專利名稱：流化床煤粉預(yù)燃加熱燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤粉燃燒設(shè)備，特別是涉及一種用于煤粉燃燒設(shè)備上的煤粉預(yù)燃室或燃燒器。
現(xiàn)有技術(shù)中，采用煤粉燃燒技術(shù)的燃燒設(shè)備，一般在點(diǎn)火升爐或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，燃燒會(huì)不穩(wěn)定，需噴入大量的油或氣體燃料助燃;同時(shí)在運(yùn)行中，由于煤種多變，煤質(zhì)下降，也會(huì)出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)定，著火推遲和飛灰可燃物較高等問題。為了解決這一問題，近年來已發(fā)展起來各種類型的煤粉預(yù)燃室或燃燒器，如中國(guó)專利1985年申請(qǐng)的《帶根部二次風(fēng)的煤粉預(yù)燃室燃燒器》(專利號(hào)85100045)和不同結(jié)構(gòu)的火焰穩(wěn)定器，如《帶船形火焰穩(wěn)定器的煤粉燃燒器》(專利號(hào)85109436)以及帶各種分離裝置的煤粉燃燒器等，上述預(yù)燃室和燃燒器，無論是旋流或直流，其原理都是在煤粉一次風(fēng)噴口處造成一負(fù)壓回流區(qū)，并在該回流區(qū)邊緣附近形成一個(gè)高溫、高煤粉濃度的富氧區(qū)，以點(diǎn)燃火焰和穩(wěn)定燃燒。這些燃燒器雖不同程度地節(jié)約了點(diǎn)火及助燃用油，擴(kuò)大了不需油助燃條件下的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍以及煤種的適應(yīng)能力，但并沒有從根本上解決低負(fù)荷助燃問題，且對(duì)于極難燃的無煙煤等燃料的低負(fù)荷穩(wěn)定燃燒尚有諸多困難。這是因?yàn)椴煌拿悍N，要求的回流量等參數(shù)就不同，另外鍋爐的運(yùn)行條件不同，即負(fù)荷高低不同，造成燃燒器噴入的煤量、風(fēng)量及爐內(nèi)煙氣的溫度等也不同，因此，按上述原理所設(shè)計(jì)的某一具體結(jié)構(gòu)的燃燒器，往往很難做到既能在煤種多變、煤質(zhì)下降時(shí)保持火焰穩(wěn)定，又可在低負(fù)荷運(yùn)行條件下不需油等液體或氣體燃料助燒，特別是對(duì)于含揮發(fā)份極低的無煙煤等難燃煤種，目前尚缺乏成熟可靠的燃燒設(shè)備。
本發(fā)明的目的和任務(wù)正是為解決上述問題提供一種煤種適應(yīng)性廣，能燃無煙煤等難燃煤種，且具有在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)不需油等液體或氣體燃料助燃和負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)的低污染流化床煤粉預(yù)燃加熱燃燒器。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的它是在煤粉一次風(fēng)噴口外設(shè)置一小型流化床煤粉預(yù)燃加熱室，該室與煤粉一、二次風(fēng)噴口一起組成流化床煤粉預(yù)燃加熱燃燒器。流化床煤粉預(yù)燃加熱室即為一小型流化床，送入床內(nèi)的風(fēng)量只有加入的煤粉燃燒所需空氣量的很少一部分，加入床內(nèi)的煤只有部分燃燒，熱平衡由燃燒釋熱量與加入煤粉的吸熱量決定。在正常運(yùn)行時(shí)，流化床內(nèi)為熾熱的床料，煤粉進(jìn)入后迅速與熱床料混合，快速加熱，很快達(dá)到著火溫度而燃燒。