蓄热式炉的燃烧原理解析

蓄热式炉是采用高温空气低氧燃烧技术的一种新炉型。该项燃烧技术具有以下特征：

1）高速高温空气入炉后卷吸炉气，形成低氧气氛，燃料在低氧气氛下燃烧，使NO_x物生成量减少并降低了钢材的氧化烧损率。

2）换向阀频繁换向，炉内燃料交替燃烧，促使炉内温度和气氛均匀。

3）由于换热效率高，空气煤气的预热温度可达1100℃左右，排烟温度可降低至150℃左右。

4）加强了炉内传热，使炉子生产能力提高20%左右。

5）炉子节能或减少CO₂排放量达30%以上。(www.xing528.com)

图12-147所示为蓄热式炉燃烧系统的工作原理。燃烧用空气经换向阀切换进入蓄热室后，通过蓄热体被加热到1100℃左右，热空气进入炉膛后，卷吸周围炉气，形成O₂体积分数大大低于21%的低氧高温气流。由空气喷嘴附近喷入炉内的燃料（煤气或燃料油）与低氧气氛混合燃烧时析出热量，炉膛温度增至1200℃左右，高温炉气（烟气）在排出端将显热存储在蓄热体内，以150℃左右的低温通过换向阀排出，此即高温空气低氧燃烧技术的工作过程。

蓄热式炉可归纳为具有两项重要技术措施：一项是采用高效蓄热体，极大限度地回收燃烧产物中的显热，用于预热空气或煤气；另一项是采取燃料分级燃烧和高速气流卷吸炉内燃烧产物的技术，稀释反应区内的含氧气氛，获得体积分数为3%～15%的低氧气氛，使炉膛不出现局部高温高氧区。蓄热式炉的设计要点是：确定新的供热强度和炉膛尺寸；决定被预热介质的种类，是空气单预热还是空气煤气双预热；选定蓄热体种类并确定蓄热室结构；选择换向阀种类与规格；合理布置蓄热室或蓄热式烧嘴实现高温低氧燃烧；进行较为复杂的炉前管道设计以满足供热供风、燃烧换向和机械排烟等要求。

图12-147 蓄热式炉燃烧系统工作原理