新型電站鍋爐煤渣粉燃燒裝置的製作方法

2023-05-20 00:43:26 3

專利名稱：新型電站鍋爐煤渣粉燃燒裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電站鍋爐燃燒設備領域，具體為一種新型電站鍋爐煤渣粉燃燒裝置。
背景技術：
我國是能源消耗大國，在全國能源的總消耗中，煤炭佔75%以上，石油佔17%。而電站鍋爐作為最主要的熱能轉化設備煤渣粉，其中煤炭用量佔總煤炭量的60%以上。隨著燃油價格的不斷上漲，燃煤價格也在急劇上升，特別是煙煤，價格更是居高不下。與此同時，大量熱值很高的電站鍋爐飛灰卻被白白丟棄，十分可惜。因此，對燃煙煤電 站鍋爐飛灰殘餘熱值進行回收的要求越來越緊迫。將飛灰和煙煤粉混合磨製成煤渣粉作為電站鍋爐的燃料可以有效地解決這一問題。但是煤渣粉存在的缺點是揮發分低，極難著火，難燃盡，現有普通鍋爐大多採用直流式煤粉燃燒器，其特性如下1.不旋轉，射流擴展角小，卷吸能力小，單只燃燒器的著火性能差，爐膛充滿度差；2.射流衰減慢，射程遠，後期混合好，有利於煤粉燃盡；3.採用四角布置，相互配合時，相互點燃，著火好，混合強烈；由於直流燃燒器出口回流區很小，著火條件很差，燃燒低揮發分的煤渣粉很困難。雖然採用鈍體燃燒技術後可以摻燒一部分無煙煤，但是想完全以煤渣粉為燃料還是難上加難。若要徹底改燒煤渣粉，必須對燃燒器的著火特性進行改進。改善煤渣粉著火特性的技術有很多，應用最成功的是採用旋流燃燒技術。採用旋流燃燒技術的旋流式燃燒器由圓形噴口組成，燃燒器中裝有各種型式的旋流發生器(簡稱旋流器)。煤粉氣流或熱空氣通過旋流器時，發生旋轉，從噴口射出後即形成旋轉射流。利用旋轉射流，能形成有利於著火的高溫煙氣回流區，並使氣流強烈混合。射出噴口後在氣流中心形成回流區，這個回流區叫內回流區。內回流區卷吸爐內的高溫煙氣來加熱煤粉氣流，當煤粉氣流擁有了一定熱量並達到著火溫度後就開始著火，火焰從內回流區的內邊緣向外傳播。與此同時，在旋轉氣流的外圍也形成回流區，這個回流區叫外回流區。外回流區也卷吸高溫煙氣來加熱空氣和煤粉氣流。由於二次風也形成旋轉氣流，二次風與一次風的混合比較強烈，使燃燒過程連續進行，不斷發展，直至燃盡。與直流射流相比，旋轉氣流同時具有向前運動的軸向速度和沿圓周運動的切向速度，這就使氣流在流動方向上，沿軸向與切向的擾動能力增強，因而氣流衰減速度比較快，射程短。在旋流火焰中，在火焰根部卷吸高溫煙氣，形成大範圍回流區，這種火焰可卷吸火焰自身燃燒放出的熱量，具有極強的自穩定著火能力，因回流量大，非常適合燃燒難燃的煤渣粉。雖然旋流燃燒器的著火性能極好，完全可以滿足煤渣粉的著火要求。但是其氣流衰減速度比較快，射程短，後期混合不好，導致鍋爐效率降低。因此，還需尋求一種新的解決方法。

