CN101915420A - 一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备 - Google Patents
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Abstract
本发明的技术方案是提供了一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，包括燃烧室总成，在燃烧室总成的前端设有喷火口，燃烧室总成的后端与二次风室相连，燃烧室总成的一次风/煤粉喷嘴设于二次风室内，其特征在于，在燃烧室总成外包裹有工作衬，在工作衬外包裹有冷却水套件，在一次风/煤粉喷嘴上设有旋流叶栅，一次风/煤粉喂入装置与一次风/煤粉喷嘴相连。本发明的优点是燃烧充分，节能减排效果显著，使用寿命延长。目前，全国使用的2-35吨蒸汽、热水工业锅炉、炉窑成千上万，依据本发明的技术方案来改造，将会产生巨大的减排社会效益，又会获得惊人的节能经济成果。
Description
技术领域
本发明涉及一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，适用于2-35吨蒸汽、热水锅炉，炉窑、锻造、炼钢，化工、纺织、造纸、路桥拌和站及冷骨料加热等各种工业生产对热能需求的燃烧装置，属于煤粉燃烧器技术领域。
背景技术
层燃锅炉是目前工业锅炉广泛应用的炉型，由受压部件、链条炉排等主要部件组成，燃料煤在炉排上层状燃烧，燃烧时与空气的混合不充分，造成燃烧不彻底、燃烬率低、q4损失大，浪费燃煤，排烟含NOx、SO2、粉尘浓度高，污染环境。为解决这些问题，为解决这些问题，申请人曾于2007年02月12日申请了名称为《低氮氧化物轴向涡流粉煤燃烧器》实用新型专利(公开号为CN201014436)。又于2007年6月11日申请了名称为《低NOx多管轴向涡流粉煤燃烧器》的发明专利(申请号为200710110815.5)，但这两种燃烧器任然存在下述缺点：1，由于燃烧器的燃烧温度很高，从而影响燃烧器的使用寿命。
为了解决上述问题，申请人于2008年7月28日申请了名称为《低NOx液态排渣双旋流煤粉燃烧器》的实用新型专利(公开号为CN201293314Y)。虽然该煤粉燃烧器采用了两次风的燃烧方式，但是经过实践发现任然存在下列缺陷：1、由于工业锅炉在运行过程中负荷变化频繁且波动幅度大，该专利产品在应用中对负荷变化的适应性不好；2、排渣不顺畅，容易在排渣口爬渣长期间运行导致渣口堵塞甚至停炉。
发明内容
本发明的目的是提供一种能满足工业锅炉负荷变化的要求，排渣顺畅即能固态排渣又能液态排渣，保证长期安全稳定运行的煤粉燃烧装置。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，包括燃烧室总成，在燃烧室总成的前端设有喷火口，燃烧室总成的后端与二次风室相连，燃烧室总成的一次风/煤粉喷嘴设于二次风室内，其特征在于，在燃烧室总成外包裹有工作衬，在工作衬外包裹有冷却水套件，在一次风/煤粉喷嘴上设有旋流叶栅，一次风/煤粉喂入装置与一次风/煤粉喷嘴相连。
进一步，所述工作衬包括不定性耐火材料层，在不定性耐火材料层内设有柱形导热金属锚固件。
所述冷却水套件包括冷却水内套及冷却水外套，在冷却水外套上设有冷却水出水管及冷却水进水管。
所述一次风/煤粉喂入装置包括一次风/煤粉管法兰，一次风/煤粉管法兰依次连接一次风/煤粉均流器及一次风/煤粉管，在一次风/煤粉管上设有一次风/煤粉喷头，在一次风/煤粉喷头外围有一圈一次风/煤粉旋流叶片。
所述旋流叶栅由6-12片旋流叶片组成。
在所述一次风/煤粉喷头外围有3-12片所述一次风/煤粉旋流叶片。
所述旋流叶片的长度L1为80-120mm，高度H1为30-50mm，厚度为1-5mm。
所述一次风/煤粉旋流叶片的长度L2为300-400mm，高度H2为90-110mm，厚度D1为4-8mm，倾角α为6°～45°。
在所述喷火口的底部设有排渣口，排渣口连接燃烧室总成，在排渣口内设有捕渣屏。
所述喷火口与燃烧室总成的直径比例为35％～85％。
本发明使煤粉/空气混合气体在燃烧器内分区段、贫氧燃烧，从而产生还原反应，使氮氧化物还原：
CO+NO→CO2+N2
H2+NO→N2+H2O
CHi+NO→HCN+O
HCN+NO→N2+…(过量空气系数α＜1)
NO+C→N2+CO
从上述反应式的生成物可以看出，NOx的生成被抑制，达到洁净燃烧，获得NOx减排的效果；
本发明增加一次风/均流器，采用同轴向双旋流份区段控制燃烧，使150～300目的小颗粒煤粉可与热空气混合充分、燃烧速度快，燃烬率高达99.5％；液态捕渣率高于95％以上，降低排烟中的粉尘浓度(其液态灰渣含SiO260％、含Al2O325％均是钾基硅酸钠和硅酸铝、硅胶产品的生产原料)，减少烟尘排放量；
本发明在燃烧室筒体设有冷却水套，而且将燃烧室筒体内壁的工作衬做为绝热层，提高本发明的使用寿命。
本发明的优点是燃烧充分，节能减排效果显著，使用寿命延长。目前，全国使用的2-35吨蒸汽、热水工业锅炉、炉窑成千上万，依据本发明的技术方案来改造，将会产生巨大的减排社会效益，又会获得惊人的节能经济成果。
附图说明
图1为本发明提供的一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备的结构示意图；
图2为工作衬结构示意图；
图3为图1的C向视图；
图4为一次风/煤粉喂入装置示意图；
图5为旋流叶栅部分剖视图；
图6为旋流叶栅展开图；
图7为一次风/煤粉旋流叶片示意图。
具体实施方式
以下结合实施例来具体说明本发明。
实施例
