一种蔗渣锅炉上利用磁法富氧助燃的节能系统的制作方法

本实用新型涉及节能领域，特别涉及一种蔗渣锅炉上利用磁法富氧助燃的节能系统。

背景技术：

广西有105家甘蔗糖厂，年产机制糖为800-1000万吨，占全国总产糖量60％以上，甘蔗制糖不仅是广西的经济支柱产业，也是广西最大的扶贫项目。当前在甘蔗制造业经济环境不好的状况下，糖企如何以创新思维、创新方法、创新发展来做好糖厂节能减排，降低成本，突破困境，是当前摆在我们前面的一道沟坎，能够跨过越过了，突破重围，糖企的前途道路才会是一片光明。

蔗渣锅炉是糖厂能源中心，动力心脏，既要保证设备安全运行又要保证动力热能的供应，尤为重要。蔗渣锅炉装备基本都属中温中压型锅炉，额定压力3.82mpa，额定温度450℃，蒸汽流量范围为65～130t/h，生产系统是热电联产。

蔗渣锅炉运行主要痛点是蔗渣水分高(含水分到达48～52％)，热值低(发热量1800～2000大卡/千克)，颗粒不均匀(1mm～30mm范围大小颗粒混合)。目前蔗渣锅炉运行当中存在系统热效率低、燃烧不完全、空气过剩、电耗高、燃烧工况波动大(因蔗渣水分高，颗粒不均匀，燃烧当中大块调到炉膛堆积，需要大的鼓风量和引风量，未燃尽的蔗渣颗粒又被引风抽出，燃烧不充分，使灰渣含碳率高，热损失大，能耗高，能源浪费严重)，燃料在锅炉燃烧时间过长，使氮氧化物在锅炉内容易生成，不利用环保排放。

一般糖厂蔗渣与蔗比为20～22％即日榨10000吨甘蔗，就产生2000吨左右蔗渣，从末座压榨机出来的蔗渣水分高，发热量低，蔗渣颗粒不均匀，从压榨出来蔗渣除了一部分蔗渣直接进入锅炉燃烧外，一部分蔗渣用于除髓打包，除髓后分离出来粗渣用于打包销售给造纸厂做原料等综合利用(打包与蔗比的打包率为7～10％)，分离细渣再通过输送带返回锅炉直接燃烧，蔗渣锅炉直燃普遍都存在燃料水分高、分布不均匀、燃烧不充分、容易结焦、炉温波动大。那么，用什么方式来改变糖厂蔗渣锅炉现有的直燃方式存在问题？以往许多企业曾利用锅炉烟气来对蔗渣进行烘干，但对于糖厂工序关联性强，生产连续性高，蔗渣排放量大、蔗渣水分高等问题在选择通过粉碎细化蔗渣颗粒和烟气烘干方式的改造其节能效果都不明显，还出现蔗渣容易堵塞断料而影响生产，怎样才能更好使蔗渣锅炉在现有的生产工艺上既保证锅炉运行安全既节能高效又环保减排，能否寻找一种满足项目改造投资省，运行费用低，节能增效的好方法，推广一种蔗渣锅炉上利用磁法富氧助燃的节能系统是就当前糖厂蔗渣锅炉节能减排技术改造上最有效的节能措施。

我国约有200多家大中型甘蔗糖厂，本实用新型具有广阔的市场推广前景。

技术实现要素：

针对上述现有的蔗渣锅炉上利用磁法富氧助燃的节能系统存在的问题，本实用新型提供一种蔗渣锅炉上利用磁法富氧助燃的节能系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种蔗渣锅炉上利用磁法富氧助燃的节能系统，其中：所述系统包括依次连接的富氧空气制备单元、罗茨风机、富氧空气存储输送单元、喷渣混燃喷播器单元、蔗渣锅炉炉膛空间局部富氧喷爆高温燃烧区域；

所述喷渣混燃喷播器单元上端连接有落渣管；所述喷渣混燃喷播器单元下端连接有喷渣风机。

优选的是，所述的蔗渣锅炉上利用磁法富氧助燃的节能系统，其中：所述富氧空气制备单元出口通过第一管道与所述罗茨风机入口连通；所述罗茨风机出口通过第二管道与所述富氧空气存储输送单元入口连通；所述富氧空气存储输送单元出口通过第三管道与所述喷渣混燃喷播器单元入口连通；所述喷渣混燃喷播器单元出口通过第四管道与所述蔗渣锅炉炉膛空间局部富氧喷爆高温燃烧区域连通。

优选的是，所述的蔗渣锅炉上利用磁法富氧助燃的节能系统，其中：所述第三管道上设有富氧流量计和含氧浓度计。

优选的是，所述的蔗渣锅炉上利用磁法富氧助燃的节能系统，其中：所述第二管道上设有富氧空气检测反馈自动控制器。

有益效果：

(1)本实用新型工艺简单，构思巧妙、设计清晰，投资较省，节能效果好，改造过程不影响锅炉停机生产，利用原有喷渣系统适当增加富氧空气进行混合，提高喷渣风的含氧量，因此，提高了燃烧过程的氧气浓度，相应减少了燃烧过程的过剩空气系数和提高了燃烧温度，从而加强了炉内换热燃烧过程，借助蔗渣喷播风喷嘴把喷渣风、富氧空气、蔗渣一起混合喷播到炉膛空间进行急速高温燃烧，使得富氧局部助燃方式提高蔗渣喷播过程燃烧温度，缩短燃烧时间，提高热效率，同时在燃烧过程减少了氮气浓度，相应减少了总排烟量的损失，具有高效的节能优势。

