專利名稱：一種煤用鍋爐的燃燒方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于燃燒設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及同時(shí)燃燒塊狀煤和粉狀煤相混雜的煤用鍋爐。
目前以鍋爐為代表的燃煤裝置應(yīng)用極廣，對(duì)于一般中小型負(fù)荷的鍋爐，以固定床鏈條爐和流化床沸騰爐為主，但不論是鏈條鍋爐還是沸騰鍋爐在目前的應(yīng)用中還有不近滿意之處。鏈條爐在運(yùn)行過程中有燃燒穩(wěn)定，機(jī)械化程度高，無周期性優(yōu)點(diǎn)，但是鏈條爐卻存在著單面引火，由上向下燃燒，造成固體不完全燃燒損失增大。同時(shí)近年來隨著煤碳采掘機(jī)械化與洗煤工藝的開展，燃料用煤粒度變小，粉狀煤成份增加，這更增加了鏈條爐的燃燒困難。粉狀煤成份的增加，導(dǎo)致鏈條上煤層通風(fēng)性變差。塊、粉狀煤在鏈條上放置不勻還容易導(dǎo)致穿空。針對(duì)粉狀煤?jiǎn)栴}，有人采用了粉狀煤壓制成型技術(shù)(專利CN86102302A)。這在一定成度上提高了燃燒效率，但仍存在著單面引火性能差的問題。同時(shí)對(duì)于單面引火問題有人采用了變燒技術(shù)(專利CN87100395A)。這種方法可以解決單面著火問題。但設(shè)備復(fù)雜，提高了鍋爐成本。同時(shí)也易造成鏈條燒損。而且這種方法只適應(yīng)小型鍋爐。因此鏈條爐在運(yùn)行過程中存在的問題，目前有了一些解決方法但仍不理想。
另一種大規(guī)模使用的爐型是沸騰爐。沸騰爐具有許多優(yōu)點(diǎn)，較差的燃料也能使用，但沸騰爐也有缺點(diǎn)，燃燒損失大，即飛灰?guī)ё叩膿p失很大，同時(shí)電耗也很大，新式的沸騰爐采用了循環(huán)床以后增加了分離器，降低了飛灰損失，但由于分離器的增加使成本提高。同時(shí)在北方，對(duì)于低硫煤來說，沸騰爐應(yīng)用還不廣泛。風(fēng)機(jī)電耗大的問題至今尚未解決。
將鏈條爐和沸騰爐結(jié)合為一體的燃燒方法曾有人嘗試過，(專利CN1032583A)就是利用沸騰燃燒技術(shù)將層燃后的爐渣二次燃燒，達(dá)到節(jié)能的目的。本發(fā)明也充分吸收鏈條爐和沸騰爐的優(yōu)點(diǎn)。但本發(fā)明與專利CN1032583A不同。本發(fā)明充分利用燃料的特性，兼容層燃與室燃的優(yōu)點(diǎn)，使層燃與室燃同時(shí)進(jìn)行，完成燃燒過程，本發(fā)明即適合鍋爐本體的設(shè)計(jì)，也適用于鏈條爐的改造。
本發(fā)明的目的在于提供一種兼有鏈條爐和沸騰爐兩者特性的燃煤鍋爐裝置。具有層燃和室燃同時(shí)進(jìn)行的優(yōu)點(diǎn)，即提高煤的燃燒效率，又達(dá)到節(jié)能的目的。
本發(fā)明的主要特征是采用簡(jiǎn)單的振動(dòng)篩對(duì)煤進(jìn)行塊、粉分離，把塊煤和粉煤分別加入到層燃和室燃。粉煤在加煤過程中，使用螺旋給煤機(jī)，粉煤在預(yù)熱管內(nèi)流動(dòng)時(shí)被預(yù)熱，同時(shí)預(yù)熱管內(nèi)有45度斜坡鐵增加預(yù)熱效果，最后粉煤被預(yù)熱的高速二次風(fēng)引射入爐膛，使層燃和室燃同時(shí)完成。


圖1、煤的塊粉分離裝置簡(jiǎn)圖，圖2、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，圖3、預(yù)熱管的剖面圖，圖4、本發(fā)明的工藝流程圖。振動(dòng)電機(jī)、[2]粗網(wǎng)篩、[3]細(xì)網(wǎng)篩、[4]抓煤吊斗、[5]塊煤倉、[6]粉煤倉、[7]粉煤斗、[8]螺旋式給煤機(jī)、[9]振動(dòng)電機(jī)、[10]45度斜坡鐵、[11]預(yù)熱管、[12]二次風(fēng)噴咀、[13]塊煤斗、[14]室燃部分、[15]層燃部分。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明技術(shù)方案。本發(fā)明采用振動(dòng)電機(jī)[1]來驅(qū)動(dòng)雙層篩網(wǎng)[2]和[3]，抓煤吊斗[4]將煤放到雙層篩網(wǎng)上進(jìn)行煤的塊、粉分離，塊煤滑入塊煤倉[5]，粉煤落入粉煤倉[6]，粉煤的臨界粒徑可由篩選設(shè)備孔徑大小來控制，根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣就分別為層燃和室燃做好了準(zhǔn)備。