實用新型內容本實用新型的目的在於上述現有技術缺陷，提供一種不僅確保煤渣粉能快速著火，且確保煤渣粉能充分燃盡的新型電站鍋爐煤渣粉燃燒裝置。通過將旋流燃燒器和直流燃燒器相結合，能使煤渣粉直接燃盡，能有效提高鍋爐效率。本實用新型是通過以下技術方案來實現新型電站鍋爐煤渣粉燃燒裝置，包括有鍋爐爐膛和與所述鍋爐爐膛連接的旋風燃燒筒，所述旋風燃燒筒安裝於鍋爐爐膛的前部和後部，所述旋風燃燒筒的上方設有將煤渣粉高速旋轉噴入旋風燃燒筒的燃燒室內的噴槍，所述旋風燃燒筒的頂部設有送入煤渣粉著火所需空氣的一次旋轉送風口 ；所述鍋爐爐膛的前後部安裝有兩個所述旋風燃燒筒。所述旋風燃燒筒與鍋爐爐膛連接的孔道內設置有煙塵檔片，有效的擋住部分大顆粒的煙塵進入鍋爐爐膛內。所述旋風燃燒筒的燃燒室爐壁設有送入確保煤渣粉著火後能充分燃燒所需空氣的二次切向送風口。 所述二次切向送風口與一次旋轉送風口不在旋風燃燒筒同一水平面上。所述旋風燃燒筒為圓筒狀旋風燃燒筒。所述旋風燃燒筒的底部設有承接煤渣粉燃燒後排出的液態灰渣的灰渣鬥。上述旋風燃燒筒採用水冷方式。上述旋風燃燒筒與直流燃燒器的符合比例為60% 40%。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是由於採用將旋流燃燒器和直流燃燒器相結合的結構，故綜合了旋流燃燒器和直流燃燒器的優點，不僅能確保煤渣粉能快速著火，且確保煤渣粉能充分燃盡，從而能有效提高電站鍋爐效率。本實用新型設計合理，結構簡單，使用方便，能夠有效燃用低熱值低價格的煤渣粉，社會效益及經濟效益都較顯著。

圖I為本實用新型電站鍋爐煤渣粉燃燒裝置的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型電站鍋爐煤渣粉燃燒裝置作進一步描述。新型電站鍋爐煤渣粉燃燒裝置，如圖I所示，包括有鍋爐爐膛I和與所述鍋爐爐膛I連接的旋風燃燒筒2，所述旋風燃燒筒2安裝於鍋爐爐膛I的後部，所述旋風燃燒筒2的上方設有將煤渣粉高速旋轉噴入旋風燃燒筒2的燃燒室內的噴槍3，旋風燃燒筒2的頂部設有送入煤渣粉燃燒所需空氣的一次切向送風口 4。所述鍋爐爐膛I的前後部安裝有兩個所述旋風燃燒筒2。可以通過兩個旋風燃燒筒2同時燃燒來提高鍋爐爐膛I的溫度，也可以低負荷時單獨運行其中一個。為進一步確保著火後的煤渣粉能充分燃燒，上述旋風燃燒筒2的燃燒室爐壁設有送入確保煤渣粉著火後能充分燃燒所需空氣的二次切向送風口 5。上述二次切向送風口 5與一次旋轉送風口4不在同一水平面上。所述旋風燃燒筒2為圓筒狀旋風燃燒筒。所述旋風燃燒筒2與鍋爐爐膛I連接的孔道內設置有煙塵檔片7，有效的擋住部分大顆粒的煙塵進入鍋爐爐膛內。此外，上述旋風燃燒筒2的底部設有承接煤渣粉燃燒後排出的液態灰渣的灰渣鬥6。所述旋風燃燒筒2採用水冷方式。上述旋風燃燒筒2與直流燃燒器的符合比例為60 40。本實用新型在工作過程中，煤渣粉由噴槍3高速旋轉噴入旋風燃燒筒2的燃燒室，燃燒室的燃燒空間為高速旋轉的火球，燃燒速度是普通鍋爐的幾十倍。燃燒煤渣粉燃燒所需要的空氣，將其分成幾部分切向風，即一次旋轉風和二次切向風等，一次旋轉風從在噴槍3下遊一定距離處的旋風燃燒筒2的頂部所設的一次旋轉送風口 4旋轉進入旋風燃燒筒2的燃燒室，從一次旋轉送風口 4進入的一次風作高速旋轉，高速旋轉的氣流將旋風燃燒筒2的燃燒室內的高溫煙氣卷吸到旋風燃燒筒2的燃燒室的前端，保證了旋風燃燒筒2的燃燒室前端能夠維持足夠高的溫度，使得煤渣粉得以快速加熱，穩定著火燃燒；著火後的煤渣粉充分燃燒所需要的另一部分空氣(即二次切向風等)通過旋風燃燒筒2爐壁設有的二次切向送風口 5送入旋風燃燒筒2的燃燒室，高速旋轉的氣流使旋風燃燒筒2燃燒室內形成強烈的旋渦運動和複雜的軸向流動，燃燒過程更為熾烈，煤渣粉燃燒產生的高溫煙氣進入燃燼室進一步燃盡後，進入鍋爐爐膛1，煤渣粉在旋風燃燒筒2的燃燒室及鍋爐爐膛I內停留 時間達10秒以上，確保煤渣粉的燃燼率在99%以上。