由于揚(yáng)折和夾帶，熱煙氣攜帶著被加熱點(diǎn)燃的煤粉離開流化床預(yù)燃加熱室，與攜帶煤粉的煤粉一次風(fēng)混合后一起噴入爐膛，與氧接觸并加熱點(diǎn)燃隨煤粉一次風(fēng)帶入的煤粉顆粒，形成穩(wěn)定的高溫火焰。由于流化床燃燒具有極強(qiáng)的燃料適應(yīng)性，任何難燃的煤進(jìn)入后都可被快速加熱和點(diǎn)燃，加之流化應(yīng)標(biāo)預(yù)燃加熱室內(nèi)的風(fēng)量、煤量以及與煤粉一次風(fēng)攜帶煤粉量的比例均可方便地調(diào)節(jié)，因而可燃燒包括無煙煤在內(nèi)的任何難燃煤種，且有大幅度調(diào)節(jié)負(fù)荷的能力，即使在非常低的負(fù)荷下運(yùn)行，也不需要油或氣體燃料助燃，故該燃燒器從根本上解決了低負(fù)荷下不需油或氣體燃料助燃的問題。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果1.由于流化床內(nèi)的熱物料有較大的熱容量，任何難燃煤種進(jìn)入后都可被快速加熱和點(diǎn)燃，故該燃燒器具有極寬的燃料適應(yīng)性，可燃燒包括貧煤、無煙煤等各種難燃煤種。2.由于運(yùn)用流化床燃燒技術(shù)對(duì)任何煤種均可在25%甚至更低的負(fù)荷條件下運(yùn)行，故該燃燒器從根本上解決了低負(fù)荷下不需油等液體或氣體燃料助燃的問題，因而可大幅度降低低負(fù)荷下的運(yùn)行費(fèi)用。3.鍋爐調(diào)節(jié)性能好。該燃燒器與傳統(tǒng)的燃燒器不同，傳統(tǒng)的燃燒器是靠調(diào)節(jié)回流量和煤粉濃度來間接控制燃燒強(qiáng)度的，而流化床預(yù)燃加熱燃燒器是通過改變進(jìn)入流化床預(yù)燃加熱室的風(fēng)量和煤量以及它與煤粉一次風(fēng)攜帶煤的比例來直接控制燃燒強(qiáng)度，其功率可在25-100%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。4.流化床燃燒還具有大氣污染物排放水平低的特點(diǎn)，因而該燃燒器可明顯降低NOx等有害物質(zhì)的排放量。
附圖
為流化床煤粉預(yù)燃加熱燃燒器的主視圖(示意圖)，該圖表示出本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及其在煤粉燃燒設(shè)備上的安裝位置。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的原理、結(jié)構(gòu)及實(shí)施方式。
本發(fā)明是在煤粉一次風(fēng)噴口1外設(shè)置一小型流化床煤粉預(yù)燒加熱室2，該室由流化床一次風(fēng)室3，布風(fēng)板4，流化床二次風(fēng)口5，給煤口6，播煤風(fēng)7，流化床燃燒室8以及導(dǎo)管9等組成。運(yùn)行時(shí)，流化床一次風(fēng)從風(fēng)室3經(jīng)布風(fēng)板4上的風(fēng)帽進(jìn)入流化床燃燒室，將布風(fēng)板上的固體物料流化，在流化床燃燒室8的下部形成密相床，在其上部則為稀相的懸浮段。正常運(yùn)行時(shí)，流化床內(nèi)為熾熱的床料，煤粉進(jìn)入后迅速與熱床料混合，快速加熱，很快達(dá)到著火溫度而燃燒。由于揚(yáng)析和夾帶，熱煙氣攜帶著被加熱點(diǎn)燃的煤粉離開流化床燃燒室，以10-30m/s的速度從導(dǎo)管9噴出，射入煤粉爐爐膛10;攜帶部分煤粉的煤粉一次風(fēng)從導(dǎo)管周圍以30-60m/s的速度噴入，二者的流動(dòng)方向之間應(yīng)有一夾角α，其值為0°-45°，以加速混合，使熾熱的煤粉熱煙氣混合物快速燃燒升溫，形成穩(wěn)定的高溫火焰。