CN104964306A - 锅炉助燃方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锅炉助燃方法，所述方法包括：将助燃流体供入储存箱；利用布置在锅炉内的汽化装置将所述助燃流体中的至少一部分气化；将所述助燃流体通过横跨锅炉的燃烧室布置的第一喷注单元的第一输送管和多条自所述第一输送管向下延伸的第一喷管喷入所述燃烧室；利用布置在用于输送所述助燃流体的管道系统上的稳压装置和泄压装置来确保助燃流体在管道系统中处于安全的压力范围内。本发明还公开了一种用于实施上述方法的助燃设备。
Description
技术领域
本发明涉及热能领域，特别涉及用于锅炉的助燃方法和助燃设备。
背景技术
当前，人们对空气污染的危害有了充分认识，节能减排也成了全社会的共识。而污染物的主要来源为燃煤工业锅炉的排放物，而且传统锅炉因其所具有的局限性，燃烧的效率普遍不高，本发明就是针对工业锅炉进行的节能改造，从提高燃烧效率入手，采用组合方法，借以减少锅炉的排放。现有的锅炉助燃系统存在安全性较低，耐用性不高，并且在锅炉的节能和提高燃烧效率方面无法达到令人满意的效果。在现有锅炉中，例如热效能偏低，燃烧不充分，粉渣中的含碳量较高，燃料浪费等问题普遍存在。
发明内容
本发明的目的就是为解决现有技术存在的上述问题，提出了一种用于锅炉的助燃方法和助燃设备。
根据本发明的一个方面，提出了一种锅炉助燃方法，所述方法包括：将助燃流体供入储存箱；利用布置在锅炉内的汽化装置将所述助燃流体中的至少一部分气化；将所述助燃流体通过横跨锅炉的燃烧室布置的第一喷注单元的第一输送管和多条自所述第一输送管向下延伸的第一喷管喷入所述燃烧室；利用布置在用于输送所述助燃流体的管道系统上的稳压装置和泄压装置来确保助燃流体在管道系统中处于安全的压力范围内。
根据本发明的第二方面，在根据本发明的助燃方法中，所述稳压装置为自力式稳压阀，所述泄压装置包括与所述自力式稳压阀并联的受控泄压阀，所述泄压装置还包括设置在所述自力式稳压阀和所述受控泄压阀的上游的超压泄压阀。
根据本发明的第三方面，在根据本发明的助燃方法中，还包括利用输送泵来泵送所述助燃流体，并且利用在所述输送泵下游并且与之紧邻设置的单向阀来防止所述助燃流体回流。
根据本发明的第四方面，在根据本发明的助燃方法中，还包括：利用第二喷注单元的第二输送管将助燃流体喷注到锅炉的煤层下部的燃烧区。
根据本发明的第五方面，在根据本发明的助燃方法中，还可以包括利用流体净化装置来净化所述助燃流体，以及优选地所述助燃方法还包括向所述助燃流体中添加裂解催化剂，更优选地，所述助燃流体是水。
根据本发明的第六方面，提出了一种用于锅炉的助燃设备，所述设备包括：用于储存助燃流体的储存箱；用于输送所述助燃流体的管道系统；汽化装置，所述汽化装置布置在锅炉内，用于将所述助燃流体中的至少一部分汽化；第一喷注单元，所述第一喷注单元包括横跨锅炉的燃烧室布置的第一输送管和多条自所述第一输送管向下延伸的第一喷管，该第一喷注单元用于将所述助燃流体喷入锅炉的燃烧室；稳压装置和泄压装置，所述稳压装置和泄压装置布置在所述管道系统上以确保助燃流体在管道系统中处于安全的压力范围内，所述稳压装置和所述泄压装置位于所述喷注装置下游。
根据本发明的第七方面，在根据本发明的助燃设备中，所述稳压装置可以为自力式稳压阀，所述泄压装置包括与所述自力式稳压阀并联的受控泄压阀，所述泄压装置还包括设置在所述自力式稳压阀和所述受控泄压阀的上游的超压泄压阀。
根据本发明的第八方面，在根据本发明的助燃设备中，还可以包括用于泵送所述助燃流体的输送泵以及单向阀，所述单向阀布置在所述输送泵下游并且与之紧邻布置；所述助燃设备还包括流体净化装置；优选地所述第一输送管为复合套管，所述复合套管包括内管和位于外层的隔热套管。