如图1所示，为本发明提供的一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，包括燃烧室总成1，在燃烧室总成1的前端设有喷火口7，喷火口7与燃烧室总成1的直径比例为35％～85％。燃烧室总成1的后端与二次风室2相连，燃烧室总成1的一次风/煤粉喷嘴5设于二次风室2内，在燃烧室总成1外包裹有工作衬2，在工作衬2外包裹有冷却水套件3，在一次风/煤粉喷嘴5上设有旋流叶栅6，环状旋流叶栅6与一次风/煤粉喷嘴5的轴向相对位置为0～650mm，环状二次风旋流叶栅6的直径为小于等于燃烧室总成1的内径且大于等于一次风/煤粉喷嘴5的外径。一次风/煤粉喂入装置8与一次风/煤粉喷嘴5相连。
如图2所示，工作衬2包括焊接在冷却水内套壁面上的柱形导热金属锚固件18。柱形导热金属锚固件18的直径为4～30mm、长度为10mm～250mm的金属柱或同直径的金属管。柱形导热金属锚固件18之间的间距为10mm～250mm。还包括厚度为10mm～250mm的不定性耐火材料层17。
如图1所示，所述冷却水套件3包括冷却水内套12及冷却水外套11，在冷却水外套11上设有冷却水出水管10及冷却水进水管19。
如图4所示，所述一次风/煤粉喂入装置8包括一次风/煤粉管法兰20，一次风/煤粉管法兰20依次连接一次风/煤粉均流器21及一次风/煤粉管22，在一次风/煤粉管22上设有一次风/煤粉喷头24，在一次风/煤粉喷头24外围有一圈一次风/煤粉旋流叶片23。
如图5及图6所示，所述旋流叶栅6由6-12片旋流叶片25组成。如图5所示，所述旋流叶片25的长度L1为80-120mm，高度H1为30-50mm，厚度为1-5mm。
如图4所示，在所述一次风/煤粉喷头24外围有3-12片所述一次风/煤粉旋流叶片23。
如图7所示，所述一次风/煤粉旋流叶片23的长度L2为300-400mm，高度H2为90-110mm，厚度D1为4-8mm，倾角α为6°～45°。
如图1及图3所示，在所述喷火口7的底部设有排渣口16。排渣口的U形底部与燃烧室总成1的工作衬2的底部在同一圆周上，宽度为50mm～500mm，长度为150mm～800mm。排渣口16连接燃烧室总成1，在排渣口16内设有捕渣屏13。
本发明燃用一定细度的二类烟煤。一次风/煤粉在二次风切向气流的作用下去组织强烈的旋转气流，大部分煤粉在高温离心气流的作用下贴壁旋转流动的过程中，在燃烧室总成1的工作衬2上的熔融灰渣层表面迅速强化燃烧、液化，由于自重和粘滞作用运行速度很低与二次风的高速流动形成很大的相对速度，使液态熔渣贴壁下移，在捕渣屏13的作用下沿设定的渣槽排出燃烧器。
Claims (10)
1.一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，包括燃烧室总成(1)，在燃烧室总成(1)的前端设有喷火口(7)，燃烧室总成(1)的后端与二次风室(2)相连，燃烧室总成(1)的一次风/煤粉喷嘴(5)设于二次风室(2)内，其特征在于，在燃烧室总成(1)外包裹有工作衬(2)，在工作衬(2)外包裹有冷却水套件(3)，在一次风/煤粉喷嘴(5)上设有旋流叶栅(6)，一次风/煤粉喂入装置(8)与一次风/煤粉喷嘴(5)相连。
2.如权利要求1所述的一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，其特征在于，所述工作衬(2)包括不定性耐火材料层(17)，在不定性耐火材料层(17)内设有柱形导热金属锚固件(18)。
3.如权利要求1所述的一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，其特征在于，所述冷却水套件(3)包括冷却水内套(12)及冷却水外套(11)，在冷却水外套(11)上设有冷却水出水管(10)及冷却水进水管(19)。
4.如权利要求1所述的一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，其特征在于，所述一次风/煤粉喂入装置(8)包括一次风/煤粉管法兰(20)，一次风/煤粉管法兰(20)依次连接一次风/煤粉均流器(21)及一次风/煤粉管(22)，在一次风/煤粉管(22)上设有一次风/煤粉喷头(24)，在一次风/煤粉喷头(24)外围有一圈一次风/煤粉旋流叶片(23)。
5.如权利要求1所述的一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，其特征在于，所述旋流叶栅(6)由6-12片旋流叶片(25)组成。
6.如权利要求4所述的一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，其特征在于，在所述一次风/煤粉喷头(24)外围有3-12片所述一次风/煤粉旋流叶片(23)。
7.如权利要求5所述的一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，其特征在于，所述旋流叶片(25)的长度L1为80-120mm，高度H1为30-50mm，厚度为1-5mm。
8.如权利要求6所述的一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，其特征在于，所述一次风/煤粉旋流叶片(23)的长度L2为300-400mm，高度H2为90-110mm，厚度D1为4-8mm，倾角α为6°～45°。
9.如权利要求1所述的一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，其特征在于，在所述喷火口(7)的底部设有排渣口(16)，排渣口(16)连接燃烧室总成(1)，在排渣口(16)内设有捕渣屏(13)。
10.如权利要求1所述的一种低NOx固液态排渣双旋流煤粉燃烧设备，其特征在于，所述喷火口(7)与燃烧室总成(1)的直径比例为35％～85％。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120222 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |