一種用於鍋爐燃燒系統的蒸氣餘熱回收裝置的製作方法
2023-12-02 06:37:21 1
本發明涉及鍋爐燃燒設備，具體涉及一種用於鍋爐燃燒系統的蒸氣餘熱回收裝置。
背景技術：
鍋爐是在許多需要用到蒸氣的生產中不可或缺的一個設備，通過燃燒燃料，從而蒸發出蒸汽，用於生產。在蒸汽的生產過程中，鍋爐燃燒的狀況對蒸汽的產生和燃料的利用率存在十分重大的影響。從阿累尼烏斯定律可得出，絕對溫度越高，則鍋爐中化學反應的速度越快。故在引氣入鍋爐內時，均需對空氣進行加熱，以提高燃燒效率。
如公告號為cn202032602u的專利，該專利公開了一種褐煤滾筒煙氣預乾燥發電集成系統，將褐煤滾筒煙氣乾燥系統與火力發電廠的鍋爐燃燒系統相結合，包含依次連接的鍋爐供煤裝置、鍋爐、省煤器、脫硝裝置、空氣預熱器、除塵器、引風機和脫硫裝置；還包含依次連接的褐煤供煤裝置、滾筒乾燥機、袋式粉煤收集器和預乾燥增壓風機；所述脫硝裝置的煙氣出口還與滾筒乾燥機的煙氣入口相連，滾筒乾燥機的出料端與鍋爐供煤裝置相連接，預乾燥增壓風機的出口與脫硫裝置的入口煙道相連。鍋爐的煙氣部分被分流到滾筒乾燥機對褐煤原料進行預乾燥，充分利用了電廠的煙氣餘熱，鍋爐的效率提高。
該方案的缺點在於:通過外部加熱，使空氣預熱器預熱進入鍋爐內的空氣，來提高燃燒效率。即需再次消耗外部能量，導致能耗大，成本高。
技術實現要素：
針對現有技術存在的不足，本發明的目的在於提供一種用於鍋爐燃燒系統的蒸氣餘熱回收裝置，充分利用了鍋爐燃燒時熱量，對冷氣進行加熱，不需消耗外界能量，減小能耗的同時，減小成本。
為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：
一種用於鍋爐燃燒系統的蒸氣餘熱回收裝置,包括鍋爐和與鍋爐連接的旋風分離器，所述鍋爐下端連接有用於排出煤渣的排渣管，所述旋風分離器出風口連接有出風管，所述出風管內設有氧氣預熱器和空氣預熱器，所述氧氣預熱器一端設有氧氣管且另一端連接有熱氧管，所述熱氧管穿設過鍋爐且熱氧管背對氧氣預熱器一端連通鍋爐，所述空氣預熱器一端設有空氣管且另一端連接有連通鍋爐側壁的熱風管。
通過採用上述技術方案，使氧氣和空氣均通過出風管內廢氣加熱後再進入到鍋爐內，從而在將氧氣和空氣加熱的前提下，不需使用外界能源，減小能耗，減小成本。同時氧氣和空氣同時通入鍋爐內，可使鍋爐內的燃料更充分的進行燃燒，提高其燃燒利用率。
本發明的進一步設置為：所述熱氧管包括連接於氧氣預熱器且穿設入鍋爐內的主管、與主管連接的呈豎直設置的分管和與分管相連的換熱管，所述換熱管垂直於分管且呈環形設置，所述換熱管兩端穿設過鍋爐且與鍋爐連通，所述分管上設有電動調節閥，所述分管和換熱管均設有多根，所述換熱管沿鍋爐軸向分布。
通過採用上述技術方案，換熱管呈環形設置，從而增大了換熱管和廢氣的接觸面積，使換熱管內的冷氣和廢氣在相同速率下，可進行更多的熱交換，從而使進入到鍋爐內的氧氣溫度更高，加快了燃燒反應的速度。換熱管設有多根，使氣流可更均勻的與出風管內的廢氣進行熱交換，使進入鍋爐內的氧氣溫度較為均勻，使燃料可更加穩定充分的進行燃燒，提高燃燒效率。
且由於換熱管沿鍋爐軸向分布，而下方的氧氣又會由於熱量而上移，故換熱管中的氧氣進入到鍋爐內後，鍋爐內的氧氣的濃度是由下至上分布逐漸變濃的，從而使燃料在燃燒過程中進行多段燃燒。從而減小nox、n2ox、so2和co的排放，減小了對環境的汙染。
本發明的進一步設置為：所述分管兩側連通有用於接收從換熱管內吹出氣體的側管，所述換熱管兩端和與其對應的分管下方分管上的側管之間設有密封管，所述密封管套設於側管和換熱管外且滑動連接於側管和換熱管，所述側管背對分管一端設有用於關閉側管和驅動密封管朝向側管運動的啟閉機構。
通過採用上述技術方案，若外界溫度較低，即氧氣經過氧氣預熱器預熱後溫度較低，則打開側管，同時密封管連接密封側管和換熱管，從而使換熱管內的氧氣再經過一根換熱管的加熱後再進入到鍋爐內。從而確保進入鍋爐內的氧氣溫度不會過低導致影響到鍋爐內的燃燒。若外界溫度較高，即氧氣經過一根換熱管即可達到預設溫度，即可關閉側管，並使密封管朝向側管移動，使密封管與換熱管分離，從而使氧氣直接從換熱管中進入到鍋爐內，進行多段燃燒，提高燃燒率。
本發明的進一步設置為：所述啟閉機構包括嵌設於側管內且轉動連接於側管的擋板、同軸固設於擋板的轉軸、螺紋連接於密封管的驅動杆、用於驅動驅動杆轉動的驅動電機和用於換向驅動電機的輸出扭矩方向使轉軸轉動的換向機構。
通過採用上述技術方案，驅動電機在換向機構換向後驅動轉軸轉動，從而控制擋板從打開側管的狀態轉到關閉側管的狀態。同時驅動電機驅動驅動杆轉動，來驅動密封管朝向側管轉動，從而使氧氣直接由換熱管進入到鍋爐內，進行多段燃燒。
當氧氣溫度較低時，驅動電機反向轉動，從而使擋板關閉側管，密封管再次密封連接換熱管和側管，使換熱管內的氧氣再次進入下一個分管和換熱管內預熱。
本發明的進一步設置為：所述旋風分離器的出灰口設有出灰管，所述出灰管連通鍋爐，且所述出灰管與鍋爐的連接端位於所有換熱管下方。
通過採用上述技術方案，從而將未燃燒充分的燃料收集起來引回鍋爐，由於這些未充分燃燒的燃料有一定的餘溫，更易被點燃和燃燒，可起到助燃的作用，使鍋爐可更穩定的進行燃燒。同時還可提高被充分燃燒燃料的比率。
本發明的進一步設置為：所述出風管包括與旋風分離器出風口相連的第一管和與第一管背對旋風分離器一端連通的第二管，所述第一管內從旋風分離器至氧氣預熱器之間依次設有高溫過熱器、低溫過熱器和省煤器，所述氧氣預熱器和空氣預熱器位於第二管內，所述第一管和第二管的連接處設有用於回收廢氣中灰塵的回收鬥，所述回收鬥位於第一管和第二管下端，所述回收鬥和鍋爐之間設有用於將回收鬥內的灰塵導入鍋爐內的回料管。
通過採用上述技術方案，從而將未燃燒充分的燃料收集起來引回鍋爐，由於這些未充分燃燒的燃料有一定的餘溫，更易被點燃和燃燒，可起到助燃的作用，使鍋爐可更穩定的進行燃燒。同時還可提高被充分燃燒燃料的比率。
本發明的進一步設置為：所述回料管包括連接回收鬥的呈匚型設置開口向上的緩存管、連通緩存管和鍋爐的朝向鍋爐傾斜向下的連接管。
通過採用上述技術方案，從而使燃料堆積到一定量後，再進入到鍋爐內，使其可更好的幫助燃燒，使鍋爐可更穩定的進行燃燒。
本發明的進一步設置為：所述鍋爐下端固設有冷卻室，所述冷卻室上端面為開設有若干個風帽的布風板，所述風帽連通鍋爐下端面，所述冷卻室內壁設有水冷管，所述熱風管一側連通有導風管，所述導風管背對熱風管一端連通冷卻室，所述排渣管穿設過冷卻室。
通過採用上述技術方案，從而使燃燒充分的煤渣可順利進行回收，不會影響燃燒。同時導風管內的風可將堵塞再布風板上的未充分燃燒或未燃燒的燃料向上推動，參與燃燒，使燃料得到更充分的利用。
本發明的進一步設置為：所述導風管設有兩根，且兩根所述導風管外壁均設有連通鍋爐側壁的分風管，所述緩存管和分風管之間連接有分灰管，所述分風管、分灰管和導風管上均設有電子調節閥。
通過採用上述技術方案，從而可通過調節分風管和導風管上的電子調節閥，在不改變風速的情況下，調節對布風板的風力。從而確保燃料可被導風管內的風吹起，參與燃燒，同時防止由於風速過大影響火焰的穩定。分灰管可將緩存管內的燃料粉末引入分風管中，使進入鍋爐的空氣中有未燃燒完全的顆粒，即可提高空氣的溫度，同時又使該部分空氣可幫助燃燒。
