CN103062759B - 一种粉体燃烧器底置式的立式锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种粉体燃烧器底置式的立式锅炉，包括锅炉本体和燃烧器，燃烧器设置在锅炉本体的底部位置，该燃烧器具有从内至外依次设置的一次送粉风、三次低氧回流风、二次助燃风及四次回流风，一次送粉风内混有低氧风。本案燃烧器底置锅炉，通过一系列技术降低炉底温度和炉膛高温区温度，从而有效控制了氮氧化物的排放及解决了炉膛内结焦等问题，由此使燃烧器底置在锅炉内得以实施，而燃烧器底置方式其与现有常用布置方式相比，简化了煤粉输送系统，大幅度降低了送粉高度，优化了煤粉输送的动力，节省了能耗，解决了煤粉输送管金属耐磨弯头易磨损的问题，降低了安装和使用的成本；底置燃烧器也节省了锅炉房的空间，方便了燃烧器的调整和维修。
Description
技术领域
本发明涉及立式锅炉燃烧技术，具体是指一种粉体燃烧器底置式的立式锅炉。
背景技术
我国在十二五计划中强调了保护环境节能减排的目标，在锅炉行业推行以燃煤粉锅炉替代老式链条炉排燃煤锅炉成为迫切的趋势。目前燃煤粉锅炉其燃烧器的常用布置方式有顶置燃烧式、W型燃烧式和V型燃烧式、四角燃烧式等，该四种布置方式的结构示意如图6-9所示，燃烧器3′以对应的布置方式设在煤粉锅炉1′上，粉仓2′的下端牵引出输送管道连接至燃烧器3′上，输送管道根据布设需要通常还需加设金属耐磨弯头。目前所述燃烧器常用布置方式的立式锅炉都无法有效解决结焦、氮氧化物生成量大的问题，而且还存在以下几点缺点：煤粉输送系统不够简化，送粉高度高，消耗煤粉输送动力大，煤粉输送管金属耐磨弯头使用多并且容易被磨损，安装和使用成本高，锅炉房占地面积大，不利于燃烧器的调整和维修，等等。
有鉴于此，本发明人针对现有立式锅炉的燃烧器布置设计中存在的问题进行了深入研究，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种粉体燃烧器底置式的立式锅炉，其通过燃烧器底置技术，综合优化了立式锅炉的结构及燃烧性能。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种粉体燃烧器底置式的立式锅炉，包括锅炉本体和燃烧器，该燃烧器设置在所述锅炉本体的底部，该燃烧器具有从内至外依次设置的一次送粉风、三次低氧回流风、二次助燃风及四次回流风，所述一次送粉风内混有低氧风。
所述锅炉本体还连接有至少一级的送粉机构和送风机构，该送粉机构的送粉管的出粉口连接在所述锅炉本体上，所述送风机构的送风分配管安装在所述锅炉本体上，该送风分配管、送粉管及所述燃烧器在所述锅炉本体上呈从上至下依次设置。
所述三次低氧回流风为含氧量为5％的低氧回流风，该低氧回流风的入风口连接一调风室，所述二次助燃风和四次回流风的入风管道分别引一小管道至所述调风室，该调风室上安装有分别控制二所述小管道通断的二开关阀。
所述燃烧器上对应一次送粉风、二次助燃风及四次回流风的出风口分别设有送粉管导流片、助燃风导流片、回流风导流片。
所述送粉管导流片、助燃风导流片、回流风导流片均与受远程操控的电动机连接，并且均构成活动可调的旋流叶片。
所述送粉管导流片的角度调节范围控制在30°-90°，所述助燃风导流片的角度调节范围控制在45°-60°，所述回流风导流片的角度调节范围控制在40°-65°。
采用上述方案后，本发明一种粉体燃烧器底置式的立式锅炉，锅炉燃烧时，一级送粉通过一次送粉风送入燃烧器，该一次送粉风内混有适量的低氧风，由此可以延迟煤粉在燃烧器出口的着火距离，通过在一次送粉风与二次助燃风之间加入三次低氧回流风，由此延迟了二次助燃风与一次送粉风的汇合，进一步提高了火焰的着火高度，提高了火束的高度，也远离了浇注材料的蓄热区，并且也让锅炉本体内的水冷壁管充分吸热，降低了炉底的温度。火焰在高温区燃烧时，及时加入大量的三次低氧回流风及四次回流风，让炉膛内的高温区充分实现贫氧燃烧，由此降低了高温区的温度。粉煤灰的熔点为1180℃，通过所述降低炉底温度和炉膛高温区温度，就有效地控制了结焦的产生，降低了氮氧化物的排放。
