CN101915417B - 节能锅炉燃煤装置及其燃煤方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锅炉燃烧装置，特别是一种节能锅炉燃煤装置及其燃煤方法。本发明所述燃煤装置及其方法还可以适用于燃烧各种有机物质。本发明的特点在于，提供了一种节能锅炉燃煤装置和燃煤方法，摒除了原有的炉排技术，采用圆形排筒，在受热变形后仍然不影响运行，可完满实现对高温尾气的回收利用；采用炉膛内风煤混合燃烧法，提高煤的燃烧效能。整体结构紧凑，对煤的燃烧完整完全，提高了煤的利用率，降低了煤燃烧的热能使用率，在降低成本，提高工作效率，节约资源等方面具有很好的效果。

Description

节能锅炉燃煤装置及其燃煤方法

技术领域

本发明涉及一种锅炉燃烧装置，特别是一种节能锅炉燃煤装置及其燃煤方法。本发明所述燃煤装置及其方法还可以适用于燃烧各种有机物质。 

背景技术

由本专利发明人申请并获得授权的中国专利ZL 200820103388.8公开了一种锅炉尾气热能回收装置，该技术利用金属导热片良好的导热功能，构建一个交叉分布的尾气排放通道和传热通道，将锅炉产生的尾气热能重新作为锅炉使用时的助燃空气热能，使锅炉产生的能量能够得到充分的循环利用，同时也为能源节约做出大贡献。在实施时，由于炉排采用皮带式一字型构造，而回收的空气温度很高，作用到炉膛的炉排时，可能使得炉排产生变形，导致炉排发生滞停故障，进一步影响到锅炉的运行。 

另一方面，现有的燃煤炉中，使用的煤通常含有较多的水分，导致需要的热能也大，然而煤燃烧也不完全，造成了资源上很大浪费。还有，在锅炉燃煤装置中，通常不考虑空气和燃煤的比例，而是开放式鼓入空气，不论燃煤的数量大小，鼓入空气的大小一样，当燃煤少时，由于空气量相对过大，容易导致燃煤得不到燃烧就被空气流带走，形成大量粉尘；当燃煤过多时，空气量就相对过小，导致燃煤得不到对应的燃烧空气，造成燃烧不完全，浪费燃煤资源，同时造成过多的污染空气，不利于环境环保。 

发明构成 

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种可顺利回收高温尾气的节能锅炉燃煤装置及其燃煤方法。 

本发明的节能锅炉燃煤装置是通过以下途径来实现的： 

节能锅炉燃煤装置，包括有给煤机以及炉膛，其结构要点在于，还包括有 下煤装置、第一尾气回收通道、第一送风机、第一进风通道、第二送风机、第二进风通道以及第一圆形排筒，给煤机与下煤装置连接并连通，第一尾气回收通道连接到第一送风机，第一送风机连通到第一进风通道；炉膛一侧开具有入口，下煤装置的下煤口及第一进风通道的出口安装在该炉膛的入口处，并与该炉膛入口连通；第一圆形排筒安装于炉膛的下侧部，第二送风机连通到第二进风通道，第二进风通道的出口位于第一圆形排筒下方。 

给煤机提供煤粉到下煤装置中，然后在下煤的时候燃煤由第一进风通道的空气吹入炉膛中燃烧；第一圆形排筒一方面为锅炉提供炉内高温，另一方面接收煤渣，随着滚动将煤渣传到炉膛底部和外部。这样第一尾气回收通道所回收的高温空气就作用于第一圆形排筒上，第一圆形排筒采用转动驱动，因此，即使排筒表面受热变形，其依然可以转动，不影响其工作，对于回收的高温空气也能够实现完全的利用。 