本發明的進一步設置為：所述鍋爐一側設有原煤倉，所述原煤倉下方設有用於出料的計量皮帶，所述計量皮帶的出料端設有用於供料給鍋爐的進煤管，所述空氣管外壁連接有播煤冷風管，所述播煤冷風管一端朝向計量皮帶的進料端，所述熱風管外壁連接有播煤熱風管，所述播煤熱風管另一端連通進煤管。
通過採用上述技術方案，播煤冷風管可冷卻計量皮帶，使計量皮帶可正常運行。同時可將落到計量皮帶上的燃料吹散，使燃料中夾雜著空氣，幫助燃燒。然後在進入到進煤管內後被播煤熱風管內的熱風預熱吹散，從而使其可更快的在鍋爐內燃燒。
本發明具有以下優點：使燃料可更輕鬆的被點燃，且穩定的燃燒；同時可提高燃燒反應的速率和燃料的燃燒率，減小排放廢氣中的氮氧化物和硫化物等汙染物；不需引入外界能耗，只需對廢氣的餘熱進行回收即可實現功能。
附圖說明
圖1為實施例的結構簡圖；
圖2為實施例的結構簡圖（主要用於體現計量皮帶）；
圖3為實施例中計量皮帶的結構簡圖；
圖4為實施例中計量皮帶的俯視圖；
圖5為實施例中出料管的剖視圖；
圖6為實施例中出料管的局部剖視圖；
圖7為實施例中冷卻室的剖視圖；
圖8為實施例的局部結構簡圖；
圖9為實施例中蛇形管道的剖視圖；
圖10為實施例蛇形管道和熱氧管的連接示意圖；
圖11為實施例中鍋爐和熱氧管的結構簡圖；
圖12為實施例中鍋爐和換熱管的剖視圖（未畫出分管）；
圖13為實施例中熱氧管的剖視圖；
圖14為實施例中熱氧管的結構示意圖（主要用於體現啟閉機構）；
圖15為圖14中a處的放大圖。
附圖標記：1、原煤倉；2、鍋爐；3、旋風分離器；4、電除塵器；5、脫硫裝置；6、煙囪；7、第一出料鬥；8、計量皮帶；9、轉動輥；10、第一電機；11、第二出料鬥；12、進煤管；13、石灰倉；14、出料管；15、調料腔；16、調節盤；17、伺服電機；18、儲料齒；19、儲料槽；20、冷卻室；21、布風板；22、風帽；23、風管；24、錐形蓋；25、進氣孔；26、水冷管；27、排渣管；28、冷渣器；29、放渣管；30、出灰管；31、出風管；32、第一管；33、第二管；34、高溫過熱器；35、低溫過熱器；36、省煤器；37、氧氣預熱器；38、空氣預熱器；39、蛇形管道；40、防腐陶瓷層；41、密封圈；42、氧氣管；43、熱氧管；44、氧氣風機；45、主管；46、分管；47、換熱管；48、側管；49、密封管；50、啟閉機構；51、擋板；52、轉軸；53、驅動杆；54、驅動電機；55、換向機構；56、第一錐齒輪；57、第二錐齒輪；58、空氣管；59、熱風管；60、空氣風機；61、導風管；62、分風管；63、播煤冷風管；64、播煤熱風管；65、回收鬥；66、回料管；67、緩存管；68、連接管；69、分灰管。
具體實施方式
參照附圖對本發明做進一步說明。
如圖1所示，一種帶有蒸氣餘熱回收裝置的鍋爐燃燒系統，依次包括原煤倉1、鍋爐2、旋風分離器3、電除塵器4、脫硫裝置5和煙囪6。
如圖1和圖2所示，原煤倉1設有若干個。原煤倉1下端設有第一出料鬥7，第一出料鬥7下端開口處設有閥門。如圖2和圖3所示，第一出料鬥7下端設有計量皮帶8和轉動輥9。如圖3和圖4所示，計量皮帶8套設於轉動輥9外，且轉動輥9設有兩根，分別位於計量皮帶8兩端。其中一根轉動輥9一端同軸固設有第一電機10。第一電機10驅動轉動輥9轉動，從而驅動計量皮帶8轉動。
如圖2所示，計量皮帶8的出料端下方設有第二出料鬥11，計量皮帶8上的燃料可掉入第二出料鬥11內。第二出料鬥11下端連接有進煤管12，進煤管12連通第二出料鬥11。進煤管12背對第二出料鬥11一端向下傾斜，且連通鍋爐2。
