CN105066106A - 一种双炉膛燃烧炉及燃料燃烧方法 - Google Patents
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Abstract
一种双炉膛燃烧炉及燃料燃烧方法，燃烧炉包括通过烟喉管相连的燃烧主炉膛和燃烧副炉膛，炉膛内部安装炉蓖，燃烧副炉膛通过烟道连接烟气余热回收室，烟气余热回收室顶部开设烟囱且内设有烟气余热回收器，烟气余热回收器内部填充循环工质水；燃烧主炉膛，燃烧副炉膛以及烟气余热回收室的位置依次升高，且炉膛底部均开设与进风栅正对的进风口，进风口安装空气调节阀。燃烧方法首先使燃料点燃，当燃料达到燃点后，减小燃烧主炉膛的空气通入量，增大燃烧副炉膛的空气通入量，最后燃烧副炉膛产生的烟气经烟道进入烟气余热回收室，在烟气余热回收室内与烟气余热回收器中的工质水换热后经烟囱排出。本发明提高了燃烧效率，减小燃料耗量，抑制NOX生成。
Description
技术领域
本发明涉及燃料燃烧领域，具体涉及一种双炉膛燃烧炉及燃料燃烧方法。
背景技术
我国大气污染很大一部分来源于煤炭燃烧所产生的污染物，而目前我国大量分散居住民众采用传统的燃煤锅炉，但近年来我国所面临的环境压力越来越大，所以部分城市对民用燃料做出了严格限制，有的甚至禁止燃烧无烟煤，可选的只有如天然气等价位较高的洁净燃料，所以急需找到一种既廉价又高效低污的燃料。兰炭(半焦)是由粘结性小或无粘结性、高挥发分煤在中低温干馏后的产物。榆林市是我国主要兰炭产地之一，其特点是低磷、低硫、低灰、高发热量且价位适中。因此，兰炭能够作为一些对环保要求较严格城市的民用燃料。
但传统设备燃烧兰炭会有以下几点问题出现：1、当空气充足过量且空气系数较大时，则燃烧速度较快，烟气在炉内停留时间短，锅炉耗煤量较大，容易生成污染物NOX。2、当燃料量充足过量且空气系数较小时，则会有未完全燃烧的C和CO生成，故燃料的燃烧效率较低且有安全隐患。3、兰炭燃烧时的火焰比较短，传统锅炉燃烧时的燃烧强度不高。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种能够使得锅炉的燃料消耗量减小，燃烧效率提高，解决燃烧火焰短及燃烧强度不高的问题，增加高温烟气在炉内的停留时间，减少未完全燃烧的C和CO，抑制NOX的生成的双炉膛燃烧炉及燃料燃烧方法。
为了实现上述目的，本发明双炉膛燃烧炉采用的技术方案为：
包括通过烟喉管相连的燃烧主炉膛和燃烧副炉膛，燃烧主炉膛和燃烧副炉膛内部分别安装燃烧主炉膛炉蓖和燃烧副炉膛炉蓖，燃烧副炉膛通过烟道连接顶部开设烟囱的烟气余热回收室，烟气余热回收室内设烟气余热回收器，烟气余热回收器内部填充循环工质水；燃烧主炉膛，燃烧副炉膛以及烟气余热回收室的位置依次升高，且燃烧主炉膛与燃烧副炉膛的底部分别开设与燃烧炉内进风栅正对的燃烧主炉膛进风口和燃烧副炉膛进风口，燃烧主炉膛进风口和燃烧副炉膛进风口上安装有用于控制燃烧主炉膛和燃烧副炉膛进风量的空气调节阀。
所述的燃烧主炉膛包括由燃烧主炉膛炉蓖隔开的上下两部分炉膛，上下两部分炉膛均为锥形结构且二者底面相接。
所述的燃烧副炉膛包括由燃烧副炉膛炉蓖隔开的上下两部分炉膛，上下两部分炉膛均为锥形结构且二者顶面相接。
