CN101338894A - 低热值燃料双预热蓄热式节能锅炉 - Google Patents

低热值燃料双预热蓄热式节能锅炉 Download PDF

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吴道洪
胡韬
王正华
王东方
阮立明
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
    • F23L15/02—Arrangements of regenerators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K2900/00—Special features of, or arrangements for fuel supplies
    • F23K2900/01041—Heating by using exhaust gas heat
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Abstract

本发明公开了一种低热值燃料双预热蓄热式节能锅炉，包括炉体。炉体设有两个或多个燃烧器，燃烧器设有高温助燃空气入口和高温燃料入口，高温助燃空气入口和高温燃料入口分别连接有空气蓄热室和燃料蓄热室，多个燃烧器轮换燃烧和用于排烟。一方面烟气排出时，经过空气/燃料蓄热室进行余热回收，降低了热能损失，提高了燃烧效率；另一方面，常温助燃空气和低温燃料分别经过空气蓄热室和燃料蓄热室预热后混合燃烧，可以提高燃烧温度；第三方面，多个燃烧器采用周期性地换向燃烧，消除了燃烧室内局部高温区，使燃烧室内温度分布更均匀，提高了炉膛寿命。

Description

低热值燃料双预热蓄热式节能锅炉

技术领域

本发明涉及一种热水或蒸汽发生装置，尤其涉及一种锅炉。 背景技术

锅炉是常用的热水或蒸汽发生装置，但现有的锅炉普遍燃烧效率偏低，燃烧成本较高。

如图1所示，是现有技术中的一种锅炉的结构原理图，炉体的内部构成燃烧室，在炉 体的一侧的壁上装有烧嘴；另一侧的壁上开有热烟气排出通道。常温助燃空气与燃料混合 后，在燃烧室内燃烧，燃烧后的热烟气通过热烟气排出通道排出燃烧室。

上述的现有技术至少存在以下缺点：首先，燃料热值相同时，低温空气助燃，燃烧室 内温度较低，而且燃烧室内的温度分布不均匀，存在局部高温区，影响炉体的寿命；其 次，排烟温度较高，带走大量的热能，燃烧效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃烧温度高、燃烧室内温度分布均匀、燃烧效率高的低热值 燃料双预热蓄热式节能锅炉。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的低热值燃料双预热蓄热式节能锅炉，包括炉体，其特征在于，所述的炉体上 设有多个燃烧器，所述的燃烧器设有高温助燃空气入口和高温燃料入口，

所述的高温助燃空气入口连接有空气蓄热室，所述的空气蓄热室连接有常温助燃空气 入口和低温烟气出口；

所述的高温燃料入口连接有燃料蓄热室，所述的燃料蓄热室连接有低温燃料入口和低 温烟气出口。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的低热值燃料双预热蓄热式节能 锅炉，由于炉体上设有多个燃烧器，所述的燃烧器设有高温助燃空气入口和高温燃料入 口，所述高温助燃空气入口连接有空气蓄热室，所述的空气蓄热室连接有常温助燃空气入 口和低温烟气出口；所述的高温燃料入口连接有燃料蓄热室，所述的燃料蓄热室连接有低

温燃料入口和低温烟气出口。 一方面烟气排出时，经过空气及燃料蓄热室进行余热回收， 降低了热能损失，提高了燃烧效率；另一方面，燃烧器燃烧时，常温助燃空气和低温燃料 分别经过空气蓄热室和燃料蓄热室预热后参与助燃，可以提高燃烧温度；第三方面，多个 燃烧器可以采用周期性地换向燃烧，消除了燃烧室内局部高温区，使温度分布更均匀，提 高了炉膛寿命。适用于各种锅炉，尤其适用于低热值燃气锅炉。

附图说明

图l为是现有技术中的锅炉的结构原理图；

图2为本发明的低热值燃料双预热蓄热式节能锅炉的结构原理图。 具体实施方式

本发明的低热值燃料双预热蓄热式节能锅炉，其较佳的具体实施方式如图2所示，包 括炉体，炉体的内部构成燃烧室，在炉体的壁上装有燃烧器，炉体至少装有两个燃烧器， 可以设有多个燃烧器。所述的多个燃烧器中，每两个燃烧器为一对，相互周期性换向燃 烧。可以设置l、 2、 3、 4对燃烧器，根据需要也可以是其它的数量。

所述的燃烧器设有高温助燃空气入口和高温燃料入口，当燃烧器停止燃烧时，高温助 燃空气入口和高温燃料入口用做高温烟气出口。具体是，当燃烧器燃烧时，高温助燃空气 入口用于进入高温助燃空气，高温燃料入口用于进入高温燃料，高温助燃空气与高温燃料 混合后在燃烧室内燃烧；当燃烧器停止燃烧时，高温助燃空气入口和高温燃料入口用于排 出高温烟气。

所述高温助燃空气入口连接有空气蓄热室，所述的空气蓄热室连接有常温助燃空气入 口和低温烟气出口；所述高温燃料入口连接有燃料蓄热室，所述的燃料蓄热室连接有低温 燃料入口和低温烟气出口。

所述的常温助燃空气入口和空气蓄热室低温烟气出口之间设有换向装置；所述的低温 燃料入口和燃料蓄热室低温烟气出口之间设有换向装置。也可以在常温助燃空气入口、低 温燃料入口和低温烟气出口上分别设有单独的控制阀。

