一種拋煤機反轉鏈條爐促燃降汙節能系統的製作方法

2023-05-20 13:34:21

專利名稱：一種拋煤機反轉鏈條爐促燃降汙節能系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種拋煤機反轉鏈條爐促燃降汙節能系統。
背景技術：
自改革開放以來，我國逐漸興起了熱電供應行業，熱電廠的數量和裝機容量急劇增長。為相關行業提供了較為經濟的熱電能源，為社會經濟發展提供了動力和能源保障的同時，又改變了熱能消費企事業單位傳統上那種自我供給的模式，避免了大量的重複投資， 大量地減少了分散汙染源。作為熱廠供熱系統的關鍵設備，煤為燃料的拋煤機反轉鏈條爐得到了廣泛的應用。但同時，作為集中供熱熱電經營企業，在應用這類鍋爐生產蒸氣時，也存在著兩個普遍關心的課題一直未能很好地解決如何有效提高燃煤的有效利用率以降低能耗；如何儘量減少汙染物排放。拋煤機鏈條爐是在正轉鏈條爐排鍋爐的基礎上發展起來的，它的燃燒機理既有鏈條爐層燃的特點又有懸浮燃燒煤粉爐的特點，在燃燒設備結構上使鏈條爐排反轉並在爐膛空間增加了機械拋煤設備使粒煤以顆粒大小在爐排面上分層分布，細煤屑則在爐鏜空間呈懸浮態分布。因此，層燃通風阻力小透氣性好，爐排層燃比較完全。細煤屑則在爐鏜空間完成懸浮燃燒。因此，拋煤機鏈條爐具有煤種適應性強、負荷適應性好、調節比較靈敏等優點。雖然拋煤機鏈條爐優點顯著，但也存在諸多缺陷，主要體現在煙氣黑度等級高、飛灰量大、飛灰含碳量高等方面，排煙黑度一般在林格曼黑度3級左右，嚴重時高達5級；煙塵排放濃度一般都在500mg/Nm3以上，有的高達1000mg/Nm3以上，超過國家排放標準的十幾倍甚至幾十倍；煙塵中含碳量一般在60% 70%，可見問題的嚴重性。造成這些問題的原因主要包括5個方面(1)拋煤機拋在爐膛空間燃燒的是直徑在Imm左右的煤屑，而不是達到煤粉要求、 直徑在IOktm以下的煤粉。因此，在現有拋煤機鏈條爐爐膛空問，懸浮可燃物完全燃燒的物理條件是不具備的。(2)煤粉爐懸浮燃燒時設有煤粉燃燒器，它是保證煤粉良好燃燒的重要手段，但也存在不完全燃燒現象；而拋煤機鍋爐不但沒有煤粉燃燒器，而且把煤屑拋入爐膛空間燃燒時幾乎是沒有採取強化措施的，因此，不能保證煤屑正常燃燒。(3)拋煤機鍋爐的爐膛是開放型的矩形直筒子沒有前後拱，空間很大。因此，儘管爐內過剩空氣量很大，但煤屑與空氣仍不可能充分混合，懸浮可燃物燃燒反應的物理條件較差，造成煤屑因缺氧而減慢化學反應的進程，產生不完全燃燒現象。(4)拋煤機鍋爐爐膛不高，煙氣流程短，再加上拋煤口距爐膛出口煙囪太近，進一步縮短了煙氣流程，使煤屑燃燒時間縮短，加劇了不完全燃燒現象。(5) 二次風雖然是拋煤機鍋爐中常用的懸浮燃燒強化手段，但因其應用的是純物理強化原理，且風道易被煤灰堵塞，往往達不到預期的鼓風量和鼓風強度。因此，作用不大， 效果不佳。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供了一種利用水蒸氣作為促燃劑的拋煤機反轉鏈條爐促燃降汙節能系統。本實用新型能提高熱效率、降低能耗，顯著降低對大氣環境的汙染。為了達成上述目的，本實用新型的解決方案是一種拋煤機反轉鏈條爐促燃降汙節能系統，包括信號採集裝置、控制系統、水蒸氣促燃劑添加管道、調節執行系統和促燃劑分配器；其中信號採集裝置分別與拋煤機爐的爐膛和控制系統連接，控制系統與調節執行系統連接，控制系統與調節執行系統之間安裝有水蒸氣促燃劑添加管道；調節執行系統與促燃劑分配器連接，促燃劑分配器又與拋煤機爐的爐膛連通。系統的理論依據在鍋爐燃燒系統中加入高溫高壓水蒸氣促燃，將對整個燃燒過程產生顯著的化學和物理作用。