本發(fā)明屬于低氮燃燒，具體涉及一種焚燒爐煙氣與空氣混合配風系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術：

1、目前，各地區(qū)焚燒項目鍋爐煙氣排放指標要求越來越嚴格，尤其針對nox的排放濃度控制，由于nox形成的光化學煙霧威脅人類的生命健康而備受關注。目前nox控制在100mg/nm3以下，必須采用scr工藝，但是，該工藝投資和運行成本高昂，并且工藝復雜。因此，從節(jié)約投資和運行成本角度考慮，源頭減量是控制nox排放濃度的最佳方案。而源頭減量主要通過配風方式來改變燃燒工況，進而實現燃燒過程中nox生成量減少。

2、公布號為cn117231987a的專利公開了一種適用于垃圾焚燒爐的深度低氮燃燒配風系統(tǒng)，包括煙氣再循環(huán)系統(tǒng)和分級風系統(tǒng)，分級風系統(tǒng)包括分級風風機和分級風噴口，分級風系統(tǒng)的設計增加了料層上方、二次風以下位置煙氣混合強度，再循環(huán)風機出口設置煙氣加熱器，之后與一次風混合設置了混合器?，F場實際改造過程中空間緊湊，混合器設置較小，難以混合均勻，造成燃燒工況波動較大，難以穩(wěn)定運行。

3、而現有的煙氣和空氣(一次風、二次風)通入焚燒爐成分、壓力和流量都差別較大，輸送過程中兩部分相對獨立，容易發(fā)生竄風或渦流，影響實際運行。此外，單獨設立混合系統(tǒng)成本高、占地大、工藝復雜，許多項目改造無法實施；現有的煙氣和空氣混合放在(一次風、二次風)風機入口，對風機性能參數要求較高，工況難以調節(jié)的現象頻發(fā)，甚至加重風機的腐蝕。

4、為解決上述問題，本發(fā)明提出一種焚燒爐煙氣與空氣混合配風系統(tǒng)及其控制方法。

技術實現思路

1、解決的技術問題：針對上述技術問題，本發(fā)明提供一種焚燒爐煙氣與空氣混合配風系統(tǒng)及其控制方法，能有效解決上述配風系統(tǒng)煙氣與空氣混合不均勻，單獨設立混合系統(tǒng)成本高、占地大、工藝復雜，煙氣和空氣混合放在風機入口，對風機性能參數要求較高，工況難以調節(jié)的現象頻發(fā)等不足之處。

2、技術方案：第一方面，本發(fā)明提供一種焚燒爐煙氣與空氣混合配風系統(tǒng)，包括空氣母管，所述空氣母管的一端設有空氣風機，所述空氣母管的側壁與空氣輸送管道的一端連通，所述空氣輸送管道的另一端通過混合并氣管道與煙氣空氣混合擴大段管道連通，所述空氣輸送管道的側壁上開設有通孔，所述通孔內設有煙氣輸送管道，所述煙氣輸送管道上設有煙氣調節(jié)閥，所述混合并氣管道內設有氧量計。

3、優(yōu)選的，所述煙氣輸送管道與空氣輸送管道水平段的夾角為a，a的取值為16°～75°。

4、進一步的，所述煙氣輸送管道與空氣輸送管道混合并氣的一側設有文丘里擋板，所述文丘里擋板與空氣輸送管道的水平段夾角為b，b＝a-15°，文丘里擋板長度的計算公式如下：

5、

6、式中，d為空氣管道的管徑；為擋板折算系數，即文丘里擋板投影到空氣輸送管道的長度與空氣輸送管道管徑的比值，取值為0.3～0.5。

7、優(yōu)選的，所述空氣風機(2)為變頻風機。

8、優(yōu)選的，所述空氣輸送管道(4)設有空氣調節(jié)閥(3)，所述空氣調節(jié)閥(3)與空氣輸送管道(4)出氣口之間的管道上設有空氣流量計。

9、優(yōu)選的，所述煙氣調節(jié)閥(6)與煙氣輸送管道(5)出煙口之間的管道上設有煙氣流量計和煙氣中氧量計。

10、第二方面，本發(fā)明提供一種第一方面所述的配風系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：將空氣與煙氣混合后經煙氣空氣混合擴大段管道進入焚燒爐爐膛，通過調節(jié)空氣風機的頻率、空氣調節(jié)閥的開度和煙氣調節(jié)閥的開度，使得通入干燥段的混合氣體氧氣濃度為7％～10％，通入熱解段的混合氣體氧氣濃度為10％～15％，通入燃燒段的混合氣體氧氣濃度為15％～20％，其中，混合氣體氧氣濃度c2的計算公式如下：

11、

12、式中，q1為空氣流量計的數值；q2為煙氣流量計的數值；c1為原始煙氣中氧氣濃度。

13、優(yōu)選的，具體的控制過程為：當混合氣體氧氣濃度c2偏低，焚燒爐配風量不足時，通過增大空氣風機頻率，維持燃燒工況穩(wěn)定；當焚燒爐配風和預熱充分時，調節(jié)煙氣調節(jié)閥，將其開度減小，保證燃燒工況穩(wěn)定；當混合氣體氧氣濃度c2偏高，焚燒爐配風量不足時，通過增大煙氣調節(jié)閥開度，維持燃燒工況穩(wěn)定；當焚燒爐配風和預熱充分，可降低空氣風機頻率。

