CN101290115A

CN101290115A - 模块化煤粉洁净燃烧装置

Info

Publication number: CN101290115A
Application number: CNA2008101104712A
Authority: CN
Inventors: 赵凯
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-06-04
Filing date: 2008-06-04
Publication date: 2008-10-22

Abstract

一种模块化煤粉洁净燃烧装置，涉及锅炉用燃烧装置，包括置于锅炉前部的筒形燃烧室，所述燃烧室上端面的中心部位设有旋流燃烧器，燃烧室中部设有缩腰将燃烧室分成上燃烧室和下燃烧室；所述上燃烧室上相连有直流割向一次风煤粉进口；所述上、下燃烧室上相连有直流切向二次风喷口；所述下燃烧室底部的中心部位设有喉口，该喉口对应位置上设有沉渣池；所述下燃烧室尾部通过燃烬室与锅炉相连。本发明能直接与原有锅炉受压本体部分模块化对接，适用燃用多种煤粉、提高热效率、代替原来块煤或者燃油气作为燃料，且环保效果好。

Description

模块化煤粉洁净燃烧装置

技术领域

本发明涉及锅炉用燃烧装置，特别涉及一种可适用多种煤粉为燃料，代替原来块煤和燃油气燃料的模块化煤粉洁净燃烧装置。

背景技术

对中小工业锅炉改造及实施新型高效锅炉替代，为国家“十一、五”十大节能工程之首。

目前在工业锅炉(窑炉)大量采用层燃方式，或燃用油气。层燃炉适于燃用烟煤，且运行热效率普遍较低，而燃油气又价格昂贵。

随着制粉技术突破，小规模生产煤粉的成本大幅度下降，使得煤粉燃烧方式也可应用于中小工业锅炉(窑炉)。因此，对层燃炉进行洁净煤粉燃烧方式改变，可提高锅炉效率并能适用多种廉价煤种，对燃油气炉进行燃料结构调整，具有节能减排重要意义。

若能在工业炉上用廉价煤种煤粉代替煤块，将可节约运行费用30％以上，若能用廉价煤种煤粉代替重油，将可节约运行费用60％以上，从而可产生明显的经济效益。

综上，有必要开发一种在原锅炉受压本体部分不作改动条件下、实现可适用燃用多种煤粉、提高热效率、代替原来块煤或者燃油气作为燃料的模块化高效洁净煤粉燃烧设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在原锅炉受压本体部分不作改动下，与原有锅炉受压本体部分模块化对接，适用燃用多种煤粉、提高热效率、代替原来块煤或者燃油气作为燃料的模块化高效洁净煤粉燃烧设备。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种模块化煤粉洁净燃烧装置，包括置于锅炉前部的筒形燃烧室，所述燃烧室上端面的中心部位设有旋流燃烧器，燃烧室中部设有缩腰将燃烧室分成上燃烧室和下燃烧室；

所述上燃烧室上相连有直流割向一次风煤粉进口；

所述上、下燃烧室上相连有直流切向二次风喷口；

所述下燃烧室底部的中心部位设有喉口，该喉口对应位置上设有沉渣池；

所述下燃烧室尾部通过燃烬室与锅炉相连。

优选地，所述燃烧室上端面的旋流燃烧器上具有旋流一次风喷口和旋流二次风喷口。

优选地，所述上燃烧室上相连有烟气飞灰再循环喷口，该喷口通过管路与燃烬室的尾部相连。

优选地，所述缩腰内壁部分之上下环形凹面聚焦于燃烧室上端面的旋流燃烧器的回流区。

优选地，所述燃烬室上设有排渣管。

本发明的有益效果为：①燃烧效率高：低反应煤粉燃烧效率可达到95％以上，模块化组合后锅炉的热效率可达85％以上；②节约用煤、运行费用低：燃烧效率高，与燃煤块相比，燃煤粉可节煤20％以上。低反应煤价格低于烟煤煤块，而且燃煤粉锅炉效率要高于燃煤块锅炉，采用低反应煤粉代替烟煤煤块，可节约运行费用30％以上。③燃烧装置模块化对接，可实现煤块和煤粉混合燃烧、煤块和煤粉两用，在不改变锅炉原结构情况下，改造可最低限度影响生产。④负荷调节范围大：由于采用缩腰结构，缩腰内壁部分之上下环形凹面聚焦于燃烧室上端面的旋流燃烧器的回流区，下燃烧室底部的中心部位设有喉口，该喉口对应位置上设置沉渣池，使得形成旋流燃烧器、缩腰上、下部燃烧室的复合回流，利于煤粉点燃、燃烧，利于较高熔化温度的煤种液态排渣，负荷调节比可由传统的旋风煤粉炉的70％-100％扩大至40％-110％。⑤环保效果好：分级配风、高温低氧燃烧与烟气飞灰再循环技术联合运用，具有优良的粉尘、二氧化硫和氮氧化物排放特性，可提供含尘量极低的清洁火焰。