產生水煤氣反應灼熱的煤焦中適時地介入水蒸氣後，發生如下反應，產生水煤氣C0+H2，同時也促進煤焦的燃燒反應過程2C+02 — 2C02C+C02 —2C0C+H20 —C0+H2C0+H2+02 — C0+H20產生的水煤氣在爐腔內充分燃燒，釋放大量熱量，使鍋爐出力和煤燃燒效率顯著提高。強化一氧化碳的燃燒活性鍋爐內燃煤的多相燃燒反應中的主要燃燒物質是一氧化碳，而一氧化碳繼續氧化燃燒變成二氧化碳的反應中起活動作用的是H、0和OH等原子或原子團，其中介入的水蒸氣被分解成OH參與反應從而促進了一氧化碳的氧化反應，其反應按下列方式展開C0+0H — C02+HH+02 — OH+O0+H2 — OH+HC0+0H — C02+H因此，CO燃燒反應的總效果是0H+2C0+02+H2 — 2C02+0H+2H從上式可見，每產生兩個(X)2分子，同時產生兩個H原子。這兩個H原子又能起活化中心的作用，促進一氧化碳的燃燒反應進一步繼續擴大，因而也就強化了一氧化碳的燃燒。由於鍋爐燃燒室的溫度高達700°C，因此，水蒸氣的加入與一氧化碳充分混合，肯定會迅速地使燃燒反應趨向完全，促進煤焦核心燃燒充分性。由於促燃劑的加入能使燃燒速度提高，同時連鎖反應迅速，使得燃燒空間形成了 「爆燃反應」，破壞了焦炭的無機鹽硬殼，增強了各種可燃物質充分燃燒的機會，促進了煤粒核心煤焦的燃燒充分性。本實用新型的有益效果為本實用新型的系統能使燃煤在鍋爐爐膛的燃燒周期快速燃盡，降低了各種可燃汙染物煙氣、二氧化硫、顆粒物和黑煙的殘留外排。提高了燃煤效率，特別是飛灰可燃物的燃盡率，不但有利於提高熱效率、降低能耗，更重要的是有利於顯著降低對大氣環境的汙染。

圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是實施例1工作原理框圖。
具體實施方式
實施例1本實施例的一種拋煤機反轉鏈條爐促燃降汙節能系統，如圖1，圖2所示；包括信號採集裝置2、控制系統3、添加管道7、調節執行系統4和促燃劑分配器5 ；其中信號採集裝置2分別與拋煤機爐的爐膛1和控制系統3連接，控制系統3與調節執行系統4連接，控制系統3與調節執行系統4之間安裝有水蒸氣促燃劑添加管道7 ；調節執行系統4與促燃劑分配器5連接，促燃劑分配器5又與拋煤機爐的爐膛1連通。促燃系統運行過程中促燃劑供給的多少關係到爐內燃料燃燒工況，因此，必須採用控制系統3進行調節和控制。首先由信號採集裝置2完成對鍋爐相關信號的檢測，再轉換成控制系統3可識別的標準信號，經控制系統3的分析和處理，輸入調節執行系統4，調節執行系統4由此完成由水蒸氣促燃劑添加管道7輸送來的水蒸氣供給量的調節，然後輸送促燃劑到達促燃劑分配器5，分配後介入燃燒區域，實現促燃目標。本實施例的系統主要由信號採集、控制、劑量調節及促燃劑分配四個功能單元組成，其功能是實現促燃劑介入劑量的實時控制，以滿足燃燒反應的最合適需要。圖3是本實施例一種拋煤機反轉鏈條爐促燃降汙節能系統工作原理框圖。信號採集裝置2完成燃料進給信號的輸入，經變送器21後到達控制系統3中的控制裝置31，在控制系統3中，通過將輸送來的信號與給定值進行比較，在給定值範圍內就進入控制系統3中的伺服放大裝置32， 與給定值偏差較大時，就直接發出報警顯示。然後將通過伺服放大裝置32放大後的信號輸送給調節執行系統4中電動執行器41，電動執行器41由此完成由水蒸氣促燃劑添加管道7 輸送來的水蒸氣供給量的調節，然後輸送促燃劑到達促燃劑分配器5，然後進入拋煤機爐的爐膛1。信號採集單元，該單元的工作包括信號的採集和變換兩部分。(1)信號採集控制信號是指反映爐內燃煤燃燒狀態的因素，包括輸出工況因子和輸入工況因子兩類。