鏈條爐燃用塊狀煤是較為理想的，因塊煤之間間隙較大，能使煤碳與空氣很好地接觸，為引燃和充分燃燒提供了很好的條件，同樣粉煤更適合室燃，上邊的塊，粉分離即為這種燃燒做好了準(zhǔn)備。
在燃燒部分，整個(gè)鍋爐的結(jié)構(gòu)如圖2，分離后的塊狀煤由塊煤斗[13]直接加入到鏈條爐排上進(jìn)行層燃。粉煤的加入則由專門的粉煤斗[7]經(jīng)螺旋給煤機(jī)[8]將粉煤送入兩根預(yù)熱管[11]進(jìn)行預(yù)熱，為防止粉煤在管內(nèi)結(jié)焦，采用振動(dòng)電機(jī)[9]振動(dòng)預(yù)熱管[11]，粉煤在預(yù)熱管垂直段內(nèi)流經(jīng)5～10個(gè)45度斜坡鐵[10]，使粉煤流速放慢，增加預(yù)熱效果、預(yù)熱管位于爐膛內(nèi)側(cè)貼爐膛壁處，斜坡鐵個(gè)數(shù)可根據(jù)需要放置，同時(shí)給煤量也可由帶動(dòng)螺旋給煤機(jī)的調(diào)速電機(jī)來控制，粉煤在流到預(yù)熱管底部時(shí)，被預(yù)熱的二次風(fēng)經(jīng)噴咀[12]引射入爐膛。二次風(fēng)噴咀相對(duì)，但又錯(cuò)開。這種布置能使二次風(fēng)形成很好的環(huán)流擾動(dòng)。二次風(fēng)可用預(yù)熱器預(yù)熱，也可用爐膛煙氣，預(yù)熱的二次風(fēng)和粉煤進(jìn)入爐膛后立刻燃燒，二次風(fēng)和粉煤噴出位置在固定燃燒層上方大約1米處。層燃和室燃互相作用，同時(shí)進(jìn)行。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于燃燒效果好和成本低兩方面。首先是燃燒效果好，對(duì)于層燃部，鏈條爐排上都是塊狀煤所以通風(fēng)性能好，同時(shí)由于上部有室燃區(qū)，所以鏈條爐排上的煤層可比原負(fù)荷時(shí)的煤層或薄三分之一，同時(shí)受室燃區(qū)高溫輻射，所以層燃部分即具備了溫度條件也具備了與空氣充分接觸的條件，因而鏈條爐排上的層燃部著火條件和燃燒效果都大大提高，對(duì)于室燃部，由于粉煤和二次風(fēng)在進(jìn)入燃燒前都經(jīng)過了充分預(yù)熱，所以燃燒條件非常好，燃燒理論說明在溫度t＜1200℃時(shí)，燃燒速度取絕于溫度燃燒速度和溫度成指數(shù)關(guān)系。在室燃區(qū)一般溫度不超過1200℃，所以只要充分預(yù)熱粉煤和二次風(fēng)，同時(shí)在下部層燃的熱輻射作用下，燃燒效果是很好的。
同時(shí)需要說明的是對(duì)于一般室燃來說飛灰損失較大，因此降低飛灰損失對(duì)于提高室燃效果是十分重要的。一般的室燃爐一次風(fēng)速很高，因此飛灰損失較大。本發(fā)明只使用一般鏈條爐使用的風(fēng)機(jī)即可。因此風(fēng)速不高，所以飛灰損失較一般沸騰爐低，同時(shí)本發(fā)明中使用較高速的二次風(fēng)在爐膛內(nèi)形成很好的擾動(dòng)，提高了煙氣在爐膛內(nèi)停留的時(shí)間。增加了室燃的效果。同時(shí)下部有固定層燃，所以對(duì)燃燒結(jié)渣也不敏感。
這種層燃與室燃混合燃燒的方法大大地提高了鍋爐的熱強(qiáng)度(與一般鏈條爐比)。同時(shí)另一優(yōu)點(diǎn)是改造投資少。這種燃燒方式即不需要制做型煤，也不需要磨制粉煤。只是對(duì)統(tǒng)配煤進(jìn)行簡(jiǎn)單的分離，分離設(shè)備只需兩部振動(dòng)電機(jī)和兩層篩網(wǎng)，其次鍋爐只使用一般風(fēng)機(jī)即可，不需要高壓風(fēng)機(jī)，電耗小，飛灰損失也小，粉煤的輸送設(shè)備用一部功率不大的螺旋式給煤機(jī)即可。再就是預(yù)熱管及振動(dòng)電機(jī)和二次風(fēng)噴咀，所有這些裝置的成本都很便宜，但獲得的經(jīng)濟(jì)效益卻很可觀，如沈陽第四橡膠廠采用了上述方法對(duì)一臺(tái)鍋爐進(jìn)行改造。該爐的負(fù)荷為20噸/小時(shí)，年耗煤量為30000噸。