本发明采用新的圆形排筒代替了传统的炉排，解决了炉排受热变形影响锅炉运行的问题，还可以减小炉膛的宽度：原有的炉排呈一字型排开，需要占据炉膛的相当宽度，造成锅炉燃煤装置的设备较大，占地面积也大；而本发明的排筒宽度不过原有炉排的10％到20％，这样炉膛的宽度就可以减小，容积也减小，使得热量更为集中，可以增加燃煤利用率，且可以使得整体设备减小占地面积，另外，原有的炉排在安装时需要多个配件配合安装，需要成本较高，而本发明的圆形排筒则简单易装，大大地降低了炉排的成本。故而本发明所述燃煤装置具有经济上和实用上的重大创新性。 

本发明所述的锅炉燃煤装置可以进一步具体为： 

还包括有第二尾气回收通道，其连接到第二送风机。 

在尾气回收过程中，设置两级或者两级以上的尾气回收通道一方面可以充分回收锅炉尾气，另一方面，第一尾气回收通道是回收刚从炉膛出来的高温尾气，因此回收可再利用的空气温度也较高，可达120度～200度，其通过第一送风机和第一进风通道传送到炉膛，供给燃煤燃烧高热能；而第二尾气回收通道则是回收第一尾气回收通道尚未完全利用的尾气，所回收的空气温度相对较低，一般在60度～80度左右，其可由第二送风机和第二进风通道传送到排筒，供燃 煤以助燃的热能。除此之外，还可以根据情况提供第三尾气回收装置对应的第三尾气回收通道，以完善解决锅炉尾气的利用问题。 

锅炉燃煤装置还可以进一步具体为： 

炉膛呈一种“几”型构造，“几”型构造的左右两侧分别是第一燃烧炉膛和第二燃烧炉膛，燃煤装置还包括有第二圆形排筒，第一圆形排筒安装在第一燃烧炉膛下侧，第二圆形排筒安装在第二燃烧炉膛下侧，第二进风通道提供一出风口连接到第二圆形排筒下方。 

在高速空气流的作用下，可能有部分燃煤得不到燃烧而直接被空气流带走，本发明提供一种曲折的炉膛结构，该结构可提供未燃烧燃煤一个通道，令其可在另一个炉膛，也可以称之为第二级炉膛中燃烧，这样便可提高燃煤的利用率，对节约能源，提高锅炉生产效率有着积极的促进作用。 

下煤装置包括有复数个下煤口，该复数个下煤口与炉膛入口连接并连通。 

考虑到下煤时，根据需要煤量大小也不一样，因此提供多个下煤口，根据实际使用煤量和下煤情况开放一个或者多个下煤口。这样，在使用时就不会出现下煤瓶颈，导致在急需的时候，燃煤量达不到要求，生产受影响。每一个下煤口都必须对应一个由第一进风通道提供的进风口，也更好地对煤和空气混合，增加燃烧面。 

还包括有一自动控制装置，信号采集端口与下煤装置连接，信号驱动接口与第一送风机和第二送风机连接。 

自动控制装置监测下煤装置的下煤口，并根据下煤口的数量、大小计算下煤量，然后进一步根据下煤量的送风配比计算送风量，最后通过信号驱动接口驱动第一送风机和第二送风机，改变其送风量，以保持空气与煤的比例平衡，达到多煤多送风，少煤少送风，节约能源，提高燃煤燃烧效率。 

给煤机包括有煤斗、风干机，煤斗与风干机的进口连接，风干机的出口直接或间接连通到下煤装置中。 

由于锅炉用煤含的水分较大，所以采用风干机来降低煤的含水量，所述风干机的作用原理是煤吸收尾气热能蒸发煤的水分，因此风干机就是一种煤吸收尾气热能蒸发煤的水分的装置。 

风干后的煤粉在燃烧时不需要过多的热能和二次燃烧实现98％以上的完全燃烧，起燃的热能点低，这样一来，不但可节省燃煤的热能，还可提高煤的使用效率，具有很好的经济性和节能效果。 

给煤机还包括有一种粉碎机，其接入口与风干机的出口连接，出口则与下煤装置连接并连通。 

由于本发明采用的风煤混合提供煤，所以最好保证大部分煤的颗粒要尽可能小，因此需要采用粉碎机来实现这个功能。减小煤的颗粒还可以进一步提高煤的燃烧率。煤风干粉碎后就能很好的和空气混合，也不堵塞粉碎机。 

