[发明专利]工业炉窑直燃烧嘴的标定系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业炉窑直燃烧嘴的标定系统及方法。

背景技术

工业炉窑直燃烧嘴通过输入空气和煤气实现在炉窑内的燃烧，由于炉窑实际应用情况多变，烧嘴基本属于非标设计，新设计的烧嘴标定时，将烧嘴设置于实验炉炉壁，烧嘴通入空气和煤气，然后调整烧嘴至额定燃烧功率，实验炉为额定工况下进行烧嘴实验标定，得出该烧嘴额定工况下的一系列重要参数，包括空气和煤气的流量、压力。但往往现场实际应用的烧嘴并不是工作在烧嘴实验标定的工况下，这时烧嘴实验标定获得的参数无法使用，需要在现场反复调试输入烧嘴的空气和煤气的流量和压力，才能摸索到该工况下烧嘴的相关参数，这个过程往往严重影响现场炉窑的正常生产，烧嘴最终的燃烧效果也会比较差，且烧嘴参数现场调试效率低；且由于生产现场的条件限制，如计量不准确，气源压力、热值不稳定等因素，烧嘴一般都很难调到最佳的燃烧状态。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种工业炉窑直燃烧嘴的标定系统及方法，利用本标定系统可模拟炉窑实际工况实现烧嘴参数标定，本方法得到烧嘴在炉窑各工况下的标定参数，方便了烧嘴在现场实际工况下的应用，提高了烧嘴的调试效率和燃烧效果，保证了炉窑的正常生产。

为解决上述技术问题，本发明工业炉窑直燃烧嘴的标定系统包括实验炉和标定烧嘴，所述标定烧嘴设于所述实验炉炉壁，还包括助燃风机、空气流量计、煤气流量计、排烟风机、煤气换热器、空气换热器、第一压力计、第二压力计、第一温度计、第二温度计、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门和第十阀门，所述助燃风机输出端依次串接所述空气流量计、第一阀门、第二阀门后连接所述标定烧嘴的空气输入端，所述煤气流量计依次串接所述第五阀门、第六阀门后连接所述标定烧嘴的煤气输入端，所述第一压力计和第一温度计以及第二压力计和第二温度计分别设于所述标定烧嘴的煤气输入端和空气输入端，所述排烟风机依次串接第九阀门、煤气换热器的烟气输入输出端、空气换热器的烟气输入输出端后连接所述实验炉的排烟口，所述空气换热器的换热介质输入端和输出端分别通过所述第三阀门和第四阀门连接所述第二阀门的输入端和输出端，所述煤气换热器的换热介质输入端和输出端分别通过所述第七阀门和第八阀门连接所述第六阀门的输入端和输出端，所述第十阀门的输入端连接所述实验炉排烟口。

进一步，本系统还包括第十一阀门、第十二阀门和第十三阀门，所述第十一阀门输入端连接所述实验炉排烟口，所述第十二阀门的输入端连接所述空气换热器的烟气输出端，所述第十三阀门的输入端连接所述煤气换热器的烟气输出端。

进一步，上述煤气换热器和空气换热器采用多级输出回路换热器。

基于上述标定系统的直燃烧嘴标定方法包括如下步骤：

步骤一、在标定烧嘴的空气输入端和煤气输入端分别输入20℃-30℃的冷态空气和煤气，并将标定烧嘴调整至额定燃烧功率，稳定燃烧5-10分钟；

步骤二、逐渐调整标定烧嘴的燃烧功率，从标定烧嘴能稳定燃烧的最小功率调整至能稳定燃烧的最大功率，每次调整的幅度为标定烧嘴额定功率的10%-20%，并分别记录标定烧嘴各燃烧功率下的标定烧嘴空气输入端和煤气输入端的空气压力、流量和煤气压力、流量，得到烧嘴不同燃烧功率下冷态空气和煤气的压力-流量曲线；

步骤三、通过空气换热器调整输入标定烧嘴空气输入端的空气温度，将空气温度从20℃-30℃调整至800℃-1000℃，空气温度每升高50℃-100℃，重复调整步骤二中标定烧嘴的燃烧功率，同时记录标定烧嘴空气输入端的空气压力和空气流量，得到煤气为冷态时，不同空气温度、不同烧嘴燃烧功率下空气的压力-流量曲线；

步骤四、通过煤气换热器调整输入标定烧嘴煤气输入端的煤气温度，将煤气温度从20℃-30℃调整至300℃-500℃，煤气温度每升高50℃-100℃，重复调整步骤二中标定烧嘴的燃烧功率，同时记录标定烧嘴煤气输入端的煤气压力和煤气流量，得到空气为冷态时，不同煤气温度、不同烧嘴燃烧功率下煤气的压力-流量曲线； 

步骤五、在标定烧嘴额定燃烧功率下，调整标定烧嘴空气输入端的空气过剩系数，即实际输入空气量与理论需要空气量的比值，空气过剩系数从1.5调整至0.9，每次调整幅度为0.1，分别记录不同空气过剩系数下实验炉排烟口的烟气成分。