CN101726098A - 煤气化燃烧一体化常压热水锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及煤气化燃烧一体化常压热水锅炉，其锅炉本体燃烧空间由中部夹水炉墙分隔为气化室和燃烧室，中间夹水炉墙上设有连通气化室和燃烧室的火口，在气化室内设有隔煤栅，使气化室空间内呈火口侧煤层和隔煤栅外侧煤层的分布。本技术方案实现了单层普通炉排锅炉在自然通风条件下具有“反烧炉”消烟功能和煤气化燃烧消烟功能，且左、右煤层分布形式使煤表层与空气接触面积增加了35％，提高了锅炉出力。本发明可广泛应用于常压和承压锅炉，既可烧散煤，也可烧生物质颗粒燃料，具有操作简单、负压燃烧安全、热效率高、出力足、烟尘排放环保达标的技术优点。

Description

煤气化燃烧一体化常压热水锅炉

技术领域

本发明涉及的是煤气化燃烧一体化常压热水锅炉。

背景技术

煤气化燃烧一体化锅炉是一类将燃煤气化转化再直接燃气燃烧的环保型锅炉，它具有燃烧洁净的优点，解决了现有中小型燃煤锅炉烟尘污染大的技术问题。在目前，中小型燃煤锅炉约占燃煤锅炉总量的80％，因此体现了煤气化燃烧一体化锅炉市场发展的必然性。但现有的煤气化燃烧一体化锅炉运行要求中必须使用颗粒型燃煤，并同时加大鼓风运行，否则出力会大幅下降70％。目前普遍认为鼓风手段是用于提高一次风风压，从而提高气化室、也称一次燃烧室的气化速度的必要手段，但实际工作中就会出现锅炉运行很忌讳的气化室正压燃烧现象，在这种状态下必须密封关严气化室所有炉门，禁止对气化室进行其它操作；鼓风运行还会使炉排上燃煤结焦偏大，造成透气不良，导致锅炉出力下降、锅炉热功率降低，这样原为提高锅炉出力而增加的鼓风手段非但达不到预想的技术目的，反而还带来运行操作以及安全隐患等诸多问题。纠其原因是目前此类锅炉结构设计中，始终习惯性的强调燃烧火焰经火口喷出的实际速度应取V＝10～20米/秒，为实现这一技术指标则只能采取附加大鼓风所致。

发明内容

本发明申请的发明目的在于提供一种由单层普通炉排结构设置的炉体实现“反烧炉”功能的煤气化燃烧一体化常压热水锅炉。本发明公开的煤气化燃烧一体化常压热水锅炉技术方案，其主要技术内容是：一种煤气化燃烧一体化常压热水锅炉，锅炉本体燃烧空间由中部夹水炉墙分隔为气化室和燃烧室，中间夹水炉墙上设有连通气化室和燃烧室的火口，气化室内设有隔煤栅，由隔煤栅使气化室空间内具有火口侧煤层和隔煤栅外侧煤层分布。

在上述的整体技术方案中，与自然通风配合、火口有效截面积达到燃质流速为4.0～5.0米/秒。

本发明申请公开的煤气化燃烧一体化常压热水锅炉技术方案，在气化室中采用隔煤栅部件设置，在气化室内形成左、右两部分煤层分布，其左部是煤层高于右侧煤层的火口侧煤层，这种煤层分布形式使煤表层与空气接触面积增加了35％，配合自然通风、并结合火口有效面积增加至一次燃烧室气化产出物经火口的流速为4.0～5.0米/秒，低煤层部分的半焦高温燃烧热流经隔煤栅窜至火口，即构成反烧过程，提高了一次燃烧室温度，也有利于提高燃煤燃烧速度，提高锅炉出力。还因火口侧煤层始终处于煤在火上的煤气化洁净燃烧状态，其气化产出物可直接随自然风带入火口，实现稳定的洁净燃烧；右侧煤层低于火口侧煤层，其气化产出物可直接穿过隔煤栅及火口侧煤层进入火口，这样就使可燃质流程成倍缩短，流动阻力大大减小，隔煤栅的存在使煤层按利于为反应层充分供氧的状态分布，从而提高煤气化速度，确保锅炉有足够的出力。本发明可广泛应用于常压和承压锅炉，既能烧散煤又能烧生物质颗粒燃料，具有操作简单、负压燃烧运行安全、热效率高、出力足、烟尘排放环保达标的技术优点。

