实时监测燃烧室内部氧气浓度，当燃烧室内部氧气浓度低于设定值时，通过plc控制器控制调节电机反转；使得使得排烟管内部的的第二排烟槽与第一排烟槽逐渐导通而循环管内部的第二排烟槽与第一排烟槽逐渐重叠，降低烟气的循环量；

26、s5、重复不厚s3和s4，实现烟气循环量的动态调节。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几点：

28、第一、本发明的设备结构设计合理，通过调节组件对进入燃烧室的烟气循环量进行实时动态调节，保证燃烧室内氧气浓度处于恒定值，从而降低了氧气的分压，减弱氧气与氮气生成热力型nox的过程，从而减少了nox的生成，对于环境保护具有重要意义；

29、第二、本发明的设备通过烟气过滤组件对烟气中大颗粒杂质进行拦截过滤，避免烟气中杂质腐蚀和堵塞设备，提高了设备的运行稳定性，延长了燃烧器的使用寿命；

30、第三、本发明利用分焰板和分流管的协同作用对燃烧火焰进行分割和分流，提高了火焰散热面积而减低火焰温度，使热反应nx的产量降低；同时，火焰被分割成多股小火焰，缩短了氧、氮等气体在火焰中的停留时间，抑制了热反应nx的生成。