如圖2所示，原煤倉1一側設有石灰倉13，石灰倉13下端面連接有出料管14，出料管14位於計量皮帶8上方。如圖5和圖6所示，出料管14中部朝外擴張形成調料腔15，調料腔15呈圓盤型，調料腔15的中心軸垂直於出料管14的中心軸。調料腔15嵌設有調節盤16，調節盤16轉動連接於出料管14。出料管14外固定安裝有伺服電機17，伺服電機17同軸固設於調節盤16，可驅動調節盤16相對出料管14轉動。
如圖5所示，調節盤16外壁固設有儲料齒18，儲料齒18抵接於調料腔15，儲料齒18沿調節盤16周向設有若干個，兩個相鄰的儲料齒18形成儲料槽19。調節盤16兩側側壁抵接於調料腔15內壁。
如圖1所示，鍋爐2下端固設有冷卻室20。如圖7所示，冷卻室20上開口處蓋設固定有布風板21，布風板21上固設有若干風帽22。風帽22包括風管23和固設於風管23上端的錐形蓋24。風管23連通冷卻室20且穿設過鍋爐2下端面。風管23外壁設有若干個進氣孔25，且進氣孔25位於鍋爐2內。冷卻室20內壁設有水冷管26。鍋爐2下端面連接有排渣管27，排渣管27穿設過冷卻室20。如圖8所示，排渣管27上設有閥門，排渣管27下端連接有冷渣器28。排渣管27外壁連接有放渣管29，放渣管29上設有閥門。
如圖1所示，鍋爐2的出氣口連接於旋風分離器3的進風口。旋風分離器3的出灰口設有出灰管30，出灰管30背對旋風分離器3一端傾斜向下設置，且連通鍋爐2側壁。旋風分離器3的出風口設有出風管31。出風管31包括第一管32和第二管33。第一管32與旋風分離器3的出風口相連，第二管33連接於第一管32背對旋風分離器3一端。第一管32和第二管33均呈l型。第一管32內依次設有高溫過熱器34、低溫過熱器35和省煤器36。
如圖1所示，第二管33內設有氧氣預熱器37和空氣預熱器38。如圖1所示，氧氣預熱器37和空氣預熱器38均為蛇形管道39。如圖9和圖10所示，蛇形管道39由不鏽鋼製成，蛇形管道39的壁厚由下至上逐漸變厚。蛇形管道39外固設有防腐陶瓷層40，防腐陶瓷層40上沿其周向設有密封圈41。
如圖1所示，氧氣預熱器37對應的蛇形管道39兩端分別套設有氧氣管42和熱氧管43。如圖1和圖10所示，氧氣管42和熱氧管43均螺紋連接於蛇形管道39，且與密封圈41呈過盈配合。如圖1所示，氧氣管42背對蛇形管道39一端穿設過第二管33，且固設有用於送氧氣的氧氣風機44。
如圖11所示，熱氧管43包括主管45、分管46和換熱管47。主管45連接於氧氣預熱器37，分管46呈垂直設置且連接於主管45背對氧氣預熱器37一端，分管46上設有電動調節閥。換熱管47與分管46下端相連通。如圖12所示，換熱管47呈環形設置，換熱管47兩端穿設過鍋爐2且與鍋爐2連通。如圖11所示，分管46和換熱管47均設有多根，換熱管47沿鍋爐2軸向分布。所有換熱管47均位於出灰管30上方。
如圖13所示，分管46兩側連接有連通分管46的側管48，換熱管47吹出的風可流入側管48內。換熱管47兩端和與其對應的側管48之間設有密封管49，密封管49套設於側管48和換熱管47外且滑動連接於側管48和換熱管47，密封管49與換熱管47和側管48均呈過盈配合。側管48背對分管46一端設有啟閉機構50。
如圖14和圖15所示，啟閉機構50包括擋板51、轉軸52、驅動杆53、驅動電機54和換向機構55。驅動電機54固定安裝於側管48，驅動杆53一端同軸固連於驅動電機54。且驅動杆53另一端螺紋連接於密封管49，且平行於密封管49。驅動電機54的輸出軸外固定套設有第一錐齒輪56。擋板51嵌設於側管48內且密封側管48。轉軸52穿設過擋板51和側管48，且固連於擋板51，使擋板51轉動連接於側管48。轉軸52一端固設有第二錐齒輪57，第二錐齒輪57與第一錐齒輪56嚙合。第一錐齒輪56和第二錐齒輪57形成了換向機構55。
