低浓度瓦斯燃烧装置及系统的制作方法

本发明涉及低浓度瓦斯燃烧，具体地，涉及一种低浓度瓦斯燃烧装置及一种低浓度瓦斯燃烧系统。

背景技术：

1、随着环保政策及煤矿瓦斯治理政策的不断推出，煤矿瓦斯由原来的“直排大气”逐渐转化为“合理利用”，真正实现了“变废为宝”。

2、煤矿瓦斯根据浓度的高低主要可分为：高浓度瓦斯和低浓度瓦斯。其中，高浓度瓦斯通常指甲烷体积含量30％及以上的瓦斯，该类瓦斯利用方式很多，比如：内燃机发电并网、燃气锅炉利用、制成cng或lng售卖等；低浓度瓦斯通常指甲烷体积含量8％～30％的瓦斯，该类瓦斯通常用于内燃机发电并网。

3、在现有内燃机的氧化燃烧装置中，将低浓度瓦斯与空气混合，利用空气中的氧气辅助低浓度瓦斯燃烧，但是输入的空气温度较低，氧化燃烧装置产生的热能低，瓦斯利用效率低，而且输入的空气裕量过大，燃烧产生的氮氧化物浓度较高。

技术实现思路

1、针对现有技术中氧化燃烧装置产生的热能低，且燃烧产生的氮氧化物浓度较高的技术问题，本发明提供了一种低浓度瓦斯燃烧装置及一种低浓度瓦斯燃烧系统。采用该低浓度瓦斯燃烧装置，能够提升输入氧化燃烧装置的空气的温度，进一步提高氧化燃烧装置产生的热能，提高瓦斯利用效率，减小空气裕量，降低燃烧产生的氮氧化物浓度。

2、为实现上述目的，本发明第一方面提供一种低浓度瓦斯燃烧装置包括：低浓度瓦斯输气管，用于输入低浓度瓦斯；辅助输气管，用于输入辅助气体；烟气输气管，用于输出烟气；氧化燃烧装置，包括氧化燃烧室；所述氧化燃烧室具有瓦斯进气口、辅助气体进气口和烟气出气口，所述瓦斯进气口与所述低浓度瓦斯输气管连通，所述辅助气体进气口与所述辅助输气管连通，所述烟气出气口与所述烟气输气管连通，所述氧化燃烧室用于将输入的低浓度瓦斯与辅助气体混合成混合燃烧气体，并将混合燃烧气体燃烧产生的烟气通过所述烟气出气口输出至所述烟气输气管；排气筒，设置于所述烟气输气管的出气口，用于排出烟气；空气输气管，与所述辅助输气管连通，用于向所述辅助输气管输入空气，所述空气输气管上设置有空气流量计和空气流量阀，所述空气流量计用于检测空气输气管的空气流量，并生成空气流量信号，所述空气流量阀用于调节空气输气管的空气流量；烟气循环管，设置在所述烟气输气管与所述辅助输气管之间，用于将所述烟气输气管输出的部分烟气输入至所述辅助输气管，并通过所述辅助输气管将空气与烟气混合形成的辅助气体输入至所述氧化燃烧室，所述烟气循环管上设置有循环烟气流量计和循环烟气流量阀，所述循环烟气流量计用于检测所述烟气循环管的烟气流量，并生成烟气流量信号，所述循环烟气流量阀用于调整所述烟气循环管的烟气流量；控制装置，与所述空气流量计、所述空气流量阀、所述循环烟气流量计和所述循环烟气流量阀连接，用于根据接收到的空气流量信号和烟气流量信号控制所述循环烟气流量阀和所述空气流量阀的开度，以将烟气流量与空气流量的比调节在设定比例范围内。

3、进一步地，所述氧化燃烧室还包括：分风阀，所述瓦斯进气口、辅助气体进气口和烟气出气口集成于所述分风阀上。

4、进一步地，所述烟气输气管还包括：甲烷检测仪表，用于检测所述烟气循环管所输送的烟气的瓦斯含量，并输出瓦斯含量信号；所述烟气循环管还包括：快速关断阀；所述控制装置与所述快速关断阀和所述甲烷检测仪表连接，用于根据接收到的瓦斯含量信号确定烟气的瓦斯当前含量，在瓦斯当前含量大于设定含量的情况下，控制所述快速关断阀关断。

5、进一步地，所述烟气循环管还包括：关断阀，用于导通所述烟气循环管或关断所述烟气循环管。

6、进一步地，所述烟气循环管还包括：氧含量检测仪表，用于检测所述烟气循环管所输送的烟气的氧含量，生成氧含量信号；所述控制装置与所述氧浓度检测仪表连接，用于根据接收到的氧含量信号控制所述循环烟气流量阀的开度，以将烟气循环管所输送的烟气的氧含量控制在设定含量范围内。