根据本发明的第九方面，在根据本发明的助燃设备中，还可以包括用于将助燃流体喷注到锅炉的煤层下部的燃烧区的第二喷注单元的第二输送管，优选地，所述汽化装置为布置在锅炉的炉膛内的蛇形盘管。
根据本发明的第十方面，提出了一种锅炉，该锅炉包括有一个或者更多个如前文所述的的锅炉助燃设备，优选地，所述锅炉还包括设置在锅炉内壁上的防爆门，进一步优选地，所述防爆门设置在所述锅炉的本体的两侧上。
附图说明
参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：
图1为示出了用于实施根据本发明的助燃方法的一个实施方式的示意图；
图2为示出了根据本发明的助燃方法的另一个实施方式的示意图；
图3为示出了布置在锅炉内的根据本发明的助燃设备的一个实施方式的示意图；以及
图4为示出了布置在锅炉内的根据本发明的助燃设备的又一个实施方式的示意图。
具体实施方式
通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例，可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
图1示出了根据本发明的助燃方法的一个实施方式。该助燃方法包括如下步骤：将助燃流体供入储存箱210中；利用布置在锅炉内的汽化装置230将助燃流体中的至少一部分汽化；将助燃流体通过横跨锅炉的燃烧室布置的第一喷注单元240的第一输送管242和多条自第一输送管向下延伸的第一喷管241喷入燃烧室；利用布置在用于输送助燃流体的管道系统220上的稳压装置和泄压装置来确保助燃流体在管道系统中处于安全的压力范围内。
优选地，在根据本发明的实施方式中，稳压装置可以为自力式稳压阀222，泄压装置包括与自力式稳压阀并联的受控泄压阀223。泄压装置还可以包括设置在自力式稳压阀和受控泄压阀的上游的超压泄压阀221。
例如，该受控泄压阀可以是受电接点压力表控制的常闭的电磁阀。优选地，泄压装置还包括设置在所述自力式稳压阀和所述受控泄压阀的上游的超压泄压阀。当自力式稳压阀和受控泄压阀都失效时，超压泄压阀在超过预定压力时会直接泄压，保障整个助燃设备的安全。
优选地，可以利用输送泵来泵送所述助燃流体，并且利用在所述输送泵下游并且与之紧邻设置的单向阀来防止所述助燃流体回流。
图2示出了用于实施根据本发明的另一个实施方式的助燃方法的设备的示意图。在该实施方式中，包含有图1中的所有步骤，将助燃流体供入储存箱310中；利用布置在锅炉内的汽化装置330将助燃流体中的至少一部分汽化；将助燃流体通过横跨锅炉的燃烧室布置的第一喷注单元340的第一输送管342和多条自第一输送管向下延伸的第一喷管341喷入燃烧室；利用布置在用于输送助燃流体的管道系统320上的稳压装置和泄压装置来确保助燃流体在管道系统中处于安全的压力范围内。
另外，此实施方式还包括：利用第二喷注单元的第二输送管343将助燃流体喷注到锅炉的煤层下部的燃烧区。
此外，还可以利用流体净化装置312来净化所述助燃流体。
优选地，根据本发明的方法，还可以包括向助燃流体中添加裂解催化剂。更优选地，助燃流体可以是水。
本发明还提出了用于实施上述助燃方法的助燃设备。图3和图4分别示出了根据本发明的助燃设备。
如图3所示，在根据本发明的一个实施方式中，助燃设备300可以包括：用于储存助燃流体的储存箱310；用于输送助燃流体的管道系统320；汽化装置330，该汽化装置可以布置在锅炉350内，用于将助燃流体中的至少一部分汽化；第一喷注单元340，该第一喷注单元包括横跨锅炉350的燃烧室布置的第一输送管342和多条自所述第一输送管342向下延伸的第一喷管341，所述第一喷注单元用于将所述助燃流体喷入锅炉的燃烧室；稳压装置和泄压装置，该稳压装置和泄压装置布置在管道系统320上以确保助燃流体在管道系统中处于安全的压力范围内。稳压装置和泄压装置位于喷注装置下游。
