CN103727532A

CN103727532A - 一种螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化燃烧机

Info

Publication number: CN103727532A
Application number: CN201310722366.5A
Authority: CN
Inventors: 李延新
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2014-04-16

Abstract

本发明公开了一种螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化燃烧机，包括卧式/垂直/倾斜设置的旋风气化炉，配合安装在所述旋风气化炉前端、且设置有多级旋流风环的燃烧室，以及位于所述旋风气化炉底端、且配合连接在所述旋风气化炉外壳上的送风设备。本发明所述螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化燃烧机，可以克服现有技术中环保性差、燃料燃烧率低和运行维护成本高等缺陷，以实现环保性好、燃料燃烧率高和运行维护成本低的优点。

Description

一种螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化燃烧机

技术领域

本发明涉及燃烧器技术领域，具体地，涉及一种螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化燃烧机。

背景技术

煤粉的燃尽远比燃油燃气困难得多，需要很高的温场和较长的燃烧时间。现用各种煤粉燃烧器的共同特点是：

(1)煤粉炉(或没有预燃室的煤粉燃烧器)都是顺向喷粉，即煤粉与火焰的走向相同。当常温空气与煤粉从炉体尾部喷入锅炉、窑炉或预燃炉时，由于初始温度太低煤粉并未点燃，炉内普遍存在着未燃区(黑火头)缩短了有效燃烧空间，因此存在着燃烧不充分、煤耗高、污染严重的问题。

(2)常规煤粉燃烧器对煤粉的挥发份和热值要求较高，煤粉品质稍差就会造成高煤耗、高污染以及燃烧不稳定。采用煤粉预燃炉时由于预燃炉内高温区的温度很高，导致结礁严重并较短了耐火炉体的寿命，运行维护成本都较高。

例如，如图1所示的常规煤粉燃烧器，包括一端具有锥形出火口(如出火口7)、且水平设置的燃烧炉，另一端具有水平设置的一次送粉风(如一次送粉风1)入口、对称设置在一次送粉风入口上下两侧的二次旋转风(如二次旋转风2)入口，与二次旋转风入口配合安装的鼓风机(如鼓风机6)。燃烧炉的炉壁，包括位于外部的外壳和位于内部的绝热材料，二次旋转风入口设置在绝热材料上，一次送粉风入口穿过外壳和绝热材料，鼓风机的送风口和外壳配合安装。在燃烧炉的中部，在绝热材料上安装有三次旋转风(如三次旋转风3)入口；在燃烧炉靠近出火口处，在绝热材料上安装有四次旋转风(如四次旋转风4)入口。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在环保性差、燃料燃烧率低和运行维护成本高等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化燃烧机，以实现环保性好、燃料燃烧率高和运行维护成本低的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化燃烧机，包括卧式/垂直/倾斜设置的旋风气化炉，配合安装在所述旋风气化炉前端、且设置有多级旋流风环的燃烧室，以及位于所述旋风气化炉底端、且配合连接在所述旋风气化炉外壳上的送风设备。

进一步地，在所述旋风气化炉前端，还设有以切线形式引入旋风气化炉内部的煤粉输入管。

进一步地，在所述气化炉的炉壁侧部，还设有通过在所述旋风气化炉的炉壁插入旋风气化炉内的温度传感器。

进一步地，所述温度传感器包括测温热电偶。

进一步地，在所述旋风气化炉与燃烧室连接处的上端，设有一次送粉风入口：在所述旋风气化炉与燃烧室的出火口相对的一侧，设有二次风入口。

进一步地，所述旋风气化炉的炉壁，包括位于外部的气化炉外壳，位于内部的高温绝热体，以及位于所述气化炉外壳与高温绝热体之间的送风通道；所述一次送粉风入口穿过气化炉外壳和高温绝热体，二次送风入口安装在高温绝热体上。