在煤粉一次風(fēng)噴口周圍應(yīng)布置煤粉二次風(fēng)11，為煤粉的充分燃燒提供氧氣。為減小對(duì)頂部的磨損，可使煤粉一次風(fēng)的一部分從預(yù)燃加熱室的頂部噴入爐膛。對(duì)于煤粉預(yù)燃加熱燃燒器的燃煤量，可全部加入流化床燃燒室，也可部分加入，其余煤粉則隨煤粉一次風(fēng)送入。流化床預(yù)熱加熱室內(nèi)是貧氧燃燒，室內(nèi)控制為還原性氣氛，送入的風(fēng)量只是加入的煤粉燃燒所需空氣量的很少一部分，故加入的煤量中只有部分燃燒，熱平衡由燃燒釋熱量與加入煤粉的吸熱量決定。燃燒的煤量由給風(fēng)量控制，通過改變風(fēng)量和給煤量以及它與煤粉一次風(fēng)攜帶煤粉的比例來調(diào)節(jié)燃燒強(qiáng)度。床溫可根據(jù)煤種和運(yùn)行負(fù)荷來控制，一般流化床預(yù)燃加熱室內(nèi)的床溫可控制在700°-1050℃，對(duì)于軟化溫度較高的煤種，床溫可達(dá)1100℃或更高。
在流化床正常運(yùn)行條件下，由于床層內(nèi)的熱物料有較大的熱容量，任何加入的包括無煙煤在內(nèi)的煤種顆粒都可被快速加熱而點(diǎn)燃，故該燃燒器不需油等液體或氣體燃料助燃，只是在點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)用少量油或可燃性氣體點(diǎn)燃流化床，故該燃燒器不僅具有燃料適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，且從根本上解決了低負(fù)荷條件下不需油或氣體燃料助燃的問題。
該流化床煤粉預(yù)燃加熱燃燒器既可用于直流煤粉燃燒設(shè)備，又適用于旋流煤粉燃燒設(shè)備。既有煤粉預(yù)燃室的功能，又能作為主燃燒器長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種用于煤粉燃燒設(shè)備的預(yù)燃室或燃燒器，包括煤粉一次風(fēng)噴口(1)，二次風(fēng)口(11)，其特征是在煤粉一次風(fēng)噴口(1)外設(shè)置一小型流化床煤粉預(yù)燃加熱室(2)。
2.按照權(quán)利要求1所述的預(yù)燃室或燃燒器，其特征是從煤粉一次風(fēng)噴口(1)噴出的射流方向與從流化床燃燒室經(jīng)導(dǎo)管(9)噴出的熱煙氣的流動(dòng)方向之間有一交角，其值為0°-45°。
全文摘要
一種流化床煤粉預(yù)燃加熱燃燒器，屬于煤粉燃燒設(shè)備上的一種燃燒裝置。其特點(diǎn)是在煤粉一次風(fēng)噴口1外設(shè)置一小型流化床煤粉預(yù)燃加熱室2，該室由流化床一次風(fēng)室3，布風(fēng)板4，流化二次風(fēng)5，給煤口6，播煤風(fēng)7及流化床燃燒室8等組成。由于流化床燃燒具有燃料適應(yīng)性強(qiáng)以及可在低負(fù)荷下運(yùn)行等特點(diǎn)，故該燃燒器不僅可用來燃燒任何包括無煙煤在內(nèi)的難燃煤種，從根本上解決了在低負(fù)荷條件下不需油或氣體燃料的助燃問題，還具有負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍廣(功率可在25—100％范圍內(nèi))，大氣污染物排放水平低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F23D1/00GK1082164SQ93107510
公開日1994年2月16日 申請(qǐng)日期1993年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月30日
發(fā)明者張振杰 申請(qǐng)人:清華大學(xué)