常温助燃空气入口和低温烟气出口分别连接有鼓风机和引风机。常温助燃空气入口、 低温烟气出口和低温燃料入口处还分别连接有流量控制装置。

锅炉运行时，每对燃烧器中，其中任一个燃烧器燃烧时，另一个燃烧器关闭。所述的 燃烧器燃烧过程中，与该燃烧器连接的常温助燃空气入口和低温燃料入口打开，同时与该 燃烧器连接的低温烟气出口关闭；所述的燃烧器停止燃烧过程中，与该燃烧器连接的低温 烟气出口打开，同时与该燃烧器连接的常温助燃空气入口和低温燃料入口关闭。

例如，当燃烧器A燃烧、燃烧器B关闭时，常温空气经过空气蓄热室A预热后，成为高 温空气参与助燃，预热后的高温助燃空气的温度可达90(TC以上；低温燃料经过燃料蓄热室 A预热后，成为高温燃料参与燃烧。与此同时，高温烟气经过空气蓄热室B和燃料蓄热室B时 释放热量，温度被降到12(TC—2(XrC后排出空气蓄热室B和燃料蓄热室B。

燃烧一段时间后，空气蓄热室B和燃料蓄热室B的温度升高、空气蓄热室A和燃料蓄热 室A的温度下降到一定值时，关闭燃烧器A、启动燃烧器B，同时，两个燃烧器的常温助燃空 气入口和空气蓄热室烟气出口连接处的换向装置换向；低温燃料入口和燃料蓄热室烟气出 口连接处的换向装置换向。常温助燃空气和低温燃料分别经过空气蓄热室B和燃料蓄热室B 预热后混合燃烧，高温烟气经过空气蓄热室和燃料蓄热室释放热量后排出。换向的时间一 般为30秒一200秒。

上述的燃烧过程中，通过周期性地换向，空气/燃料蓄热室A和空气/燃料蓄热室B轮换 进行助燃空气/燃料的预热和高温烟气的放热，达到回收余热和预热助燃空气/燃料的目 的。高温烟气经过空气/燃料蓄热室释放热量后，烟气的温度可降到12(rC—20(TC，实现余 热的充分回收。

上述的燃烧器燃烧过程中，所用的燃料是热值小于等于2800kcal/Nm3的气体燃料，可 以是1400、 2000、 2400、 2790kcal/Nn^的气体燃料，也可以是其它的低热值燃料。

本发明的低热值燃料双预热蓄热式节能锅炉， 一方面热烟气排出时，经过空气/燃料 蓄热室进行余热回收，降低了热能损失，提高了燃烧效率；另一方面，燃烧器燃烧时，常 温空气和低温燃料分别经过空气蓄热室和燃料蓄热室预热后混合燃烧，可以提高燃烧温 度；第三方面，多个燃烧器采用周期性地换向燃烧，消除了燃烧室内局部高温区，使温度 分布均匀，提高了炉膛寿命。适用于各种锅炉，尤其适用于低热值燃气锅炉。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任 何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都 应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1、一种低热值燃料双预热蓄热式节能锅炉，包括炉体，其特征在于，所述的炉体上设有多个燃烧器，所述的燃烧器设有高温助燃空气入口和高温燃料入口， 所述高温助燃空气入口连接有空气蓄热室，所述的空气蓄热室连接有常温助燃空气入口和低温烟气出口； 所述高温燃料入口连接有燃料蓄热室，所述的燃料蓄热室连接有低温燃料入口和低温烟气出口。
2、 根据权利要求l所述的低热值燃料双预热蓄热式节能锅炉，其特征在于，所述的常 温助燃空气入口和空气蓄热室低温烟气出口之间设有换向装置；所述的低温燃料入口和燃 料蓄热室低温烟气出口之间设有换向装置。
3、 根据权利要求l所述的低热值燃料双预热蓄热式节能锅炉，其特征在于，所述的多 个燃烧器中，每两个燃烧器为一对，周期性换向燃烧。
4、 根据权利要求3所述的低热值燃料双预热蓄热式节能锅炉，其特征在于，所述的燃 烧器有1至4对。
5、 根据权利要求3或4所述的低热值燃料双预热蓄热式节能锅炉，其特征在于，所述 的一对燃烧器中，其中任一个燃烧器燃烧时，另一个燃烧器停止燃烧，且该燃烧器的高温 助燃空气入口和高温燃料入口用于排出高温烟气。
6、 根据权利要求3或4所述的低热值燃料双预热蓄热式节能锅炉，其特征在于，所述 的燃烧器换向燃烧的时间为30秒至200秒。
7、 根据权利要求1至4任一项所述的低热值燃料双预热蓄热式节能锅炉，其特征在 于，所述的燃烧器燃烧过程中，与该燃烧器连接的常温助燃空气入口和低温燃料入口打 开，同时与该燃烧器连接的低温烟气出口关闭；所述的燃烧器停止燃烧过程中，与该燃烧 器连接的低温烟气出口打开，同时与该燃烧器连接的常温助燃空气入口和低温燃料入口关 闭。
8、 根据权利要求1至4任一项所述的低热值燃料双预热蓄热式节能锅炉，其特征在 于，所述的燃烧器燃烧过程中，所用的燃料的热值小于等于2800kcal/Nm3。
9、 根据权利要求8所述的低热值燃料双预热蓄热式节能锅炉，其特征在于，所述的燃 料是气体燃料。
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