本案燃烧器底置锅炉，正是通过上述一系列技术降低炉底温度和炉膛高温区温度，从而有效控制了氮氧化物的排放及解决了炉膛内结焦等问题，由此使燃烧器底置在锅炉内得以实施。而燃烧器底置方式其与现有常用布置方式相比，简化了煤粉输送系统，大幅度降低了送粉高度，优化了煤粉输送的动力，节省了能耗，解决了煤粉输送管金属耐磨弯头易磨损的问题，降低了安装和使用的成本；底置燃烧器也节省了锅炉房的空间，方便了燃烧器的调整和维修。
附图说明
图1是本发明立式锅炉以及粉煤仓的结构示意图；
图2是本发明燃烧器的结构简图；
图3是粉煤仓多级送粉的结构简图；
图4是图1中A-A向的示意视图；
图5是图1中B-B向的示意视图；
图6是传统锅炉燃烧器顶置燃烧式的结构示意图；
图7是传统锅炉燃烧器W型燃烧式的结构示意图；
图8是传统锅炉燃烧器V型燃烧式的结构示意图；
图9是传统锅炉燃烧器四角燃烧式的结构示意图。
标号说明
煤粉锅炉 1′ 粉仓 2′
燃烧器 3′
粉煤仓 1 一次风机 11
二级送粉风机 12 锅炉本体 2
燃烧器 3 一次送粉风 31
二次助燃风 32 三次低氧回流风33
四次回流风 34 一级送粉管 41
二级送粉管 42 分级送风风机 50
一级送风分配管51 二级送风分配管52
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
本发明涉及一种粉体燃烧器底置式的立式锅炉，如图1-5所示，锅炉主要包括锅炉本体2和燃烧器3，燃烧器3设置在锅炉本体2的底部位置。所述燃烧器3如图2所示，具有从内至外依次设置的一次送粉风31、三次低氧回流风33、二次助燃风32及四次回流风34，即在燃烧器3上从内至外依次对应套置有一次送粉风管、三次低氧回流风管、二次助燃风管及四次回流风管。其中所述一次送粉风31为混有低氧风的用于送粉的一次风，具体如图1和图3所示，煤粉仓1与燃烧器3间通过一级送粉管41实现一级送粉连接，一级送粉管41连接有用于鼓风的一次风机11。
所述三次低氧回流风33较佳为含氧量为5％的低氧回流风，该低氧回流风33的风源为二次助燃风32和四次回流风34的混合风，具体的，于三次低氧回流风33的入风口连接一调风室(图中未示出)，所述二次助燃风32和四次回流风34的入风管道分别引一小管道(图中未示出)至所述调风室，该调风室上安装有分别控制二所述小管道通断的二开关阀，该开关阀与外界控制机构电连接实现自动开启或关闭作用。
根据锅炉的类型及需要，所述锅炉本体1还进一步连接有至少一级的送粉机构和送风机构，如给出的实施例中，所述送粉机构增设一级，即二级送粉机构，结合图1、图3和图5所示，该二级送粉机构的二级送粉管42连接在煤粉仓1与锅炉本体2之间。所述送风机构增设两级，即为一级燃尽风机构和二级燃尽风机构，该一级燃尽风机构和二级燃尽风机构对应有一级送风分配管51和二级送风分配管52，结合图1和图4所示，该一级送风分配管51和二级送风分配管52均安装在所述锅炉本体2上，并且该一级送风分配管51和二级送风分配管52通过送风管均与分级送风风机50连接。所述二级送风分配管52、一级送风分配管51、送粉管42及燃烧器3在锅炉本体2上呈从上至下依次设置，具体在锅炉本体2上的设置高度根据实际情况而定。
本案立式锅炉燃烧时，一级送粉通过一次送粉风31送入燃烧器3，该一次送粉风31内混有适量的低氧风，由此可以延迟煤粉在燃烧器3出口的着火距离，通过在一次送粉风31与二次助燃风32之间加入三次低氧回流风33，由此延迟了二次助燃风32与一次送粉风31的汇合，进一步提高了火焰的着火高度，提高了火束的高度，也远离了浇注材料的蓄热区，并且也让锅炉本体2内的水冷壁管充分吸热，降低了炉底的温度。火焰在高温区燃烧时，及时加入大量的三次低氧回流风33及四次回流风34，让炉膛内的高温区充分实现贫氧燃烧，由此降低了高温区的温度。粉煤灰的熔点为1180℃，本案利用燃烧器底置具有火焰射程长的优点，通过所述降低炉底温度和炉膛高温区温度，就有效地控制了结焦的产生，降低了氮氧化物的排放。