(2)本实用新型是一种蔗渣锅炉上利用磁法富氧助燃的节能方法，通过磁法富氧装置来制备富氧空气实现富氧空气高温燃烧，解决糖厂连续生产过程蔗渣水分高、着火燃尽慢、燃烧时间长、炉膛温度低、燃烧空气过量、灰渣含碳量高、过程能耗高等蔗渣锅炉燃烧的痛点，真正为糖企找到一条节能增效的路子，为蔗渣锅炉节能减排开辟了新的途径，该技术推广应用将会为制糖行业用创新科技方式来提高企业经济效益，做出有力保障。

附图说明

图1是蔗渣锅炉富氧助燃节能系统图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1，本实用新型提供一种蔗渣锅炉上利用磁法富氧助燃的节能系统，其中：所述系统包括依次连接的富氧空气制备单元1、罗茨风机2、富氧空气存储输送单元3、喷渣混燃喷播器单元5、蔗渣锅炉炉膛空间局部富氧喷爆高温燃烧区域8；

所述喷渣混燃喷播器单元5上端连接有落渣管6；所述喷渣混燃喷播器单元5下端连接有喷渣风机7。

其中：所述富氧空气制备单元1出口通过第一管道9与所述罗茨风机2入口连通；所述罗茨风机2出口通过第二管道10与所述富氧空气存储输送单元3入口连通；所述富氧空气存储输送单元3出口通过第三管道11与所述喷渣混燃喷播器单元5入口连通；所述喷渣混燃喷播器单元5出口通过第四管道12与所述蔗渣锅炉炉膛空间局部富氧喷爆高温燃烧区域8连通。

其中：所述第三管道11上设有富氧流量计和含氧浓度计。

其中：所述第二管道10上设有富氧空气检测反馈自动控制器4。

本实用新型的工作原理如下：

本实用新型工作过程为：空气(其中：78％氮气、21％氧气、0.94％的惰性气体)经过富氧空气制备单元的富氧空气制备单元1在磁场作用下，利用氧分子的顺磁性和氮分子的逆磁性原理，通过高磁场作用下制取较高浓度的富氧空气，富氧空气在罗茨风机2高压输送过程中，富氧空气存储输送单元3上分别安装富氧流量计和含氧浓度计，使得在富氧空气制备过程由罗茨风机2与富氧空气存储输送3之间连接有富氧空气检测反馈自动控制器4，分别检测富氧制备所需要流量和浓度来促使变频控制罗茨风机2运转快慢来控制生产所需富氧空气指标；制备有富氧空气后，将富氧空气输送到喷渣混燃喷播器单元5，使富氧空气存储输送单元3的富氧空气与喷渣风机7的喷渣风混合成为富氧空气，在落渣管6与蔗渣风机7的蔗渣和富氧风一起混合并在喷嘴高压风喷播作用下、将蔗渣以抛物线方式喷播到锅炉炉膛空间局部富氧喷爆高温燃烧区域8进行富氧高温爆燃，使蔗渣与富氧空气在炉膛空间混合在高温下快速爆燃，为此，富氧助燃强化了燃料的高温燃烧，通俗的说，在富氧环境下，燃料在高温作用下以最短的时间内迅速燃尽，最大可能的、充分的释放出了所有的热量，提高了燃料的燃烬率，随着富氧空气的体积不断的增加助燃，蔗渣从开始燃烧到燃尽所需的燃烧时间缩短，蔗渣中易燃物质整体燃烧速率得到提高，富氧助燃因富氧而有效的减少了燃料的热损失，从而节约了燃料，起到节能作用。

一般锅炉燃烧时进风空气含氧量为21％，若将含氧浓度提升至23％，大约将减少9.5％的进风量，富氧增加2-4％即可取得增产10-30％以上效能，综合节能效益非常显著。当富氧浓度达到27％时，对比普通空气，燃烧温度上升了295℃(从根本上可根治蔗渣锅炉在燃烧过程中存在水分高、燃烧难、温度低的痛点)，每公斤燃料可减少热损失746kj，相当于节约5.5％以上的燃料，如果富氧浓度达到30％，燃烧温度上升了438℃，减少热损失1031kj，相当于节约7.6％以上的燃料，燃烧系统构成一种蔗渣锅炉上利用磁法富氧助燃的节能系统设备组成。

磁法富氧燃烧系统具有一次性投资最少、富氧运行费用成本最低、设备维护最为简单的特点，并且克服了其他富氧制备富氧制备成本高，无法应对各种粉尘、潮湿等恶劣工作环境，目前是世界第一种能廉价大规模制氧并应用于工业化生产的全新富氧制氧技术，也是目前富氧节能推广最有前景的节能减排新技术，在燃烧工况下一般提高富氧含量2-4％即可取得增产10-30％以上效能，综合节能效益非常显著，一般节能率都可以达到10％左右，至今仍然是标配的主流富氧节能工艺技术，为此，在糖厂蔗渣炉中应用推广富氧空气助燃节能燃烧，是一种创新思路和创新方法。特别是对于磁法富氧空气制备装置(现设备制备富氧流量范围约100m3/h～50000m3/h)，更具有与其他制氧方式无法比拟可降低的设备投资成本和降低富氧运行成本的优势。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。