一種水平移動式爐排氣化爐的製作方法

2023-07-23 04:45:16 1

專利名稱：一種水平移動式爐排氣化爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種燃煤氣化爐領域；具體指一種引入循環煙氣與分區控制氣化 以實現擴大適用煤種範圍、減少煙氣黑度與煙塵排放的水平移動式爐排氣化爐。
背景技術：
目前，國內外市場上有各種各樣工業與民用的氣化爐，例如中國專利申請號 200820127031. 3《一種傾斜式燃煤氣化爐》，包括爐體、爐底與供風裝置，爐體由外殼和耐火 材料層構成；該爐體的上部設置有加煤裝置，爐體的底部設置有傾斜式爐排，即該爐體向前 傾斜地安裝在所述爐底上。所述爐排的下方安裝有一次送風管，該一次送風管的管口靠近所述爐排的後部， 在所述爐體前側壁的上部安裝有二次送風管，該二次送風管與所述爐體前側壁上設置的向 下傾斜的進風通道連通；所述爐體的後側壁的下部設置有向上傾斜的煤氣通道，該煤氣通 道和所述進風通道都與爐體內腔連通。所述一次送風管與所述二次送風管都與供風裝置連
iM o上述《傾斜式燃煤氣化爐》改變了燃料氣化過程中水平均勻分層狀態，使燃料氧化 還原反應充分，不受間歇加煤影響，可連續制氣，產氣量較高。然而，上述中國專利申請號200820127031. 3《一種傾斜式燃煤氣化爐》的不足之 處是在所述一次送風管與所述二次送風管中沒有引入循環煙氣，從而影響適用的煤種範圍 以及改善其排出的煙氣黑度與煙塵含量。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的狀況，提供一種可擴大適用煤 種並能改善排出的煙氣黑度與煙塵含量的水平移動式爐排氣化爐。本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案為一種水平移動式爐排氣化 爐，包括爐體、前爐拱與供風裝置，該供風裝置由鼓風機以及相連接的一次送風管與上層送 風管組成，爐體的底部設置有帶傳動裝置的爐排，所述的一次送風管連接有多個風室並布 置在該爐排的下方，所述上層送風管布置在該爐排的上方，該上層送風管設置在所述爐體 的兩側壁上並與該爐體內腔即氣化室相連通；所述前爐拱的前側設置有加煤裝置，所述爐 體的後部設置有煙氣通道，該煙氣通道後端連接帶燃燒器的鍋爐，其特徵在於a.所述鍋爐上部設置一帶煙氣量控制閥的煙氣循環管，該煙氣循環管將循環煙氣 與由混合氣體風機交流變頻調速電機帶動的混合氣體風機連通，引成空氣與循環煙氣混合 氣體通道，該混合氣體通道中的混合氣體輸入至二次風文丘裡管並進入所述爐體的內腔； 該混合氣體通道中的混合氣體在進入所述二次風文丘裡管之前還連通用於噴射的帶汽化 調節控制閥的蒸氣管；b.所述混合氣體通道又通過一次風文丘裡管進入所述爐排下方的風室中；該混 合氣體在進入所述一次風文丘裡管之前還分別連通有用於噴射的帶汽化調節控制閥的蒸氣管；c.所述一次風文丘裡管與所述二次風文丘裡管各設置為多個，該二次風文丘裡管 沿所述爐體的兩側壁上水平同軸排列，並與所述一次風文丘裡管之間間隔布置。