进一步地，所述多级旋流风环，包括分别设在燃烧室两端的三次风环和五次风环。

进一步地，所述多级旋流风环，还包括设在燃烧室中位于三次风环和五次风环之间的四次风环。

进一步地，所述送风设备，包括鼓风机或风道接口。

本发明各实施例的螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化燃烧机，由于包括卧式/垂直/倾斜设置的旋风气化炉，配合安装在旋风气化炉前端、且设置有多级旋流风环的燃烧室，以及位于旋风气化炉底端、且配合连接在旋风气化炉外壳上的送风设备；可以利用离心力的作用将比重较大的煤粉留在炉内，大大延长了煤粉在高温区的停留时间，在略低于结礁温度及欠氧的环境下煤粉被还原成一氧化碳，配以燃烧室内的多级旋转风不断地给火焰降温补氧，从而实现煤粉完全、低氮的洁净燃烧；从而可以克服现有技术中环保性差、燃料燃烧率低和运行维护成本高的缺陷，以实现环保性好、燃料燃烧率高和运行维护成本低的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为常规煤粉燃烧器的结构示意图；

图2为本发明螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化燃烧机的结构示意图。

结合附图1，本发明实施例中附图标记如下：

1-一次送粉风；2-二次旋转风；3-三次旋转风；4-四次旋转风；5-绝热材料；6-鼓风机；7-出火口。

结合附图2，本发明实施例中附图标记如下：

1-一次送粉风；2-二次风；3-三次风环；4-四次风环；5-五次风环；6-鼓风机；7-燃烧室；8-高温绝热体；9-测温热电偶；10-气化炉外壳。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明实施例，如图2所示，提供了一种螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化燃烧机。在该螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化燃烧机中，煤粉气化炉采用螺旋入粉中心回燃的方式，煤粉随旋转风进入炉内便处于高温区，由于煤粉的比重较大，离心力的作用使其紧贴炉壁连续旋转，大大延长了煤粉在高温区的停留时间，煤粉在略低于结礁温度和欠氧的环境下大量还原成一氧化碳，配以燃烧室内的多级旋流风不断地给火焰降温补氧，将煤粉的直接燃烧转换成煤气的燃烧，从而实现煤粉的完全、低氮燃烧，实现节能减排、降低运行维护费用的目的。

如图2所示，本实施例的螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化燃烧机，包括卧式/垂直/倾斜设置的旋风气化炉，配合安装在旋风气化炉前端、且设置有多级旋流风环的燃烧室(如燃烧室7)，以及位于旋风气化炉底端、且配合连接在旋风气化炉外壳上的送风设备。在旋风气化炉前端，还设有以切线形式引入旋风气化炉内部的煤粉输入管。在气化炉的炉壁侧部，还设有通过在旋风气化炉的炉壁插入旋风气化炉内的温度传感器，温度传感器包括测温热电偶(如测温热电偶9)。送风设备，包括鼓风机(如鼓风机6)或风道接口。

在上述实施例中，在旋风气化炉与燃烧室连接处的上端，设有一次送粉风(如次送粉风1)入口；在旋风气化炉与燃烧室的出火口相对的一侧，设在二次风(如二次风2)入口。旋风气化炉的炉壁，包括位于外部的气化炉外壳(如气化炉外壳10)，位于内部的高温绝热体(如高温绝热体8)，以及位于气化炉外壳与高温绝热体之间的送风通道；一次送粉风入口穿过气化炉外壳和高温绝热体，二次送风入口安装在高温绝热体上。

在上述实施例中，多级旋流风环，包括分别设在燃烧室两端的三次风环(如三次风环3)和五次风环(如五次风环5)，还包括设在燃烧室中位于三次风环和五次风环之间的四次风环(如四次风环4)。

上述实施例的螺旋入粉中心回燃式煤粉气化燃烧机的工作原理，参见图2：煤粉从气化炉前端以切线方式喷入时就处于高温区，因此煤粉将随着旋风迅速升温开始燃烧，燃烧着的煤粉在离心力的作用下将环绕着炉壁流向炉体后端，大颗粒的煤粉受离心力的作用始终处于炉壁周围，经氧化还原反应后体积不断缩小，直至足已克服离心力时才被向内的环流裹带出炉体，高温欠氧环境使煤粉大量还原成一氧化碳。由于出火口的气压较低，加上炉体末端中心三次风的射流牵引，外侧的旋流风到达炉体末端后转向炉体中心，与二次风混合后形成旋转的折反内环气流，一氧化碳气体和少量未燃尽的微小炭粒由中心燃烧着流向出火口，并在燃烧室内多级旋转风的不断补氧下喷入锅炉(或窑炉)最终燃尽。

