蓄热式燃烧器

高温空气燃烧（HTAC）技术的原理及特点：HTAC技术是日本学者田中良一等人于80年代末提出的一种全新概念技术，它把回收烟气余热与高效燃烧及降低NOX排放等技术有机地结合起来，从而实现极限节能和极限降低NOX排放量的双重目的。HTAC技术的基本原理如图1所示。从鼓风机出来的常温空气由换向阀切换进入蓄热式燃烧器B后，在经过蓄热式燃烧器B后（陶瓷球或蜂窝体）时被加热，在极短时间内常温空气被加热到接近炉内温度（一般比炉温低50oC~100oC），被加热的高温空气进入炉膛后，卷吸周围烟气形成一股含氧量大大低于21%的稀薄贫氧高温气流，同时往稀薄高温空气附近注入燃料（燃油或燃气），燃料在贫氧（2%~20%）状态下实现燃烧。与此同时，炉膛内燃烧后的烟气经另一个蓄热式燃烧气A内排入大气，炉膛内高温热烟气通过蓄热式燃烧器A时，将显热储存在蓄热式燃烧器A内，然后以低于150o的低温烟气经过换向阀排出。工作温度不高的换向阀以一定的频率进行切换，使两个蓄热式燃烧器处于蓄热与放热交替工作状态，从而达到节能和降低NOX排放量等目的，常用的换向周期为30S~200S。

HTAC技术可广泛应用于钢铁、有色、石油化工、机械、建材、锅炉、垃圾焚烧等行业。高温空气燃烧技术的主要特征有：采用蓄热式烟气余热回收装置，交替切换空气与烟气，使之流经蓄热体，能够较大限度地回收高温烟气的物理热，从而达到大幅度节约能源（一般节能10%~70%），提高热工设备的热效率，同时减少了对大气的温室气体排放（CO2减少10%~70%）；

通过组织贫氧燃烧，扩展了火焰燃烧区域，火焰边界几乎扩展到炉膛边界，使得炉内温度分布均匀；

通过组织贫氧燃烧，大大降低了烟气中NOX的排放（NOX排放减少40%以上）；

炉内平均温度增加，加强了炉内的传热，导致相同尺寸的热工设备，其产量可以提高20%以上，大大降低了设备的造价；

低热值的燃料（如高炉煤气、发生炉煤气、低热值的固体燃料、低热值的液体燃料等）借助高温预热的空气可获得更高的燃烧温度，扩展了低热值燃料的应用范围。

蓄热式燃烧技术分为燃料换向式和燃料不换向式两种。

燃料换向式蓄热式燃烧器：

当蓄热室A处于鼓风状态时烧嘴A点燃处于燃烧状态，此时蓄热室B处于引风状态，烧嘴B停止工作。四通阀换向后，蓄热室B处于鼓风状态，烧嘴B开始燃烧。此时烧嘴A停止工作，蓄热室A处于引风状态。烧嘴A蓄热室A、烧嘴B蓄热室B按照四通阀的换向交替工作。

燃料不换向式蓄热式燃烧器：

当常温空气经过蓄热室（蓄热室A、B内装高铝耐火球）A时，蓄热室A耐火球的热量传给了空气，使空气达到1100℃以上的高温，经过空气烧嘴A给燃料助燃；燃烧产物（烟气）经过空气烧嘴B进入蓄热室B将热量传给蓄热室B的耐火球。换向后空气烧嘴B供热空气给燃料助燃，空气烧嘴A排烟气给耐火球蓄热。A、B空气烧嘴助燃、排烟气反复更换，耐火球放热、蓄热也伴随变化，助燃风温度始终保持在1100℃（比炉温低100~200℃。按国内公认的加热炉节能理论助燃风每提高100℃节能约5%）以上。这种变化是靠四通阀的不断变位实现的（四通阀按照设定，可选择30~120秒自动换向）。在空气蓄热系统按上述方法工作的同时，燃料燃烧系统按照普通燃烧器的方式正常工作，向大气的排烟温度低于150℃。

低氮燃烧器、蓄热式燃烧器与带空气预热燃烧器的选型：

蓄热燃烧器与空气带空气预热器燃烧器都是为了尽可能回收余热，但是由于采用不同的原理，结构方式不一样，制作成本也有很大的区别。使用换热技术还是使用蓄热技术，烟气排放温度高于800度的，建议使用蓄热技术；烟气温度低于400度的，建议使用换热技术；烟气温度介于800度至400度之间的，以具体情况比较。总之，使用换热技术投资少，结构简单，但节能效果差些；使用蓄热技术投资大些，但节能效果明显，使用两种技术的投资回收期都差不多。

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