採用以上引入循環煙氣結構，從而引成空氣、水蒸氣與循環煙氣的氣化劑，實現分 區控制氣化的目的；其中循環煙氣可以降低爐膛與爐排溫度；其有益效果是可以使用那些 容易結焦的煤種作為氣化原料，從而實現適用煤種範圍的增大；其次煙氣循環管中的循環 煙氣可明顯減少排出的煙氣黑度與煙塵含量。所述爐排設置為水平可移動式爐排，該水平式爐排由爐排運行交流變頻調速電機 驅動並調節速度。水平式爐排結構簡單合理，生產成本較低；同時可以根據鍋爐負荷的大 小，通過調節爐排運行交流變頻調速電機的速度來自動化調整燃料供應量與氣化劑量，從 而自動化調節鍋爐負荷產氣量。所述爐體一側的風室在沿所述前爐拱起的1-6位依次排列設置為6個，該風室與 所述混合氣體通道相連通；所述爐體另一側的風室沿所述前爐拱起的2-4位依次排列地設 置為3個，該另一側風室與所述啟動鼓風機相連通，形成所述氣化爐起動用的強化空氣區， 該強化空氣區與所述啟動鼓風機之間設置有空氣調節閥。強化空氣區有助於本實用新型的 起動氣化過程並提高氣化的效率。所述啟動鼓風機由啟動鼓風機交流變頻調速電機驅動與速度調節，該啟動鼓風機 交流變頻調速電機、所述混合氣體風機交流變頻調速電機、所述爐排運行交流變頻調速電 機均由所述鍋爐主控室的PLC控制。其作用是通過蒸汽流量傳感器與PLC程序分別控制鼓 風交流變頻調速電機、混氣交流變頻調速電機、爐排運行交流變頻調速電機以改變鍋爐蒸 汽產出變量，從而實現鍋爐運行的最佳節能與減排的目的；這是以蒸汽產出變量為基準的 控制過程。所述一次風文丘裡管、所述二次風文丘裡管設置與所述水平式爐排的上平面相互 平行。其作用是改善氣化效果。所述煙氣量控制閥、所述汽化調節控制閥由PLC控制或人工操縱控制。通過煙氣 量與汽化調節控制，以進一步改變鍋爐蒸汽產出變量，達到節能與減排的最佳狀態。所述煙氣通道與所述鍋爐燃燒器之間設置有帶灰渣出口的旋風分離器。爐排底部 設置有自動清除漏煤裝置與防爆裝置，其作用是確保本實用新型運行的穩定性與安全性。所述爐體周圍與頂部設置有水套，可以減少保溫材料的使用量，以節約成本；同 時，產生的蒸氣可以回用作為氣化劑。所述一次風文丘裡管前端與二次風文丘裡管前端還連通有用於噴射的壓縮空氣 管，該壓縮空氣管與所述蒸氣管並聯連接。其作用是由該壓縮空氣滲入氣化劑中進一步加 強本實用新型的氣化功能與工作效率。本實用新型與現有技術相比，其優點是；明顯減少的林格曼黑度與煙塵排放，以改 善對環境的保護；其二是降低了爐膛與爐排溫度，有利於防止爐排燒結與延長設備使用壽 命；其三是允許使用容易結焦的煤種原料，從而擴大了使用範圍以及拓寬了鍋爐使用的靈 活性與運行方式的多樣性；其四是由於煤氣化溫度低於燃燒溫度，在煤中滲加石灰石可解 決因燃燒溫度偏高而脫硫效率低下的問題，從而可以大大降低S02的排放。

圖1為本實用新型結構示意圖；圖2為圖1的A-A剖視圖；圖3為圖1的B-B剖視圖；圖4為本實用新型控制過程示意具體實施方式