由於煤渣粉在旋風燃燒筒2的燃燒室 內燃燒強烈，溫度高，可以實現液態排渣，液態灰渣排入灰渣鬥6，使煤渣粉灰分及其它有害成份在旋風燃燒筒2的燃燒室即可被排除，不會進入鍋爐的鍋爐爐膛I內，因此不會影響鍋爐出力；同時，旋風燃燒筒2採用水冷方式，相當於增大鍋爐蒸發受熱面，有可能使鍋爐出力進一步提聞。煤渣粉在旋風燃燒筒2的燃燒室內燃燒後的煙氣飄向鍋爐爐膛I的上方，與鍋爐爐膛I的四角切圓形成的高溫火球強烈混合燃燒，確保了後期燃盡。同時，旋風燃燒筒2噴入的高溫火焰又為直流燃燒器的著火提供了穩定的熱源。儘管本實用新型是參照具體實施例來描述，但這種描述並不意味著對本實用新型構成限制。參照本實用新型的描述，所公開的實施例的其他變化，對於本領域技術人員都是可以預料的，這種的變化應屬於所屬權利要求所限定的範圍內。
權利要求1.新型電站鍋爐煤渣粉燃燒裝置，包括有鍋爐爐膛(I)和與所述鍋爐爐膛(I)連接的旋風燃燒筒(2)，其特徵在於，所述旋風燃燒筒(2)在鍋爐爐膛(I)上設置有最少兩個；所述旋風燃燒筒(2 )安裝於鍋爐爐膛(I)的後部或者前部，所述旋風燃燒筒(2 )的上方設有將煤渣粉高速旋轉噴入旋風燃燒筒(2)的燃燒室內的噴槍(3)，所述旋風燃燒筒(2)的頂部設有送入煤渣粉著火所需空氣的一次旋轉送風口(4)。
2.根據權利要求I所述的新型電站鍋爐煤渣粉燃燒裝置，其特徵在於，所述旋風燃燒筒(2)與鍋爐爐膛(I)連接的孔道內設置有煙塵檔片(7)。
3.根據權利要求I或者2所述的新型電站鍋爐煤渣粉燃燒裝置，其特徵在於，所述旋風燃燒筒(2)的燃燒室爐壁設有送入確保煤渣粉著火後能充分燃燒所需空氣的二次切向送風口< 5)。
4.根據權利要求3所述的新型電站鍋爐煤渣粉燃燒裝置，其特徵在於，所述二次切向送風口(5)與一次旋轉送風口(4)處於旋風燃燒筒(2)不同水平面上。
5.根據權利要求4所述的新型電站鍋爐煤渣粉燃燒裝置，其特徵在於，所述旋風燃燒筒(2 )為圓筒狀旋風燃燒筒。
6.根據權利要求5所述的新型電站鍋爐煤渣粉燃燒裝置，其特徵在於，所述旋風燃燒筒(2)的底部設有承接煤渣粉燃燒後排出的液態灰渣的灰渣鬥(6)。
專利摘要本實用新型公開一種新型電站鍋爐煤渣粉燃燒裝置，包括有電站鍋爐爐膛和與所述鍋爐爐膛連接的旋風燃燒筒，所述旋風燃燒筒安裝於鍋爐爐膛的前部和後部，所述旋風燃燒筒的上方設有將煤渣粉高速旋轉噴入旋風燃燒筒的燃燒室內的噴槍，所述旋風燃燒筒的頂部設有送入煤渣粉著火所需空氣的一次旋轉送風口；所述旋風燃燒筒的上部設有送入煤渣粉充分燃燒所需空氣的二次切向送風口。本實用新型設計合理，結構簡單，使用方便，可以有效燃用低熱值低價格的煤渣粉，社會效益及經濟效益都較顯著。
文檔編號F23C5/08GK202709086SQ20122023242
公開日2013年1月30日 申請日期2012年5月22日 優先權日2012年5月22日
發明者劉效洲 申請人:廣東工業大學