CN1016888B - 炉装置 - Google Patents

Abstract

本发明的炉装置是燃煤火焰在中央部分上升式，也就是所谓的竖直燃烧式的炉装置。该炉装置可用于锅炉等设备。在这种炉装置中，具有包括顶壁和侧壁的炉体，在顶壁上装有向炉体内垂直供给粉煤使其燃烧的垂直喷嘴，并且，在垂直喷嘴的邻近处设置有输送燃烧用空气的进气口。在这种炉装置中装有喷出气体用的开口或者偏向管，由该开口或者偏向管喷出的气体可使燃煤火焰朝着炉体的下部，从而延长了燃煤火焰在炉体内的滞留时间。

Description

本发明涉及的是炉装置，特别是以低挥发烟煤、半无烟煤、无烟煤等难燃性煤的粉煤作为燃料的炉装置。

上述的燃料中，固定碳的比例高，而挥发成分的比例低。因此，为了在现有炉装置中提高可燃性和火焰稳定性，以及使燃料充分燃烧，提出了延长粉煤在炉内的滞留时间等各种方法（参照实开昭61-135120号公报）。

作为一个例子，大家都知道有采用竖直燃烧方式的炉装置。在这种炉装置中，为了使粉煤在炉内有足够的滞留时间，把炉体制成酒瓶状，并在炉体的顶壁上装有几个垂直的喷嘴。通过这些垂直的喷嘴，垂直地或者大致垂直地向炉体内供给作为燃料的粉煤，使其燃烧。

例如现有技术（英国B.W公司30万千瓦机组“W”型炉膛锅炉技术资料<北京锅炉厂设计科>）所公开的炉装置，其中具有顶壁和从顶壁垂直向下延续的侧壁的炉体，设置在上述顶壁的、垂直地向上述炉体内供给一次空气和由该一次空气输送的煤粉使两者燃烧的垂直喷嘴，被设置在顶壁上的上述垂直喷嘴邻近处的、向炉体内供给二次空气以使煤粉燃烧的二次空气供给装置。

下面结合图6说明上述的竖直燃烧方式的炉装置。

炉装置的炉体1具有顶壁11、侧壁12和底座13，呈酒瓶状。在顶壁11上靠炉体两侧的位置装有几个垂直喷嘴2。通过垂直喷嘴2，由一次空气AP向炉体内输送粉煤燃烧F。输送到炉体内的粉煤被安装在垂直喷嘴2附近的重油喷嘴4的辐射热以及炉内的热空气加热、点燃，与从垂直喷嘴2附近供给二次空气As一起燃烧，形成煤火焰8。

此外，在侧壁12上开有几个供给三次空气At的供气口61，供气口61如图7详细示出的那样，相对于侧壁12倾斜，形成喷射角θ（0°≤θ≤30°）。

通过图5所示的模型实验火焰流谱图可以了解到，在上述的炉装置中，三次空气At与从垂直喷嘴2送入的粉煤燃料的物料流S相交叉，形成交叉角γ（45°≤γ≤75°）。由于三次空气At将粉煤燃料的物料流S立即排出炉体之外，不能使其在炉体内充分地停留。其结果，粉煤燃料只在炉体全部容积的65%至70%的范围内流动，即有效利用率为65%至70%，因此，存在燃烧效率低的问题。

本发明的目的是提供不存在上述问题的炉装置，也就是提供能够延长粉煤燃料在炉体内滞留时间的、得到更高的有效利用率的炉装置。

为了达到上述的目的，本发明的炉装置上安装了使气体向煤燃烧火焰喷出的装置，从该气体喷出装置喷出的气体可使煤燃烧火焰朝向炉体的底座。

图1是表示本发明优先实施例的剖视图。

图2是图1的Ⅱ-Ⅱ向局部放大图。

图3是表示另一个实施例的剖视图。

图4是图3中符号Ⅳ所示部分的局部放大图。

图5是表示现有炉装置中煤燃烧火焰运动状态的流谱图。

图6是表示现有炉装置的剖视图。

图7是图6中符号Ⅶ所示部分的局部放大图。

下面，结合附图对本发明的实施例进行说明。

图1所示为本发明的优先实施例，它是适用于锅炉的炉装置。该炉装置具有炉体1，炉体1包括呈长方体状的侧壁12、装在侧壁12一端开口部分上的顶壁11和装在侧壁12另一端开口部分上的、形状为方锥形的底座13。顶壁11的中央部分连接着由排气用的水冷炉墙构成的后炉14。

在顶壁11上后炉14的两旁，各排列着一排垂直喷嘴2。如图2所详细示出的那样，垂直喷嘴2伸到顶壁11的开口内。因此，围绕着垂直喷嘴的喷口21，形成了作为二次空气供给装置的二次空气进气口31。相对于每两个相邻的垂直喷嘴2，都分别有一个重油喷嘴4设置在它们的邻近处。图号41表示重油喷嘴4的喷口。在顶壁11上比垂直喷嘴2更靠近中心的位置，一个接一个地排列着作为气体喷出装置的开口51（参照图2）。

在侧壁12的前壁部分和后壁部分上，分别开有供给三次空气用的供气口61。供气口61在高度方向上有间隔地排成两行，并且分别相对于侧壁12倾斜，形成喷射角θ。在该实施例中，侧壁12的两侧的侧壁部分没有供气口。

在炉体1的外侧，装有把炉体顶壁11以及侧壁12的供气口61围在其中的风室7，由风室7划分出它与炉体1之间的空气流动通道。空气通道被隔板71分成上通道72和下通道73。上通道72又被副隔板74分成两个副通道，一侧的副通道721与开口51连通着，另一侧的副通道722与进气口31连通着。通过供气管75从外部向通道72、73供给空气，这些空气又分别作为二次空气和三次空气提供给炉体1中。