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。圖1至圖4示出本實用新型的一個實施方式，包括爐體6、前爐拱3與供風裝置，爐 體周圍與頂部設置有水套13，該水套可以減少保溫材料的使用量，以節約成本；同時，該水 套產生的蒸氣可以回用作為氣化劑。供風裝置由鼓風機5以及相連接的一次送風管18與上層送風管組成；爐體6的底 部設置有帶傳動裝置的爐排14，一次送風管18連接有多個風室19並布置在該爐排的下方， 上層送風管布置在該爐排的上方，該上層送風管設置在爐體6的兩側壁上並與爐體內腔即 氣化室連通；前爐拱3的前側設置有加煤裝置2，爐體的後部設置有煙氣通道12，煙氣通道 12與鍋爐10之間設置有帶灰渣出口 17的旋風分離器11。旋風分離器11後端連接帶燃燒 器的鍋爐10。鼓風機5的功能是為開爐點火時啟用，開爐點火時要具有一定的氧量，使氣化爐 啟動，氣化爐啟動後由爐體水套產生一定量的水蒸氣與空氣、循環煙氣形成氣化劑並分別 通過一次風文丘裡管97與二次風文丘裡管94送入氣化爐。鍋爐上部設置一帶煙氣量控制閥98的煙氣循環管9，該煙氣循環管將循環煙氣與 由混合氣體風機交流變頻調速電機91帶動的混合氣體風機90連通，引成空氣與循環煙氣 混合氣體通道93，該混合氣體通道中的混合氣體輸入至二次風文丘裡管94並進入爐體的 內腔，形成上層送風管；該混合氣體通道中的混合氣體在進入二次風文丘裡管之前還連通 用於噴射與氣化的帶汽化調節控制閥99的蒸氣管95 ；空氣與燃料的比例可以通過煙氣循環管9的煙氣量控制閥98來控制循環煙氣量， 從而控制進入所述氣化爐內的氧量；以實現最佳的氣化工況。循環煙氣量控制閥98可以手動其調節循環煙氣量，以可以通過來自鍋爐主控制 器PLC自動控制進行調節。該循環煙氣同時還可以協調燃燒需要的來自混合氣體風機的送風量。混合氣體通道中的混合氣體在進入二次風文丘裡管94之前還分別連通有用於噴 射的蒸氣管95與壓縮空氣管96 ；採用循環煙氣混入氣化劑，從而引成空氣、水蒸氣與循環 煙氣的氣化劑，實現分區控制氣化的目的；其中循環煙氣可以降低爐膛與爐排溫度；可以 使用那些容易結焦的煤種作為氣化原料，以適用煤種範圍的增大。混氣風機90又將助燃空氣進入旋風分離器11與鍋爐10之間；用以提高煙氣燃燒 溫度進入鍋爐。混合氣體通道又通過一次風文丘裡管97與蒸氣管95中的蒸氣共同進入爐排下方 的風室19中；該混合氣體在進入一次風文丘裡管97之前還分別可以並聯連通有用於噴射 的壓縮空氣管96 ；以提升氣化效果。[0035]一次風文丘裡管97設置為6個，二次風文丘裡管94沿爐體兩側各設置為5個，該 二次風文丘裡管沿爐體的兩側壁上水平同軸與一次風文丘裡管之間間隔布置，該二次風文 丘裡管94的兩側之間的水平軸間距離為相鄰兩個軸間距離的一半。這樣的設置是為了確 保氣化的效果。爐排設置為由爐排運行交流變頻調速電機1驅動並調節速度的水平可移動式爐 排14。爐體6 —側的風室19在沿前爐拱3起的1-6位依次排列設置為6個，該風室19 通過一次風文丘裡管97與混合氣體通道93相連通。爐體另一側的風室20沿前爐拱起的 2-4位依次排列地設置為3個，該另一側風室20由帶一次送風管18的啟動鼓風機5相連 通，從而形成氣化爐起動用的強化空氣區21 ；該強化空氣區與啟動鼓風機之間設置有空氣 調節閥22。強化空氣區有助於起動氣化過程並提高氣化的效率。啟動鼓風機由啟動鼓風機交流變頻調速電機51驅動與速度調節，該啟動鼓風機 交流變頻調速電機51、混合氣體風機交流變頻調速電機91、爐排運行交流變頻調速電機1 均由所述鍋爐主控室的PLC31控制。一次風文丘裡管、二次風文丘裡管的布置與水平式爐排的上平面相互平行。