这样，大颗粒的煤粉在燃尽之前很难逃出预燃炉，可见该螺旋入粉中心回燃式煤粉气化燃烧机将具有较强的吃粗粮能力，可以燃烧颗粒较大、挥发分和热值较低的煤粉。该螺旋入粉中心回燃式煤粉气化燃烧机，彻底颠覆了常规煤粉燃烧器的燃烧理念，从根本上改变了传统煤粉燃烧器对煤粉品质的苛刻要求，简化了制粉设备、降低了煤粉成本和能源消耗、也降低了尾气对环境的严重污染。

上述实施例的螺旋入粉中心回燃式煤粉气化燃烧机，配合以数字控制的火焰调节方式，可以精确量化风煤比，还将具有很大的火焰调节比(≥10∶1)。通过调节一次煤粉风至四次风的配比，还可将炉温控制在≤1000℃的状态下运行，使炉内不会产生焦渣和氮氧化物。既有利于降低设备成本，又可减轻工人的劳动强度，更有利于环境保护。

上述实施例的螺旋入粉中心回燃式煤粉气化燃烧机，还可根据需要将气化炉体倾斜或垂直设置，另加改造还可将其制造成燃油、燃气、燃煤粉的多用机，可以预言：改造后的多用机在燃烧高粘度、低热值的劣质燃油和各种低热值的燃气方面，均会有良好稳定的燃烧状态，在节能环保领域均会体现由该机的强大生命力。

综上所述，本发明本上述各实施例的螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化燃烧机，包括卧式(或垂直或倾斜)设置的旋风气化炉，配合安装在旋风气化炉前端、且设置多级旋流风环的燃烧室，配合连接于旋风气化炉外套的鼓风机(或风道接口），设置在旋风气化炉前端、且以切线形式引入炉内的煤粉输入管，以及插入气化炉内的温度传感器。该螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化燃烧机，利用离心力的作用将比重较大的煤粉留在炉内，大大延长了煤粉在高温区的停留时间，在略低于结礁温度及欠氧的环境下煤粉被还原成一氧化碳，配以燃烧室内的多级旋转风不断地给火焰降温补氧，从而实现煤粉完全、低氮的沽净燃烧。该螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化燃烧机，可以克服现有技术对煤粉要求较高、燃料利用率低、环保性差和运行维护费用高等缺陷，实现节能减排、降低运行维护成本的目的。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化燃烧机，其特征在于，包括卧式/垂直/倾斜设置的旋风气化炉，配合安装在所述旋风气化炉前端、且设置有多级旋流风环的燃烧室，以及位于所述旋风气化炉底端、且配合连接在所述旋风气化炉外壳上的送风设备。

2.根据权利要求1所述的螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化燃烧机，其特征在于，在所述旋风气化炉前端，还设有以切线形式引入旋风气化炉内部的煤粉输入管。

3.根据权利要求1所述的螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化燃烧机，其特征在于，在所述气化炉的炉壁侧部，还设有通过在所述旋风气化炉的炉壁插入旋风气化炉内的温度传感器。

4.根据权利要求3所述的螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化燃烧机，其特征在于，所述温度传感器包括测温热电偶。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化燃烧机，其特征在于，在所述旋风气化炉与燃烧室连接处的上端，设有一次送粉风入口；在所述旋风气化炉与燃烧室的出火口相对的一侧，设有二次风入口。

6.根据权利要求5所述的螺旋入粉中心、回燃式的煤粉气化燃烧机，其特征在于，所述旋风气化炉的炉壁，包括位于外部的气化炉外壳，位于内部的高温绝热体，以及位于所述气化炉外壳与高温绝热体之间的送风通道；所述一次送粉风入口穿过气化炉外壳和高温绝热体，二次送风入口安装在高温绝热体上。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化燃烧机，其特征在于，所述多级旋流风环，包括分别设在燃烧室两端的三次风环和五次风环。

8.根据权利要求7所述的螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化燃烧机，其特征在于，所述多级旋流风环，还包括设在燃烧室中位于三次风环和五次风环之间的四次风环。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的螺旋入粉中心回燃式的煤粉气化燃烧机，其特征在于，所述送风设备，包括鼓风机或风道接口。