优选地，在根据本发明的助燃设备300中，稳压装置可以为自力式稳压阀322，泄压装置包括与自力式稳压阀322并联的受控泄压阀323。泄压装置还可以包括设置在自力式稳压阀322和受控泄压阀323的上游的超压泄压阀321。
在助燃设备中，还可以包括用于将助燃流体喷注到锅炉的煤层下部的燃烧区的第二喷注单元的第二输送管343。
优选地，汽化装置330可以为布置在锅炉的炉膛内的蛇形盘管，或者是其它可以用于将助燃流体汽化的本领域技术人员公知的装置，例如超声波雾化器、换能式汽化器等等。
汽化装置可以布置在锅炉的炉膛内。例如，以液体状态流动的助燃流体中的至少一部分在汽化装置中转化成气体，然后气液混合流体被输送至喷注装置。
在一个实施方式中，助燃流体可以是水，或者是添加了裂解催化剂的水。
图4示出了根据本发明的又一个实施方式的助燃设备400的示意图。类似地，该设备同样包括：储存箱410、管道系统420、汽化装置430、第一喷注单元440和第二喷注单元、稳压装置和泄压装置等。第一喷注单元同样包括横跨锅炉350的燃烧室布置的第一输送管442和多条自第一输送管442向下延伸的第一喷管441。
与图3中所示的实施方式类似，稳压装置可以为自力式稳压阀422，泄压装置包括与自力式稳压阀422并联的受控泄压阀423。泄压装置还可以包括超压泄压阀421。在该助燃设备中，也包括用于将助燃流体喷注到锅炉的煤层下部的燃烧区的第二喷注单元的第二输送管443。
在助燃设备400中，还可以包括用于泵送所述助燃流体的输送泵424以及单向阀425。单向阀布置在输送泵下游并且与之紧邻布置。
助燃设备还可以包括流体净化装置312、412，经过净化之后，可以防止例如水垢和流体的沉积物对于设备的损害。
优选地，管道系统中还可以包括闸阀426。
在本发明的助燃设备中，第一喷注单元中包括被布置成横跨锅炉的燃烧室的第一输送管。该第一输送管将会长期处于锅炉的高温的燃烧室中，容易发生塑性形变，降低喷注装置的可靠性。优选地，所述第一输送管可以被设置成复合套管，所述复合套管包括内管和位于外层的隔热套管。在一个实施方式中，第一输送管为复合结构，内管可以为耐高温的金属管，外层包覆有陶瓷管。
优选地，第一输送管为复合套管，所述复合套管包括内管和位于外层的隔热套管。
本发明的还提供了一种锅炉，该锅炉包括有一个或者更多个如前文所述的锅炉助燃设备。优选地，根据本发明的锅炉包含两个助燃设备。
优选地，根据本发明的锅炉还包括设置在锅炉内壁上的防爆门。进一步优选地，防爆门可以设置在所述锅炉的本体的两侧上。
下文中，以水为助燃流体为例，进一步说明根据本发明。可以理解的是，本发明中的所使用的助燃流体可以是任何有助于锅炉提高燃烧效率，提升炉温的物质。例如可是是纯净水、自来水、添加裂解催化剂的水、可燃流体、煤基液体以及其他可以为锅炉提高更多的氧和可燃物质的助燃物质。
在根据本发明的一个实例的助燃设备中，将例如水等的助燃流体加入储存箱中。根据需要和锅炉炉温的要求，可以进一步加入裂解催化剂。利用管道泵加压之后，首先通过水净化器，然后进入汽化装置中，在炉内加热汽化形成水蒸气，并在裂解催化剂的催化作用下，部分蒸气裂解成氧气和氢气与水蒸气的混合气体，在通过耐高温的陶瓷管道(第一输送管)以雾化形式，在自力式稳压阀的控制下喷入燃烧室，使煤炭在锅炉中产生立体燃烧，提高煤炭的利用率。为提高煤层下部的燃烧效果，将混合气体通过另外管道(第二输送管)，即炉排下喷管，也输入到煤层下部的燃烧区，进一步增加了煤炭的利用率，从而达到节能20％以上的效果。