鍋爐中設置有蒸汽流量傳感器30，該蒸汽流量傳感器通過PLC控制。一次送風管18設置有送風量控制閥22、煙氣循環管9設置有煙氣量控制閥98，送 風量控制閥、煙氣量控制閥的調節既可由PLC自動控制模式，也可選用人工操作；以實現運 行方式的多樣性。本實用新型運行過程是這樣的燃料煤從前端的加煤裝置2進入移動式鏈條爐排 14，由爐排運行交流變頻調速電機1帶動爐排移動將煤送入爐體6內，爐層厚度由擋渣板進 行調節；爐排上的煤與爐排下方風室過來的由空氣與循環煙氣混合的氣體、蒸氣進行沿程 氣化反應；同時在爐排上部設置有與鼓風機5相連通強化空氣區21 ；高速射流的空氣/循 環煙氣/蒸氣混合物進入爐體內形成擾流，強化後部混合，以提高碳的轉化率。爐渣經過氣 化後，從爐排的運行末端通過出渣口 16落下，並高溫灰渣從底部的螺旋輸送機經冷卻水池 後排出。為了防止煤氣洩漏爐體底部採用水密封結構。生成的煤氣從爐體一側的煙道12 排出，經過旋風分離器11除塵後進入鍋爐10燃燒。本實用新型控制過程是這樣的蒸汽流量傳感器30根據鍋爐蒸汽產出變量參數 輸入PLC的程序控制，通過PLC程序分別控制啟動鼓風機交流變頻調速電機、混合氣體風 機交流變頻調速電機、爐排運行交流變頻調速電機的速度調節以及風量控制閥、循環煙氣 量控制閥的開啟調節，以適應與改變本實用新型的燃燒工況，該改變後燃燒工況產生的鍋 爐蒸汽產出變量又控制並反饋蒸汽能量傳感器；這一鍋爐負荷持續的自動化的在線控制過 程，從而實現鍋爐運行的最佳節能與減排的目的。這是以蒸汽產出變量為基準的控制過程。本實用新型的煙氣循環管中的循環煙氣的比熱較空氣大，所以它可從爐膛中帶走 較多熱量，可顯著降低爐膛燃燒溫度峰值，可以冷卻熾熱的爐膛溫度並降低爐排溫度；從而 可以使用那些容易結焦的煤種作為氣化原料，以擴大適用的煤種範圍；又本實用新型煙氣 循環管中的循環煙氣可明顯減少排出的煙氣黑度與煙塵含量。
權利要求一種水平移動式爐排氣化爐，包括爐體、前爐拱與供風裝置，該供風裝置由鼓風機以及相連接的一次送風管與上層送風管組成，爐體的底部設置有帶傳動裝置的爐排，所述的一次送風管連接有多個風室並布置在該爐排的下方，所述上層送風管布置在該爐排的上方，該上層送風管設置在所述爐體的兩側壁上並與該爐體內腔即氣化室相連通；所述前爐拱的前側設置有加煤裝置，所述爐體的後部設置有煙氣通道，該煙氣通道後端連接帶燃燒器的鍋爐，其特徵在於a.所述鍋爐(10)上部設置一帶煙氣量控制閥(98)的煙氣循環管(9)，該煙氣循環管(9)將循環煙氣與由混合氣體風機交流變頻調速電機(91)帶動的混合氣體風機(90)連通，引成空氣與循環煙氣混合氣體通道(93)，該混合氣體通道(93)中的混合氣體輸入至二次風文丘裡管(94)並進入所述爐體(6)的內腔；該混合氣體通道(93)中的混合氣體在進入所述二次風文丘裡管(94)之前還連通用於噴射的帶汽化調節控制閥(99)的蒸氣管(95)；b.所述混合氣體通道(93)又通過一次風文丘裡管(97)進入所述爐排下方的風室(19)中；該混合氣體在進入所述一次風文丘裡管(97)之前還分別連通有用於噴射的帶汽化調節控制閥(99)的蒸氣管(95)；c.所述一次風文丘裡管(97)與所述二次風文丘裡管(94)各設置為多個，該二次風文丘裡管(94)沿所述爐體(6)的兩側壁上水平同軸排列，並與所述一次風文丘裡管(97)之間間隔布置。