下面，说明该炉装置的工作情况。

粉煤燃料F，由燃料比（固定碳/挥发成分）为4至14的烟煤、半无烟煤和无烟煤组成，用一次空气Ap输送，从垂直喷嘴2向炉体1内喷出。喷出的粉煤燃料F被重油喷嘴4的重油火焰42的辐射热以及炉内的热空气点燃，与二次空气As一起燃烧，形成燃煤火焰8。通过操纵安装在副通道上的挡板32可调节二次空气As的流量。重油喷嘴4的供热能力占炉装置总输入热量的10%至30%。通过用空气挡板驱动装置44来操纵空气挡板43，或者调整燃料的压力，可以改变重油喷嘴4的供热能力。

根据粉煤燃料的燃烧状态，可以从侧壁12上开的供气口61供给三次空气At。用供气管75上安装的挡板76可以调节三次空气At的流量。燃煤火焰8与三次空气At一起经过炉体中央部分的后炉14上升，朝着安装在后炉14中部的过热器SH。

欲要上升的燃煤火焰8和粉煤燃料F，首先由开口51喷出的空气冲向炉体的底座13，然后上升。也就是进一步延长了粉煤燃料F和燃煤火焰8在炉内的滞留时间。因此，可使粉煤燃料充分地燃烧，提高了炉装置的燃烧效率。用副通道72上设置的挡板77可调节从开口51喷出的空气流量。由于该调节是根据锅炉的负荷减少情况，同时降低燃料量和炉内气体的上升流速的，也自然而然地增加了滞留时间，所以不需要特殊的程序控制。不过，也可以根据需要增加相对于一次空气的比例（从开口51喷出的空气流量/一次空气流量）。

随着燃煤火焰的上升，在过热器SH进行锅炉的工作介质与燃烧火焰之间的热交换。粉煤燃烧后生成的灰分由在炉体1的底座13的下方设置的灰斗15回收、处理。

在该实施例中，从开口51喷出的气体与二次空气完全相同，都是空气。该气体的作用是使煤火焰朝着炉体的底座。因此，可以不仅是空气，也可以使用在二次空气中混入了高温排出气体等的混合气体。

下面结合图3和图4来说明另一个实施例。

在这个实施例中，把气体喷出装置设置在侧壁上，来代替把气体喷出装置设置在炉体的顶壁上。另外，与前述实施例中相同的构件或者作用相同的部分，仍以同一符号表示，有的不再另行说明其作用。

在该实施例中，在与前述实施例相同的炉体1上，设置有垂直喷嘴2和重油喷嘴4。但是，在风室7内不要装隔板，两次空气和三次空气是相同的。通过操纵挡板32可以调节从供气口31供给的二次空气流量。

在三次空气的供气口61上安装偏向管62、63来作为气体喷出装置。如图4详细示出的那样，偏向管62、63相对于水平面倾斜，形成装配角θ₀，该装配角θ₀与炉体1底座13的料斗α（50°≤α≤55°）近似，为45°。因为偏向管62、63与料斗角α近似地被设置于侧壁12上，与侧壁12上的开口分别连通，从垂直喷嘴2输入的粉煤燃料F的物料流以及燃煤火焰8的流动由偏向管62、63喷出的三次空气送向炉体1 的底座13。因此，与前述实施例相同地，可使煤粉燃料F以及燃煤火焰8在炉体内的滞留时间延长，能够使粉煤燃料充分燃烧。在该实施例中，从气体喷出装置喷出的气体是三次空气。

此外，在该实施例中，为了进一步提高燃烧效率，在偏向管62、63中装有导流叶片64。通过操纵导流叶片64能够分别把三次空气喷出角调整为θ₁（θ₀+△β）和θ₂（θ₀+△γ）。由于朝着前壁部分以及（或者）后壁部分的纵向中央部分安装导流叶片64，所以能够用三次空气包围住燃煤火焰送向下方。

另外，作为第3个实施例，是具有安装在顶壁上的开口51和偏向管62、63的炉装置。该实施例能够更精密、更有效地调整火焰的流谱。

Claims (5)

1、一种燃煤火焰在中央部分上升的炉装置，其中包括：具有顶壁11和从该顶壁11垂直向下延续的侧壁12的炉体1；设置在上述顶壁11上的、垂直地向上述炉体1内供给一次空气AP和由该一次空气AP输送的粉煤F使两者燃烧的垂直喷嘴2；被设置在顶壁11上的、上述垂直喷嘴2邻近处的、向炉体1内供给二次空气AS以使粉煤F燃烧的二次空气供给装置31；

其特征在于：其中还包括为了使燃煤火焰朝着炉体1的底座13而向该燃煤火焰喷出气体的开口51和供气口61，该开口51被设置在上述顶壁11上，并且比垂直喷嘴2更靠近中心位置；该供气口61被设置在上述侧壁12上。

2、如权利要求1中所述的炉装置，其特征在于，流过上述二次空气（AS）供给装置31与将要流过开口51、偏向管62、63的气体的流路相互连通。

3、如权利要求1或2所述的炉装置，其特征在于，上述的开口带有调节喷出气体流量的流量调整挡板77。

4、如权利要求1或2所述的炉装置，其特征在于，上述气体的供气口具有偏向管62、63，该管62、63设置在上述的侧壁12上，与侧壁12上的开口分别连通，该管62、63的各自的装配角θ。与炉体底座13的料斗角α近似相等。

5、如权利要求4所述的炉装置，其特征在于，上述偏向管62、63的内部装有可微调喷出气体方向的导流叶片64。

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