7、进一步地，所述氧化燃烧装置还包括：蓄热室，用于存储氧化燃烧室内混合燃烧气体燃烧时产生的热能。

8、进一步地，所述低浓度瓦斯输气管还包括：瓦斯浓度检测仪表，用于检测所述低浓度瓦斯输气管输入的瓦斯的含量。

9、进一步地，所述烟气输气管还包括：烟气流量计，用于检测所述烟气输气管所输送的烟气的流量。

10、进一步地，所述循环烟气流量阀和所述空气流量阀为防爆流量阀。

11、本发明第二方面提供一种低浓度瓦斯燃烧系统，包括上文所述的低浓度瓦斯燃烧装置。

12、通过本发明提供的技术方案，本发明至少具有如下技术效果：

13、本发明的低浓度瓦斯燃烧装置包括氧化燃烧装置和排气筒，氧化燃烧装置具有瓦斯进气口、辅助气体进气口和烟气出气口，瓦斯进气口与低浓度瓦斯输气管连通，辅助气体进气口与辅助输气管连通，烟气出气口与烟气输气管连通，氧化燃烧室用于将输入的低浓度瓦斯与辅助气体混合成混合燃烧气体，并将混合燃烧气体燃烧产生的烟气通过烟气出气口输出至烟气输气管，再通过排气筒排入大气。空气输气管与辅助输气管连通，向辅助输气管输入空气。烟气循环管设置在烟气输气管与辅助输气管之间，用于将烟气输气管输出的部分烟气输入至辅助输气管，并通过辅助输气管将空气与烟气混合形成的辅助气体输入至氧化燃烧室，利用燃烧后排出的烟气的温度提升输入的辅助气体的温度，提高燃烧产生的热能，同时减小输入的空气裕量。控制装置与空气输气管的空气流量计和空气流量阀，以及烟气循环管的循环烟气流量计和循环烟气流量阀连接，用于根据接收到的空气流量信号和烟气流量信号控制循环烟气流量阀和空气流量阀的开度，以将烟气流量与空气流量的比调节在设定比例范围内。通过本发明提供的低浓度瓦斯燃烧装置，能够提升输入氧化燃烧装置的空气的温度，进一步提高氧化燃烧装置产生的热能，提高瓦斯利用效率，减小空气裕量，降低燃烧产生的氮氧化物浓度。

14、本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种低浓度瓦斯燃烧装置，其特征在于，所述低浓度瓦斯燃烧装置包括：

2.根据权利要求1所述的低浓度瓦斯燃烧装置，其特征在于，所述氧化燃烧室还包括：分风阀，所述瓦斯进气口、辅助气体进气口和烟气出气口集成于所述分风阀上。

3.根据权利要求1所述的低浓度瓦斯燃烧装置，其特征在于，所述烟气输气管还包括：甲烷检测仪表，用于检测所述烟气循环管所输送的烟气的瓦斯含量，并输出瓦斯含量信号；

4.根据权利要求1所述的低浓度瓦斯燃烧装置，其特征在于，所述烟气循环管还包括：关断阀，用于导通所述烟气循环管或关断所述烟气循环管。

5.根据权利要求1所述的低浓度瓦斯燃烧装置，其特征在于，所述烟气循环管还包括：氧含量检测仪表，用于检测所述烟气循环管所输送的烟气的氧含量，生成氧含量信号；

6.根据权利要求1所述的低浓度瓦斯燃烧装置，其特征在于，所述氧化燃烧装置还包括：蓄热室，用于存储氧化燃烧室内混合燃烧气体燃烧时产生的热能。

7.根据权利要求1所述的低浓度瓦斯燃烧装置，其特征在于，所述低浓度瓦斯输气管还包括：瓦斯浓度检测仪表，用于检测所述低浓度瓦斯输气管输入的瓦斯的含量。

8.根据权利要求1所述的低浓度瓦斯燃烧装置，其特征在于，所述烟气输气管还包括：烟气流量计，用于检测所述烟气输气管所输送的烟气的流量。

9.根据权利要求1所述的低浓度瓦斯燃烧装置，其特征在于，所述循环烟气流量阀和所述空气流量阀为防爆流量阀。

10.一种低浓度瓦斯燃烧系统，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的低浓度瓦斯燃烧装置。

技术总结
本发明提供一种低浓度瓦斯燃烧装置及系统，属于低浓度瓦斯燃烧领域，该装置包括：低浓度瓦斯输气管；辅助输气管；烟气输气管；氧化燃烧装置，包括氧化燃烧室，用于将输入的低浓度瓦斯与辅助气体混合成混合燃烧气体，并将混合燃烧气体燃烧产生的烟气通过烟气出气口输出至烟气输气管；排气筒；空气输气管，用于向辅助输气管输入空气；烟气循环管，用于将烟气输气管输出的部分烟气输入至辅助输气管，并通过辅助输气管将空气与烟气混合形成的辅助气体输入至氧化燃烧室；控制装置，用于将烟气流量与空气流量的比调节在设定比例范围内。通过本发明提供的方法，能够提高氧化燃烧装置产生的热能效率，降低燃烧产生的氮氧化物浓度。

技术研发人员：常彦斌,姚宣
受保护的技术使用者：国能龙源环保有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15