2.根據權利要求1所述的水平移動式爐排氣化爐，其特徵在於所述爐排設置為水平 可移動式爐排(14)，該水平式爐排(14)由爐排運行變頻調速電機(1)驅動並調節速度。
3.根據權利要求1所述的水平移動式爐排氣化爐，其特徵在於所述爐體(6)—側風 室(19)在沿所述前爐拱(3)起的1-6位依次排列設置為6個，該風室(19)與所述混合氣 體通道(93)相連通；所述爐體(6)另一側風室(20)沿所述前爐拱(3)起的2-4位依次排 列地設置為3個，該另一側風室(20)與所述啟動鼓風機(5)相連通，形成所述氣化爐起動 用的強化空氣區(21)，該強化空氣區(21)與所述啟動鼓風機(5)之間設置有空氣調節閥 (22)。
4.根據權利要求1或2所述的水平移動式爐排氣化爐，其特徵在於所述啟動鼓風機 (5)由啟動鼓風機交流變頻調速電機(51)驅動與速度調節，該啟動鼓風機交流變頻調速電 機(51)、所述混合氣體風機交流變頻調速電機(91)、所述爐排運行交流變頻調速電機(1) 均由所述鍋爐主控室的PLC(31)控制。
5.根據權利要求1或2所述的水平移動式爐排氣化爐，其特徵在於所述一次風文丘 裡管(97)、所述二次風文丘裡管(94)設置與所述水平式爐排(14)的上平面相互平行。
6.根據權利要求4所述的水平移動式爐排氣化爐，其特徵在於所述鍋爐(10)設置有 蒸汽流量傳感器(30)，該蒸汽流量傳感器(30)通過所述PLC(31)控制。
7.根據權利要求4所述的水平移動式爐排氣化爐，其特徵在於所述煙氣量控制閥 (98)、所述汽化調節控制閥(99)由PLC控制或人工操縱控制。
8.根據權利要求1所述的水平移動式爐排氣化爐，其特徵在於所述煙氣通道(12)與 所述鍋爐(10)之間設置有旋風分離器(11)。
9.根據權利要求1所述的水平移動式爐排氣化爐，其特徵在於所述一次風文丘裡管 (97)前端、所述二次風文丘裡管(94)前端還連通有用於噴射的壓縮空氣管(96)；該壓縮空氣管(96)與所述蒸氣管(95)並聯連接。
10.根據權利要求1所述的水平移動式爐排氣化爐，其特徵在於所述爐體(6)周圍與 頂部設置有水套(13)。
專利摘要一種水平移動式爐排氣化爐，包括帶爐排的爐體以及一次送風管與上層送風管組成的供風裝置，一次送風管連接有多個風室並布置在該爐排的下方，上層送風管設置在爐體的兩側壁上並與爐體內腔連通，爐體的後部設置有煙氣通道，該煙氣通道後端連接鍋爐的燃燒器，燃燒器後部連接一的煙氣循環管，它將循環煙氣與上層送風管連通，引成混合氣體通道，又與蒸氣管一起通過一次風文丘裡管與二次風文丘裡管分別進入風室與爐體內腔中；混合氣體又通過混氣風機進入鍋爐燃燒器的前側；本實用新型優點是可降低林格曼黑度與煙塵排放；允許使用容易結焦的煤種原料，拓寬了鍋爐使用的靈活性與運行方式的多樣性。
文檔編號C10J3/40GK201606868SQ201020125418
公開日2010年10月13日 申請日期2010年3月5日 優先權日2010年3月5日
發明者徐國武, 朱世明, 程俊峰, 肯內斯L·馬龍, 陳軍, 陳立坤 申請人:寧波怡諾能源科技有限公司