附图说明

附图是本煤气化燃烧一体化常压热水锅炉的总装剖视结构图。

具体实施方式

本发明申请公开的煤气化燃烧一体化常压热水锅炉，是按自然通风和常热水锅炉技术规范设计的。在本实施例结构中，其炉体包括由夹水炉墙构成的下部燃烧室和上部设置有对流换热垂直水管管束箱C和锅水复合循环水动力系统D的换热空间，其中由中间夹水炉墙10将下部燃烧室空间分隔为并肩的气化室A和燃烧室B，中间夹水炉墙10的下部设有连通气化室A和燃烧室B的火口4，火4于燃烧室B一侧的上沿设有导流拱板6；气化室A设有单层普通铸铁炉排1，火口4位于炉排1之上，炉排1上方空间的中间设有普通钢制隔煤栅2，最好使隔煤栅2的下边缘与炉排1有间距，该间距使隔煤栅的下边缘位于氧化层与还原层分界处。在本结构中，火口4的有效截面积较现有技术适当的加大，使其与自然通风方式相结合，使气化室A产生的包括燃烧火焰、煤气和未燃或未燃尽煤粒等燃烧产物经火口4的流速为4.0～5.0米/秒。在本实施例中，火口4为横向并排两火口设置，两火口相隔距离为60-90mm，其下边缘于炉排1的高度为80～100mm，其中火口4的可燃介喷出速度达到最佳的4.0～4.5米/秒。由透气率为70％的隔煤栅2设置，将气化室A煤层呈左、右两侧煤层分布，且左侧煤层高于右侧煤层，实际应用中火口侧煤层控制在厚600mm左右，由下至上依次为灰渣层、氧化层、还原层和预备层，始终保持“煤在火上”的煤气化洁净燃烧状态，按普通手烧炉常规操作，控制其灰渣层厚度保持在80～100mm之间；其右侧煤层厚度控制在240mm左右，由炉排下的调风门3依据设定的烟囱自然通风就足以使气化室A、燃烧室B都处于负压燃烧状态的自然通风方式，调整调风门3的开度大小，控制锅炉出力满足需要，确保运行安全、可靠。在本实施例中，口火4之下通入燃烧室B设有二次风管5，空气中的氧由调风门3一路送入气化室炉排1下方，上升经灰渣层、氧化层、还原层给气化室供氧燃烧，这一路风量设定占总风量的60％；另一路则由二次风管5进入燃烧室B，与火口4喷出的气化燃烧产物混合，并使之充分燃烧，二次风的风量设定占总风量的40％。为适应两燃烧空间均处于负压燃烧状态，备用鼓风供风系统的风压无需很大，一般经常采用的是自然通风系统。如附图所示，气化室A中还设有燃气导出管9，该燃气导出管9的一端开口至火口4处，其另一端引至气化室A内的上方，向下送入气化室A，起防爆燃作用，提高锅炉运行的安全性。

附图所示的燃烧室B内，由与中间夹水炉墙10相对的夹水炉墙中部横悬延伸设有折射拱7，该折射拱7将燃烧室B分为下燃区和上燃区B3，气化室A产出的燃烧产物由火口4进入燃烧室B，由导流拱板6导向与二次风混合，与折射拱7形成两回流区B 1、B2，在回流区B 1内形成强有力的涡旋燃烧紊流，这既有利于可燃物的充分燃烧，同时其涡旋降尘作用亦非常明显，导流拱板6不仅起到增加燃烧回程的作用，它由可拆卸的耐火预制件构成，具有耐火、贮热的作用，并有助于拆卸更新。在本实施例中，下燃区炉膛包括折射拱7均采用夹水层结构，以有效的将热量传递给工质，从而充分提高锅炉热效率，燃烧烟气由回流区B2进入上燃区B3，燃烧烟气进入上燃区B3后再折流至燃烧室B出口、进入上部的换热空间C，燃烧室B出口位置的横向夹水炉墙外边缘设有向下的上折射拱8，燃烧气流由上折射拱8被再次涡旋紊流降尘，这样共经过四道除尘净化，保证了锅炉排出烟气无色透明，烟尘排放达到环保标准。

本煤气化燃烧一体化常压热水锅炉的启动为上燃式点火：在炉排上放一层约80mm厚的块煤，煤上放置引燃柴并点燃，自上而下的引燃煤层，以反烧法消烟。待煤火燃旺后，再加煤至需要的厚度，形成煤气化燃烧条件，完成点火。

Claims (9)

1.一种煤气化燃烧一体化常压热水锅炉，锅炉本体燃烧空间由中部夹水炉墙分隔为气化室(A)和燃烧室(B)，中间夹水炉墙上设有连通气化室和燃烧室的火口(4)，其特征在于气化室内设有隔煤栅(2)，由隔煤栅使气化室空间内具有火口侧煤层和隔煤栅外侧煤层分布。

2.根据权利要求1所述的煤气化燃烧一体化常压热水锅炉，其特征在于隔煤栅(2)的下边缘与炉排(1)有间距，该间距使隔煤栅的下边缘位于氧化层与还原层分界处。

3.根据权利要求1所述的煤气化燃烧一体化常压热水锅炉，其特征在于与自然通风配合、火口(4)有效截面积达到燃质流速为4.0～5.0米/秒。

4.根据权利要求1或3所述的煤气化燃烧一体化常压热水锅炉，其特征在于火口(4)为左右横向两火口设置，两火口相隔距离为60-90mm，其下边缘于炉排(1)的高度为80～100mm。

5.根据权利要求1所述的煤气化燃烧一体化常压热水锅炉，其特征在于火口(4)的燃烧室侧的上沿设有导流拱板(6)。

6.根据权利要求1所述的煤气化燃烧一体化常压热水锅炉，其特征在于燃烧室(B)内，由与中间夹水炉墙(10)相对的夹水炉墙中部横悬延伸设有折射拱(7)，该折射拱(7)将燃烧室(B)分为下燃区和上燃区(B3)，导流拱板(6)导向于下燃区形成两回流区(B1、B2)。

7.根据权利要求1所述的煤气化燃烧一体化常压热水锅炉，其特征在于口火4之下通入燃烧室(B)设有二次风管(5)。

8.根据权利要求1所述的煤气化燃烧一体化常压热水锅炉，其特征在于二次燃烧室(B)出口位置的横向夹水炉墙外边缘向下设有上折射拱(8)。

9.根据权利要求1所述的煤气化燃烧一体化常压热水锅炉，其特征在于气化室(A)中设有燃气导出管(9)，该燃气导出管(9)的一端开口至火口处，其另一端引至气化室(A)内的上方，向下送入气化室。

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