粉粹机所提供的煤应包括10％～20％的直径1～2cm的煤粒。 

如果所提供的燃煤颗粒过小，则在高速的空气流下，煤粉可能得不到及时燃烧而被带出炉膛，造成煤利用率低，且造成的炉膛尾气粉尘过大，因此需要保证适量的颗粒性燃煤，作为煤粉的助燃燃煤。 

为保证良好的燃煤效果，第一进风通道的出口与第一圆形排筒之间的垂直距离不应过近，否则燃烧的煤释放的热量可能导致排筒过分变形，也不应过远，否则煤进入炉膛后得不到起燃的热能，无法及时燃烧，造成浪费。 

第一圆形排筒和第二圆形排筒的直径为炉膛宽度的110％～120％。 

这样当有大颗粒的燃煤未能在进风口出燃烧，则会落到排筒上受热燃烧，为煤粉起助燃作用。 

还包括有一种导热管，其由第一燃烧炉膛上方延伸到“几”型构造的另一侧。 

导热管是为了高温炉膛所提供的热量收集装置，由于不再使用炉排，燃烧炉膛宽度变小，容积也小，为了收集足够的炉膛热能，将炉膛进行曲线设计，并增加吸热面，提高炉膛热能的吸收效果。 

本发明所述的锅炉燃煤方法是通过以下途径实现的： 

锅炉燃煤方法，其要点在于，包括以下步骤： 

提供一种如上所述的锅炉燃煤装置， 

将煤放入煤斗，由煤斗进入风干机进行风干； 

风干后，混杂的煤粉煤块进入粉碎机进行粉碎，形成煤粉，并送至下煤装 置； 

第一送风机接收第一尾气回收通道送来的高温空气，混合空气鼓入第一进风通道，送到炉膛入口处， 

第二送风机接收第二尾气回收通道送来的高温空气，混合空气鼓入第二进风通道，送到炉膛第一圆形排筒和第二圆形排筒下方，为炉膛排筒提供高温热能和所需助燃空气； 

下煤装置的下煤口开始下煤，落下的煤粉和煤粒在第一进风通道风速的作用下吹送到第一圆形排筒的上方； 

第一圆形排筒在转动中提供了高热能，炉膛的风煤入口位置高于圆形排筒的最高点，当风煤进入第一燃烧炉膛时，便直接在高温炉内的作用下迅速起燃， 

未燃烧的煤粉煤粒在空气流作用下进入第二燃烧炉膛后，在第二圆形排筒的上方燃烧，进行第二次燃烧，这样煤就可以燃烧完全； 

燃烧完毕后，煤渣落入排筒，随着排筒滚动落到炉膛底部；产生的废气经由炉膛出口排出。 

这是一种与传统技术不同的燃煤方法：首先是采用了风干机和粉碎机对煤进行预处理，提高了煤的燃烧率；其次采用了在炉膛入口处进行风煤混合的方式燃烧燃煤，而原有技术中煤是通过炉排进入炉膛进行燃烧的；风煤混合燃烧时，排筒在接收回收的高温空气后，为炉膛提供了高热能，可直接将吹入的风煤燃烧殆尽，大大提高燃烧效能；选用了圆形排筒，而放弃了原有的炉排技术，圆形排筒可减小炉膛的内宽度，减少容积，提高热集中度，而且在受热影响后，不会影响工作进程，对于炉膛内热能有进一步提高的空间。 

综上所述，本发明的特点在于，提供了一种节能锅炉燃煤装置和燃煤方法，摒除了原有的炉排技术，采用圆形排筒，在受热变形后仍然不影响运行，可完满实现对高温空气的回收利用；采用炉膛内风煤混合燃烧法，提高煤的燃烧效能。整体结构紧凑，对煤的燃烧完整完全，提高了煤的利用率，降低了煤燃烧的热能使用率，在降低成本，提高工作效率，节约资源等方面具有很好的效果。 