輸出工況因子是指鍋爐的出力、爐溫、煙氣溫度、黑度、濃度、爐渣含碳量等指標；輸入工況因子是指煤種、煤量、進風量等指標。由於鍋爐燃燒系統的複雜性，輸出工況因子與促燃劑介入量之間不存在明確的因果關係，而輸入工況因子直接影響著爐內主燃區燃燒反應的方式和進程，由於促燃劑的介入同樣會對爐內主燃區燃燒反應的方式和進程產生積極的影響，因此， 我們選擇輸入工況因子作為控制信號進行採集。這種信號又可分成兩類，一類是實時變化信號，包括煤的實時送進速度、一次風送進流量等；另一類是非實時變化信號，包括煤種的溼度、粒度、含碳量等。對實時信號，採用傳感器實時採集，對非實時信號，採用物理量手動操作輸入。( 信號變換控制信號經傳感器和手操採集後得到的是電壓信號，因此，需經信號變換處理，變成電流信號後輸入控制單元。[0038]控制單元該單元的工作是對輸入信號進行處理、分析、運算及顯示，同時對輸出信號進行伺服放大，為執行單元(劑量調節器)提供良好的輸入控制信號。劑量調節單元該單元的任務是依據控制單元輸入的控制信號完成促燃劑介入量的調節，其調節元件是以開度為評價指標的電動執行閥。同時，在整個自動調節控制模塊中，設置了信號反饋功能，一旦電動執行閥的輸入信號因控制模塊失控導致超出給定安全值的範圍時，控制單元即進行報警顯示，並驅動報警裝置進行報警，最終自動切斷控制單元的信號輸出，使電動執行閥自行關閉。促燃劑分配單元促燃劑的分配由分配器完成，其目的是保證促燃劑介入爐內主燃區時的區位和劑量準確，以滿足促燃所需的化學反應條件。不同類型的鍋爐，其促燃劑介入的區位和各區位的劑量是不同的，即促燃劑的分配規則是不同的，對拋煤機爐而言，總體上以爐膛空間促燃為主、火床促燃為輔，而普通鏈條爐則以火床促燃為主、爐膛空間促燃為輔。依據促燃劑促燃降汙節能的理論依據，設計了水蒸氣促燃降汙節能系統，該系統運行不需要改變鍋爐原有本體結構，根據爐況自動控制，運行穩定可靠，正常運行時無須操作，鍋爐開爐正常工作後即可投入運行，隨進煤停止而停止。以連續可調蒸氣量來滿足燃燒的最合適需要，使系統運行穩定及反應靈敏。經對比測試，鍋爐熱效率提高4. 63%，出力提高5. 72%，煙氣殘碳量下降11.57%，煙氣懸浮顆粒濃度下降觀% (86mg/Nm3)，煙氣排放的林格曼黑度在1. 5級以內，投資回收期小於半年，節能降汙效果顯著，能取得很好的社會經濟效益和環保效益，具有良好的工程應用價值和推廣前景。
權利要求1. 一種拋煤機反轉鏈條爐促燃降汙節能系統，其特徵在於包括信號採集裝置(2)、控制系統(3)、水蒸氣促燃劑添加管道(7)、調節執行系統(4)和促燃劑分配器(5)；其中信號採集裝置(2)分別與拋煤機爐的爐膛(1)和控制系統(3)連接，控制系統(3)與調節執行系統(4)連接，控制系統(3)與調節執行系統(4)之間安裝有水蒸氣促燃劑添加管道(7);調節執行系統(4)與促燃劑分配器(5)連接，促燃劑分配器(5)又與拋煤機爐的爐膛(1)連通。
專利摘要本實用新型公開了一種拋煤機反轉鏈條爐促燃降汙節能系統，包括信號採集裝置、控制系統、水蒸氣促燃劑添加管道、調節執行系統和促燃劑分配器；其中信號採集裝置分別與拋煤機爐的爐膛和控制系統連接，控制系統與調節執行系統連接，控制系統與調節執行系統之間安裝有水蒸氣促燃劑添加管道；調節執行系統與促燃劑分配器連接，促燃劑分配器又與拋煤機爐的爐膛連通。本實用新型能提高熱效率、降低能耗，顯著降低對大氣環境的汙染。
文檔編號F23L7/00GK202066048SQ201120066348
公開日2011年12月7日 申請日期2011年3月15日 優先權日2011年3月15日
發明者王文奎, 駱永標 申請人:紹興文理學院