助燃气体喷射分为两步：首先，采用金属喷管对煤炭喷射助燃气体，其次采用炉排下喷管对煤炭喷射助燃气体，使煤炭进一步燃烧，提高燃煤效率。所述金属喷管连接于汽化装置之后的水平管道上，在所述管道外设置有非金属套管，能够解决金属受热变形问题，减少挠度因素对水平管道的影响，减少下沉程度和降低下弯速度，增加了管道的使用寿命；所述炉排下喷管设置在锅炉的煤层下方，也可将混合气体输入到煤层下部的燃烧区，进一步增加了煤炭的利用率。
汽化装置可设置为蛇形的管道，有助于经锅炉加热的液体在盘管中更全面的汽化并裂解。汽化装置也可以是其他能够将液体转化为气体的装置。
水净化器可以为超声波净化器，设置有发生器模块和换能器模块，能够进一步精简系统的结构，用于净化水中杂质。
在本实施例中的锅炉助燃系统还设置有用作稳压装置自力式稳压阀和作为受控的泄压阀的电磁阀，以及能够超压泄压的安全阀。自力式稳压阀起到了生产工艺的稳压要求，如果系统压力超过了设定的安全值时，自力式稳压阀将自动泄压，从而起到了对系统安全保护作用；电磁阀设置为常闭式电磁阀，电磁阀通常设置为常闭型，当系统压力超过设定控制安全值并且自力式稳压阀失效时，与自力式稳压阀并联，并且由受电节点压力表控制的电磁阀将起泄压作用；当自力式稳压阀和电磁阀均失效时，安全阀将直接泄压，保证系统安全。
本发明助燃锅炉的燃烧方式不是普通的燃煤，而是通过助燃流体进一步提升燃煤效率，所以燃烧本质发生了实质变化。
使用本发明的设备和方法，对现有的燃煤锅炉改造成节能锅炉锅炉，不需要改动原来的锅炉主体和结构；本发明可以利用低成本的水作为助燃流体，使水在气态下使燃料改变了燃烧的形态，提高了燃料的利用率，减少了煤碳的使用量，提升空气质量，符合国家的节能减排政策，适用空间大；本发明制造简单，成本低，易于加工和使用；本发明安全性高，设有多重安全措施，例如自力式稳压阀、常闭型电磁阀、安全阀和防爆门；本发明采用净化器，简化了节能系统的结构。
结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。
通过利用本发明，至少可以获得以下的有益效果：
能够明显提高锅炉的燃料的利用率，能够减少煤碳的使用量。
能够有效降低锅炉排放物种的有害物质含量，提升空气质量，符合国家的节能减排政策，适用空间大。
本发明制造简单，成本抵，易于加工和使用。
本发明安全性高，设有多重安全措施。
通过发明人的实际运行测试，通过利用根据本发明的助燃设备，能够使得炉膛温度由1055℃提升到1240℃，排烟温度由104℃提升到108℃，氧气浓度由16.9％降到14.6％，一氧化碳浓度由238PPM降到170PPM。锅炉效率提高25.12％，节煤率为20.07％。由此可见，本发明具有良好的应用效果。
结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。
Claims (10)
1.一种锅炉助燃方法，所述方法包括：
将助燃流体供入储存箱；
利用布置在锅炉内的汽化装置将所述助燃流体中的至少一部分气化；
将所述助燃流体通过横跨锅炉的燃烧室布置的第一喷注单元的第一输送管和多条自所述第一输送管向下延伸的第一喷管喷入所述燃烧室；
利用布置在用于输送所述助燃流体的管道系统上的稳压装置和泄压装置来确保助燃流体在管道系统中处于安全的压力范围内。
2.根据权利要求1所述的助燃方法，其特征在于，所述稳压装置为自力式稳压阀，所述泄压装置包括与所述自力式稳压阀并联的受控泄压阀，所述泄压装置还包括设置在所述自力式稳压阀和所述受控泄压阀的上游的超压泄压阀。
3.根据权利要求2所述的助燃方法，其特征在于，所述方法还包括利用输送泵来泵送所述助燃流体，并且利用在所述输送泵下游并且与之紧邻设置的单向阀来防止所述助燃流体回流。