附图说明

图1所示为本发明所述锅炉燃煤装置的结构示意图； 

下面结合实施例对本发明做进一步描述。 

具体实施例

最佳实施例： 

参照附图1，节能锅炉燃煤装置，包括有给煤机以及炉膛，下煤装置2、第一尾气回收通道31、第二尾气回收通道32、第一进风通道41、第二进风通道42、第一送风机51、第二送风机52，第一圆形排筒61、第二圆形排筒62和导热管8。给煤机包括有煤斗71、风干机72和粉碎机73，煤斗71与风干机72的进口连接，粉碎机73接入口与风干机72的出口连接，出口则与下煤装置2连接并连通。 

炉膛呈一种“几”型构造，“几”型构造的左右两侧分别是第一燃烧炉膛11和第二燃烧炉膛12，导热管8沿着炉壁由第一燃烧炉膛11上方延伸到“几”型构造的另一侧，即第二燃烧炉膛12。第一燃烧炉膛11的一侧开具有第一入口，该入口点与第一圆形排筒最高点之间的垂直距离为20％的第一圆形排筒直径；第一尾气回收通道31连接到第一送风机51，第一送风机51连通到第一进风通道41；下煤装置2及第一进风通道41的出口安装在该炉膛的第一入口处，并与该炉膛的第一入口连通； 

第一圆形排筒61安装于第一燃烧炉膛11内腔的下侧部，第二圆形排筒62安装在第二燃烧炉膛12内腔的下侧部，第一圆形排筒61和第二圆形排筒62的直径为对应燃烧炉膛宽度的110％～120％。第二送风机52连通到第二进风通道42，第二进风通道42提供两路通道分别连接到第一燃烧炉膛11和第二燃烧炉膛12的底部，连通口分别位于第一圆形排筒61和第二圆形排筒62的下方。 

下煤装置2可以包括有复数个下煤口，该复数个下煤口与炉膛提供的复数个入口对应连接并连通。此时，该复数个下煤口都必须对应一个由第一进风通道41提供的进风口，二者皆连接到炉膛的入口处。 

一自动控制装置的信号采集端口与下煤装置连接，信号驱动接口与第一送风机和第二送风机连接。自动控制装置监测下煤装置的下煤口，并根据下煤口 的数量、大小计算下煤量，然后进一步根据下煤量的送风配比计算送风量，最后通过信号驱动接口驱动第一送风机和第二送风机，改变其送风量，以保持空气与煤的比例平衡，达到多煤多送风，少煤少送风，节约能源，提高燃煤燃烧效率。 

尾气回收通道以及对应的尾气回收装置的技术内容参见中国专利ZL200820103388.8。 

上述的节能锅炉燃煤装置提供如下节能燃煤方法： 

提供一种如上所述的节能锅炉燃煤装置， 

将煤放入煤斗71，由煤斗71进入风干机72进行风干； 

风干后，混杂的煤粉煤块进入粉碎机73进行粉碎，形成带有10％～20％的直径1～2cm的煤粒的煤粉，并送至下煤装置； 

第一送风机51接收第一尾气回收通道31送来的高温空气，混合含氧空气鼓入第一进风通道41，送到第一燃烧炉膛11入口处， 

第二送风机52接收第二尾气回收通32道送来的高温空气，混合含氧空气鼓入第二进风通道42，送到炉膛第一圆形排筒61和第二圆形排筒62下方，为炉膛排筒提供高温热能和所需空气； 

下煤装置2的下煤口开始下煤，落下的煤粉和煤粒在第一进风通道41风速的作用下吹送到第一圆形排筒61的上方； 

第一圆形排筒61在转动中提供了高热能，当风煤进入第一燃烧炉膛11时，便直接在高热能的作用下迅速起燃， 

未燃烧的煤粉煤粒在空气流作用下进入第二燃烧炉膛12后，在第二圆形排筒62的上方燃烧，进行第二次燃烧，这样煤就可以燃烧完全； 

燃烧完毕后，煤渣落入排筒，随着排筒滚动落到炉膛底部；产生的废气经由炉膛出口排出。 

另外，不同的燃料燃点不同，起燃时间不一样，对于燃点高的燃料可以通过燃料预热或者空气预热方式进行预加热。 

本发明未述部分与现有技术相同。 

Claims (7)