本案燃烧器底置锅炉，正是通过上述一系列技术降低炉底温度和炉膛高温区温度，从而有效控制了氮氧化物的排放及解决了炉膛内结焦等问题，由此使燃烧器底置在锅炉内得以实施。而燃烧器底置方式其与现有常用布置方式相比，简化了煤粉输送系统，大幅度降低了送粉高度，优化了煤粉输送的动力，节省了能耗，解决了煤粉输送管金属耐磨弯头易磨损的问题，降低了安装和使用的成本；底置燃烧器也节省了锅炉房的空间，方便了燃烧器的调整和维修。
所述燃烧器3上对应一次送粉风31、二次助燃风32及四次回流风34的出风口分别设有送粉管导流片、助燃风导流片、回流风导流片。进一步，该送粉管导流片、助燃风导流片、回流风导流片均与受远程操控的电动机连接，由此均构成活动可调的旋流叶片。通过调整一、二次风旋流叶片的角度，进一步拉长火焰的高度，实现并优化了多级供粉、多级配风技术的应用，特别是在富氧燃烧器(燃尽区)多级配风(即上述一级燃尽风机构和二级燃尽风机构)，使燃料在炉膛有效的高度中充分燃烧，进一步抑制了燃料型氮氧化物的生成，并且降低了氮氧化物的排放。
所述送粉管导流片的角度调节范围较佳地控制在30°-90°，工作时根据锅炉负荷的变化调节送粉管导流片角度，可调节煤粉在炉膛内停留时间和火焰形状，可实现炉膛内温度的均匀分布，提高锅炉热效率，防止锅炉炉膛结焦。并且所述送粉管导流片角度可调有利于锅炉点火，以20蒸吨/小时的吸热锅炉为例，可实现40秒内完成锅炉点火工作。
所述助燃风导流片的角度调节范围较佳地控制在45°-60°，工作时通过调节助燃风导流片角度和助燃风风量可实现对锅炉燃烧状态的调节，在锅炉的额定负荷内，锅炉负荷可实现稳定调节。
所述回流风导流片的角度调节范围较佳地控制在40°-65°，工作时通过回流风导流片角度调节，使回流风在炉膛底部和二次风充分混合，降低炉膛底部氧气含量，使煤粉在炉膛底部区域燃烧65％-70％，控制炉膛底部温度在1200℃以下，有效地降低氮氧化物的生成及降低结焦现象。烟气内的氮氧化物通过再循环进入高温炉膛发生还原反应，进一步降低烟气内氮氧化物含量，实现低氮低温燃烧、降低锅炉烟气20％的排放量。在炉膛的中上部添加足量的热空气，保证煤粉在炉膛中上部区域完全燃烬。
以上送粉管导流片、助燃风导流片及回流风导流片的调节角度是以各风管的出口所在的横截面方向为准。对应的较佳的角度控制范围是在实际应用中经过反复试验、分析得到的。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
Claims (6)
1.一种粉体燃烧器底置式的立式锅炉，包括锅炉本体和燃烧器，其特征在于：该燃烧器设置在所述锅炉本体的底部，该燃烧器具有从内至外依次设置的一次送粉风、三次低氧回流风、二次助燃风及四次回流风，所述一次送粉风内混有低氧风。
2.如权利要求1所述的一种粉体燃烧器底置式的立式锅炉，其特征在于：所述锅炉本体还连接有至少一级的送粉机构和送风机构，该送粉机构的送粉管的出粉口连接在所述锅炉本体上，所述送风机构的送风分配管安装在所述锅炉本体上，该送风分配管、送粉管及所述燃烧器在所述锅炉本体上呈从上至下依次设置。
3.如权利要求1或2所述的一种粉体燃烧器底置式的立式锅炉，其特征在于：所述三次低氧回流风为含氧量为5％的低氧回流风，该低氧回流风的入风口连接一调风室，所述二次助燃风和四次回流风的入风管道分别引一小管道至所述调风室，该调风室上安装有分别控制二所述小管道通断的二开关阀。
4.如权利要求1或2所述的一种粉体燃烧器底置式的立式锅炉，其特征在于：所述燃烧器上对应一次送粉风、二次助燃风及四次回流风的出风口分别设有送粉管导流片、助燃风导流片、回流风导流片。
5.如权利要求4所述的一种粉体燃烧器底置式的立式锅炉，其特征在于：所述送粉管导流片、助燃风导流片、回流风导流片均与受远程操控的电动机连接，并且均构成活动可调的旋流叶片。
6.如权利要求4所述的一种粉体燃烧器底置式的立式锅炉，其特征在于：所述送粉管导流片的角度调节范围控制在30°-90°，所述助燃风导流片的角度调节范围控制在45°-60°，所述回流风导流片的角度调节范围控制在40°-65°。
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