如圖14和圖15所示，驅動電機54轉動，使在經過換向機構55後驅動轉軸52轉動，從而驅動擋板51打開。此時驅動杆53在驅動電機54的帶動下也轉動，驅動密封管49朝向側管48運動，離開換熱管47。若驅動電機54反向轉動，則擋板51密封側管48，密封管49連接側管48和換熱管47。
如圖1所示，空氣預熱器38對應的蛇形管道39兩端分別套設有空氣管58和熱風管59，空氣管58和熱風管59均螺紋連接於蛇形管道39，且與密封圈41呈過盈配合。空氣管58背對蛇形管道39一端穿設過第二管33，且固設有用於送空氣的空氣風機60。
如圖8所示，熱風管59一側連通有導風管61，導風管61背對熱風管59一端連通冷卻室20，導風管61設有兩根，且兩根導風管61外壁均設有連通鍋爐2側壁的分風管62。
如圖1所示，空氣管58外壁連接有播煤冷風管63，播煤冷風管63一端延伸到計量皮帶8，且朝向計量皮帶8的進料端。熱風管59外壁連接有播煤熱風管64，播煤熱風管64背對熱風管59一端連通進煤管12，且朝向鍋爐2。
如圖1所示，第一管32和第二管33的連接處設有回收鬥65，回收鬥65位於第一管32下端下方和第二管33上端下方。如圖8所示，回收鬥65和鍋爐2之間設有回料管66。回料管66包括緩存管67和連接管68。緩存管67軸線為開口向上的匚型。緩存管67一端連通回收鬥65下方。連接管68連接於緩存管67另一端。連接管68相對鍋爐2一端呈傾斜向下設置，且連通鍋爐2。
如圖8所示，緩存管67緩存了由回收鬥65收集的經過第一管32的廢氣中的未燃燒的燃料，當存到一定程度後，由連接管68導入鍋爐2內。緩存管67和分風管62之間連接有分灰管69，分風管62、分灰管69和導風管61上均設有電子調節閥。
如圖1所示，出風管31出風端連接於電除塵器4，電除塵器4的出風端連接於脫硫裝置5。脫硫裝置5的出風端連接於煙囪6。
該鍋爐2燃燒系統的原理如下：
1、燃料從原料倉出料到計量皮帶8上，同時石灰粉也出料到計量皮帶8上，與燃料混合，可通過控制第一電機10的轉速和轉動角度來控制石灰粉的出料速度和出料量；
且播煤冷風管63會吹動燃料和石灰粉，使燃料之間有較多的空氣，方便其燃燒；同時也可冷卻計量皮帶8，使其穩定運行；
2、計量皮帶8帶動燃料和石灰粉進入到進煤管12內，播煤熱風管64帶動燃料進入到鍋爐2內，進行燃燒，同時又對燃料進行了預熱，方便其被點燃；
3、點燃後產生的廢氣排出到旋風分離器3內，經過其分離後，分離出的燃料被出灰管30導回鍋爐2，繼續進行燃燒，廢氣經過出風管31排出；
4、廢氣經過電除塵器4，除去廢氣中的顆粒粉塵，然後再經過脫硫裝置5，對廢氣進行脫硫，最後連接到煙囪6，排放即可。
5、在上述過程中，氧氣通過氧氣預熱器37和熱氧管43吸收了出分管46內的餘熱和鍋爐2內的熱量後進入到鍋爐2內，確保燃燒的持續進行；
且由於氧氣是通過多根換熱管47通入鍋爐2內，故鍋爐2內的氧氣濃度至下而上逐漸變高，實現了多段燃燒，減小氮氧化物的排放；
若氧氣溫度過低，驅動電機54驅動擋板51轉開，密封管49連接側管48和換熱管47，使氧氣經過多根換熱管47換熱後再通入鍋爐2內；
6、同時熱氣將鍋爐2底面布風板21上的燃料吹起，使其參與到燃燒中；燃燒完後的煤渣通過風帽22進入到冷卻室20內，經過水冷管26和熱風初步冷卻後排入冷渣器28內；若冷渣器28破損，可直接通過放渣管29將鍋爐2內的煤渣排出。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護範圍並不僅局限於上述實施例，凡屬於本發明思路下的技術方案均屬於本發明的保護範圍。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。