1.节能锅炉燃煤装置，包括有给煤机以及炉膛，其特征在于，还包括有下煤装置(2)、第一尾气回收通道(31)、第二尾气回收通道(32)、第一送风机(51)、第一进风通道(41)、第二送风机(52)、第二进风通道(42)以及第一圆形排筒(61)，给煤机与下煤装置(2)连接并连通，第一尾气回收通道(31)连接到第一送风机(51)，第一送风机(51)连通到第一进风通道(41)；炉膛一侧开具有入口，下煤装置(2)具有复数个下煤口，每一个下煤口都对应一个由第一进风通道提供的进风口，下煤口及第一进风通道(41)的进风口均安装在该炉膛的入口处，并与该炉膛入口连通；第一圆形排筒(61)安装于炉膛的下侧部，第二尾气回收通道(32)连接到第二送风机(52)，并经由第二送风机(52)连通到第二进风通道(42)，第二进风通道(42)的一出口位于第一圆形排筒(61)下方。

2.根据权利要求1所述的节能锅炉燃煤装置，其特征在于，炉膛呈一种“几”型构造，“几”型构造的左右两侧分别是第一燃烧炉膛(11)和第二燃烧炉膛(12)，燃煤装置还包括有第二圆形排筒(62)，第一圆形排筒(61)安装在第一燃烧炉膛(11)下侧，第二圆形排筒(62)安装在第二燃烧炉膛(12)下侧，第二进风通道(42)提供一出风口连接到第二圆形排筒(62)下方。

3.根据权利要求1所述的节能锅炉燃煤装置，其特征在于，还包括有一自动控制装置，信号采集端口与下煤装置(2)连接，信号驱动接口与第一送风机(51)和第二送风机(52)连接。

4.根据权利要求1所述的节能锅炉燃煤装置，其特征在于，给煤机包括有煤斗(71)、风干机(72)，煤斗(71)与风干机(72)的进口连接，风干机(72)的出口直接或间接连通到风煤混合装置(2)中。

5.根据权利要求4所述的节能锅炉燃煤装置，其特征在于，给煤机还包括有一种粉碎机(73)，其接入口与风干机(72)的出口连接，出口则与风煤混合装置(2)连接并连通。

6.根据权利要求5所述的节能锅炉燃煤装置，其特征在于，粉粹机所提供的煤包括10％～20％的直径1～2cm的煤粒。

7.节能锅炉燃煤方法，其要点在于，包括以下步骤：

提供一种如权利要求2所述的节能锅炉燃煤装置，

将煤放入煤斗，由煤斗(71)进入风干机(72)进行风干；

风干后，混杂的煤粉煤块进入粉碎机(73)进行粉碎，形成煤粉，并送至下煤装置(2)；

第一送风机(51)接收第一尾气回收通道(31)送来的高温空气，混合空气鼓入第一进风通道(41)，送到炉膛入口处，

第二送风机(52)接收第二尾气回收通道(32)送来的空气，混合空气鼓入第二进风通道(42)，送到炉膛第一圆形排筒(61)和第二圆形排筒(62)下方，为炉膛排筒提供高温热能和所需助燃空气；

下煤装置(2)的下煤口开始下煤，落下的煤粉和煤粒在第一进风通道(41)风速的作用下吹送到第一圆形排筒(61)的上方；

第一圆形排筒(61)在转动中提供了高热能，炉膛的风煤入口位置高于圆形排筒的最高点，当风煤进入第一燃烧炉膛(11)时，便直接在高热能的作用下迅速起燃，

未燃烧的煤粉煤粒在空气流作用下进入第二燃烧炉膛(12)后，在第二圆形排筒(62)的上方燃烧，进行第二次燃烧，

燃烧完毕后，煤渣落入排筒，随着排筒滚动落到炉膛底部；产生的废气经由炉膛出口排出。

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