14、有益效果：采用本發(fā)明控制系統(tǒng)，原有的鍋爐出口氧氣濃度下降2～3％；采用本發(fā)明系統(tǒng)節(jié)約一次風能耗，同時nox降低30～50％，部分垃圾焚燒爐直接降低到200mg/nm3以下；本發(fā)明控制系統(tǒng)在使用過程中未發(fā)生因流量增加或減少造成煙氣和空氣混合不順的現象，改善了并氣不通，減少了一次風風機耗電量；本發(fā)明控制系統(tǒng)的應用使得鍋爐負荷更加穩(wěn)定，布風均勻，有效改變了偏燒現象，蒸發(fā)量提高2～5％。

技術特征：

1.一種焚燒爐煙氣與空氣混合配風系統(tǒng)，其特征在于：包括空氣母管(1)，所述空氣母管(1)的一端設有空氣風機(2)，所述空氣母管(1)的側壁與空氣輸送管道(4)的一端連通，所述空氣輸送管道(4)的另一端通過混合并氣管道(10)與煙氣空氣混合擴大段管道(7)連通，所述空氣輸送管道(4)的側壁上開設有通孔，所述通孔內設有煙氣輸送管道(5)，所述煙氣輸送管道(5)上設有煙氣調節(jié)閥(6)，所述混合并氣管道(10)內設有氧量計(8)。

2.根據權利要求1所述的一種焚燒爐煙氣與空氣混合配風系統(tǒng)，其特征在于：所述煙氣輸送管道(5)與空氣輸送管道(4)水平段的夾角為a，a的取值為16°～75°。

3.根據權利要求2所述的一種焚燒爐煙氣與空氣混合配風系統(tǒng)，其特征在于：所述煙氣輸送管道(5)與空氣輸送管道(4)混合并氣的一側設有文丘里擋板(9)，所述文丘里擋板(9)與空氣輸送管道(4)的水平段夾角為b，b＝a-15°，文丘里擋板(9)長度的計算公式如下：

4.根據權利要求1所述的一種焚燒爐煙氣與空氣混合配風系統(tǒng)，其特征在于：所述空氣風機(2)為變頻風機。

5.根據權利要求1所述的一種焚燒爐煙氣與空氣混合配風系統(tǒng)，其特征在于：所述空氣輸送管道(4)設有空氣調節(jié)閥(3)，所述空氣調節(jié)閥(3)與空氣輸送管道(4)出氣口之間的管道上設有空氣流量計。

6.根據權利要求1所述的一種焚燒爐煙氣與空氣混合配風系統(tǒng)，其特征在于：所述煙氣調節(jié)閥(6)與煙氣輸送管道(5)出煙口之間的管道上設有煙氣流量計和煙氣中氧量計。

7.一種權利要求1-6任一項所述的配風系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：將空氣與煙氣混合后經煙氣空氣混合擴大段管道進入焚燒爐爐膛，通過調節(jié)空氣風機的頻率、空氣調節(jié)閥的開度和煙氣調節(jié)閥的開度，使得通入干燥段的混合氣體氧氣濃度為7％～10％，通入熱解段的混合氣體氧氣濃度為10％～15％，通入燃燒段的混合氣體氧氣濃度為15％～20％，其中，混合氣體氧氣濃度c2的計算公式如下：

8.根據權利要求7所述的控制方法，其特征在于，具體的控制過程為：當混合氣體氧氣濃度c2偏低，焚燒爐配風量不足時，通過增大空氣風機頻率，維持燃燒工況穩(wěn)定；當焚燒爐配風和預熱充分時，調節(jié)煙氣調節(jié)閥，將其開度減小，保證燃燒工況穩(wěn)定；當混合氣體氧氣濃度c2偏高，焚燒爐配風量不足時，通過增大煙氣調節(jié)閥開度，維持燃燒工況穩(wěn)定；當焚燒爐配風和預熱充分，可降低空氣風機頻率。

技術總結
本發(fā)明公開了一種焚燒爐煙氣與空氣混合配風系統(tǒng)及其控制方法，包括空氣母管，所述空氣母管的一端設有空氣風機，所述空氣母管的側壁與空氣輸送管道的一端連通，所述空氣輸送管道的另一端通過混合并氣管道與煙氣空氣混合擴大段管道連通，所述空氣輸送管道的側壁上開設有通孔，所述通孔內設有煙氣輸送管道，所述煙氣輸送管道上設有煙氣調節(jié)閥，所述混合并氣管道內設有氧量計。采用本發(fā)明控制系統(tǒng)，原有的鍋爐出口氧氣濃度下降2~3%；節(jié)約一次風能耗，NO<subgt;x</subgt;降低30~50%，部分垃圾焚燒爐直接降低到200?mg/Nm<supgt;3</supgt;以下；使得鍋爐負荷更加穩(wěn)定，布風均勻，有效改變了偏燒現象，蒸發(fā)量提高2~5%。

技術研發(fā)人員：朱傳強,茹晉波,謝興旺,孫亭亭
受保護的技術使用者：光大環(huán)境科技（中國）有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/8