鍋爐進(jìn)行改造后，熱效率提高了4%，這樣省煤量為30000×4%＝1200噸。每噸煤價(jià)格143元/噸，這樣年節(jié)省費(fèi)用為1200×143＝176400元。因此改造投資在三個(gè)月內(nèi)就收回?？梢钥闯觯?jīng)濟(jì)效益是十分可觀。因而，本發(fā)明具有很好的推廣價(jià)值。
實(shí)施例沈陽第四橡膠廠采用上述方法對(duì)一臺(tái)杭州鍋爐廠生產(chǎn)的SHL20-13AⅡ型鍋爐進(jìn)行了改造，該鍋爐的負(fù)荷為20噸/小時(shí)。年耗煤量為30000噸。
改造過程中，在保持其條爐排固定床層燃不變的基礎(chǔ)上，在爐膛內(nèi)增加了粉煤的室燃設(shè)備，螺旋給煤機(jī)由一臺(tái)1千瓦的電機(jī)帶動(dòng)，兩根預(yù)熱管采用耐熱鑄鐵，直徑為200mm，入口傾斜段為25度。垂直段有6個(gè)45度斜坡鐵。振動(dòng)預(yù)熱管的電機(jī)為0.4千瓦，二次風(fēng)采用本廠的壓縮空氣，由一個(gè)專門的空氣預(yù)熱器預(yù)熱，壓縮空氣的壓力為6kg/cm2。二次風(fēng)噴咀距離鏈條爐排900mm。其布置方式與說明書中所說的相同。
煤的分離設(shè)備由粗細(xì)兩層篩網(wǎng)構(gòu)成一個(gè)振動(dòng)篩。振動(dòng)篩由一個(gè)0.6千瓦的振動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)。輸煤系統(tǒng)采用原來的皮帶運(yùn)輸機(jī)。不需額外增加設(shè)備。
在整個(gè)改造過程中，投資總共是4萬元。年節(jié)省的費(fèi)用是17164萬元，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。同時(shí)也徹底改善了該廠鍋爐的運(yùn)行記錄，對(duì)生產(chǎn)起到了很好的促進(jìn)作用。
權(quán)利要求
1.一種煤用鍋爐的燃燒裝置，它包括煤的分離系統(tǒng)、加煤系統(tǒng)和爐內(nèi)燃燒，爐內(nèi)燃燒包括層燃和室燃，(1)煤的分離系統(tǒng)采用振動(dòng)電機(jī)[1]帶動(dòng)由篩網(wǎng)[2][3]組成的振動(dòng)篩，對(duì)統(tǒng)配煤進(jìn)行分離，塊狀煤進(jìn)入塊煤倉[5]，而后輸送到塊煤斗[13]，粉狀煤進(jìn)入粉煤倉[6]，而后輸送到粉煤斗[7]；(2)加煤系統(tǒng)將塊煤、粉煤分別加入鍋爐，塊煤斗[13]的塊煤加入層燃部[15]，粉煤斗[7]的粉煤加入室燃部[14]，用螺旋給煤機(jī)[8]將粉煤送入兩根預(yù)熱管[11]，預(yù)熱管內(nèi)有4～10個(gè)45度斜坡鐵[10]，預(yù)熱管位于爐膛內(nèi)貼壁處，粉煤在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，受到高溫管壁的預(yù)熱；為防止預(yù)熱管壁結(jié)焦，采用振動(dòng)電機(jī)[9]對(duì)預(yù)熱管[11]進(jìn)行定期振動(dòng)；(3)爐內(nèi)燃燒爐內(nèi)燃燒是層燃[15]和室燃[14]同時(shí)進(jìn)行，在同一爐膛內(nèi)，同時(shí)在室燃部[14]，采用高速預(yù)熱的二次風(fēng)經(jīng)噴咀[12]將粉煤引射入爐膛，同時(shí)二次風(fēng)噴咀相對(duì)錯(cuò)位布置，二次風(fēng)能在爐膛內(nèi)形成環(huán)流擾動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鍋爐的燃燒方法，采用簡(jiǎn)單的設(shè)備對(duì)煤進(jìn)行塊、粉分離，并將塊煤、粉煤分別加入對(duì)塊煤進(jìn)行層燃對(duì)粉煤進(jìn)行室燃。并且兩種燃燒同時(shí)進(jìn)行，提高了煤的燃燒效果。有利于當(dāng)前燃料用煤粒度變小，塊、粉狀煤混雜的統(tǒng)配煤。為提高鍋爐的熱強(qiáng)度和熱效率提供了一條新的途徑。本方法既適用于鍋爐本體設(shè)計(jì)，也適用于鏈條爐的改造。
文檔編號(hào)F23C1/06GK1070464SQ9110882
公開日1993年3月31日 申請(qǐng)日期1991年9月12日 優(yōu)先權(quán)日1991年9月12日
發(fā)明者趙文忠 申請(qǐng)人:沈陽第四橡膠廠