4.根据权利要求1-3之一所述的助燃方法，其特征在于，所述方法还包括：利用第二喷注单元的第二输送管将助燃流体喷注到锅炉的煤层下部的燃烧区。
5.根据权利要求4所述的助燃方法，其特征在于，所述方法还包括利用流体净化装置来净化所述助燃流体，以及优选地所述助燃方法还包括向所述助燃流体中添加裂解催化剂，更优选地，所述助燃流体是水。
6.一种用于锅炉的助燃设备，其特征在于，所述设备包括：
用于储存助燃流体的储存箱；
用于输送所述助燃流体的管道系统；
汽化装置，所述汽化装置布置在锅炉内，用于将所述助燃流体中的至少一部分汽化；
第一喷注单元，所述第一喷注单元包括横跨锅炉的燃烧室布置的第一输送管和多条自所述第一输送管向下延伸的第一喷管，所述第一喷注单元用于将所述助燃流体喷入锅炉的燃烧室；
稳压装置和泄压装置，所述稳压装置和泄压装置布置在所述管道系统上以确保助燃流体在管道系统中处于安全的压力范围内，所述稳压装置和所述泄压装置位于所述喷注装置下游。
7.根据权利要求6所述的助燃设备，其特征在于，所述稳压装置为自力式稳压阀，所述泄压装置包括与所述自力式稳压阀并联的受控泄压阀，所述泄压装置还包括设置在所述自力式稳压阀和所述受控泄压阀的上游的超压泄压阀。
8.根据权利要求7所述的助燃设备，其特征在于，所述助燃设备还包括用于泵送所述助燃流体的输送泵以及单向阀，所述单向阀布置在所述输送泵下游并且与之紧邻布置；所述助燃设备还包括流体净化装置；优选地所述第一输送管为复合套管，所述复合套管包括内管和位于外层的隔热套管。
9.根据权利要求6-8之一所述的助燃设备，其特征在于，所述助燃设备还包括用于将助燃流体喷注到锅炉的煤层下部的燃烧区的第二喷注单元的第二输送管，优选地，所述汽化装置为布置在锅炉的炉膛内的蛇形盘管。
10.一种锅炉，其特征在于，所述锅炉包括有一个或者更多个根据权利要求6-9中任一项所述的锅炉助燃设备，优选地，所述锅炉还包括设置在锅炉内壁上的防爆门，进一步优选地，所述防爆门设置在所述锅炉的本体的两侧上。
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510428396.4A Pending CN104964306A (zh) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | 锅炉助燃方法和设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104964306A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106482149A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-03-08 | 无锡市莱达热工工程有限公司 | 燃烧系统总管结构 |
-
2015
- 2015-07-21 CN CN201510428396.4A patent/CN104964306A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106482149A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-03-08 | 无锡市莱达热工工程有限公司 | 燃烧系统总管结构 |
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Application publication date: 20151007 |
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