附图说明

图1为本发明模块化煤粉洁净燃烧装置的结构示意图；

图2为本发明的直流二次风切向喷入燃烧室的示意图；

图3为本发明的直流一次风割向喷入上燃烧室的示意图；

图4为本发明的烟气飞灰再循环直流割向喷入上燃烧室的示意图；

图中：1-旋流燃烧器；2-旋流一次风喷口；3-旋流二次风喷口；4-筒形燃烧室；41-上燃烧室；42-下燃烧室；43-喉口；5-烟气飞灰再循环喷口；6-直流切向二次风喷口；7-直流割向一次风煤粉喷口；8-缩腰；9-沉渣池；10-燃烬室；11-排渣管；12-烟气飞灰再循环管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

参照图1，模块化煤粉洁净燃烧装置，包括置于锅炉前部的筒形燃烧室4，燃烧室4上端面的中心部位设有旋流燃烧器1，旋流燃烧器1上具有旋流一次风喷口2和旋流二次风喷口3，燃烧室4中部设有缩腰8将燃烧室分成上燃烧室41和下燃烧室42，缩腰8内壁部分之上下环形凹面聚焦于燃烧室上端面的旋流燃烧器的回流区，上燃烧室41上相连有直流割向一次风煤粉进口7和烟气飞灰再循环喷口5，上燃烧室41和下燃烧室42上相连有直流切向二次风喷口6，下燃烧室42底部的中心部位设有喉口43，该喉口对应位置上设有沉渣池9，下燃烧室42尾部通过燃烬室10与锅炉相连，燃烬室10上设有排渣管11，燃烬室10的尾部通过烟气飞灰再循环管12与上燃烧室41上的烟气飞灰再循环喷口5相连。

该装置运行情况如下：一部分煤粉和燃烧所需的部分空气分别以旋流方式由旋流燃烧器1经旋流一次风喷口2和旋流二次风喷口3沿筒形燃烧室4轴向旋转喷入筒形燃烧室4内，另一部分煤粉和烟气飞灰沿直流割向一次风煤粉喷口7送入上燃烧室41内距旋流燃烧器1出口一定距离处(参见图3)，燃烧所需的另一部分空气沿直流切向二次风喷口6切向、分层次、分级高速送入燃烧室4缩腰上下部分的上燃烧室41和下燃烧室42内(参见图2)，燃烧室内缩腰上下部相连的火焰呈连接的双球状高速旋转，缩腰8内壁部分之上下环形凹面聚焦于燃烧室上端面的旋流燃烧器的回流区，缩腰8形成的局部缩口有利于加强上燃烧室41和下燃烧室42内高温烟气轴向回流，使得旋流燃烧器1和燃烧室4的一、二次风形成的多重回流区耦合加强热烟气回流效应，并与缩腰部分上下凹面聚焦的辐射热复合，燃烧室4内形成强烈的旋涡运动和复杂的轴向流动，燃烧过程更为强烈，燃烧速度是普通锅炉的几十倍，利于着火燃烬及熔渣，并使得90％以上的灰份以液态方式经过喉口43排入下燃烧室42底部的沉渣池9。

缩腰凹面聚焦、分级配风、煤粉分级送入、烟气飞灰再循环技术的综合集成运用，使得燃烧室内形成高温低氧环境，大幅度降低氮氧化物形成和排放。

煤粉燃烧产生的高温烟气在下燃烧室42的尾部折转进入燃烬室10进一步燃烬后，部分导入烟气飞灰循环管12重新回到上燃烧室41(参见图4)，其余含尘量极低的清洁火焰及高温烟气进入锅炉的炉膛，不会在锅炉内沉积影响锅炉出力，燃烬室10内的尘渣可以经过排渣管11排出。

综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。

Claims

1、一种模块化煤粉洁净燃烧装置，包括置于锅炉前部的筒形燃烧室，其特征在于：所述燃烧室上端面的中心部位设有旋流燃烧器，燃烧室中部设有缩腰将燃烧室分成上燃烧室和下燃烧室；

所述上燃烧室上相连有直流割向一次风煤粉进口；

所述上、下燃烧室上相连有直流切向二次风喷口；

所述下燃烧室尾部通过燃烬室与锅炉相连。

2、根据权利要求1所述的模块化煤粉洁净燃烧装置，其特征在于：所述燃烧室上端面的旋流燃烧器上具有旋流一次风喷口和旋流二次风喷口。

3、根据权利要求2所述的模块化煤粉洁净燃烧装置，其特征在于：所述缩腰内壁部分之上下环形凹面聚焦于燃烧室上端面的旋流燃烧器的回流区。

4、根据权利要求3所述的模块化煤粉洁净燃烧装置，其特征在于：所述上燃烧室上相连有烟气飞灰再循环喷口，该喷口通过管路与燃烬室的尾部相连。

5、根据权利要求1、2、3或4所述的模块化煤粉洁净燃烧装置，其特征在于：所述燃烬室上设有排渣管。