所述的燃烧主炉膛和燃烧副炉膛顶部分别安装燃烧主炉膛封火圈和燃烧副炉膛封火圈。
所述的进风栅下部为冷灰渣斗。
所述的烟气余热回收室底部与燃烧副炉膛连接，烟气余热回收器设置在烟气余热回收室的顶部。
所述的烟气余热回收室底部与烟道正对的进烟气余热回收室壁面呈40°倾斜设置。
所述的烟气余热回收器上安装有刮灰板。
假设燃烧主炉膛炉蓖和燃烧副炉膛炉蓖的面积分别为A1和A2，燃烧主炉膛进风口和燃烧副炉膛进风口的面积分别为S1和S2，则S1/S2＝9A1/(1A1+10A2)。
本发明双炉膛燃烧炉的燃料燃烧方法采用的技术方案，包括如下步骤：
步骤一、使燃烧主炉膛和燃烧副炉膛内的燃料分别点燃；
步骤二、当燃料达到燃点后，减小燃烧主炉膛的空气通入量，使燃烧主炉膛欠氧燃烧，同时增大燃烧副炉膛的空气通入量，使燃烧副炉膛过氧燃烧；燃烧主炉膛生成的烟气经烟喉管抵达燃烧副炉膛，使未完全燃烧的C、CO充分燃烧；
步骤三、燃烧副炉膛产生的烟气经烟道进入烟气余热回收室，在烟气余热回收室内与烟气余热回收器中的工质水进行换热降温，最后经烟囱排出去。
与现有技术相比，本发明双炉膛燃烧炉通过增设燃烧副炉膛，燃烧副炉膛的燃料少，过量空气系数较大，能够将燃烧主炉膛没有完全燃烧的C和CO进一步完全燃烧，提高燃烧炉的燃烧效率并降低安全隐患。燃烧主炉膛进风口和燃烧副炉膛进风口安装用于控制燃烧主炉膛和燃烧副炉膛进风量的空气调节阀，通过空气调节阀使燃烧主炉膛中大量的燃料进行欠氧燃烧，燃烧主炉膛形成还原性燃烧区域，有利于抑制NOX的生成，同时能够使燃烧主炉膛燃烧速率减慢，燃料在炉内停留时间增长，锅炉燃料耗量减小。传统燃烧炉为单炉膛，当需要较低的燃烧强度时，只能减小通风量，然而减小通风量则燃烧不充分，燃烧效率降低，燃料耗量增加，同时会生成大量C和CO随烟气排出，而当需要较高燃烧强度时，则只能通过增加通风量，但通风量增加，燃烧平均温度升高，会使燃烧产物中的NOX增加，同时燃料在炉内的停留时间减小，使得燃料燃烧后的热量利用效率减小，燃料耗量增加。本发明双炉膛燃烧炉的燃烧主炉膛高度低于燃烧副炉膛的高度，能够解决兰炭燃烧火焰短，燃烧强度不高的问题。当需要高强度的燃烧效果或燃烧原煤时，通过空气调节阀关闭燃烧副炉膛的进风口，再取出空气调节阀使得组合工作状态裂解，单独控制燃烧主炉膛的燃烧工况。本发明的双炉膛燃烧炉尤其适用于民用对兰炭(半焦)的燃烧。
进一步的，本发明双炉膛燃烧炉的燃烧主炉膛包括由燃烧主炉膛炉蓖隔开的上下两部分炉膛，上下两部分炉膛均为锥形结构且二者底面相接，这种结构有利于热烟气的回流和炉壁的热量辐射，起到燃料稳燃的作用。
进一步的，本发明双炉膛燃烧炉的燃烧副炉膛包括由燃烧副炉膛炉蓖隔开的上下两部分炉膛，上下两部分炉膛均为锥形结构且二者顶面相接，采用这种倒锥形结构有利于加长燃料在燃烧副炉膛内的停留时间，保证充分燃烧。
与现有技术相比，传统燃烧炉为单炉膛，当需要较低的燃烧强度时，只能减小通风量，然而减小通风量则燃烧不充分，燃烧效率降低，燃料耗量增加，同时生成大量C和CO随烟气排出，而当需要较高燃烧强度时，则只能通过增加通风量，但通风量增加，燃烧平均温度升高，燃烧产物中的NOX增加，同时燃料在炉内的停留时间减小，使得燃料燃烧后的热量利用效率减小，燃料耗量增加。本发明双炉膛燃烧炉的燃料燃烧方法通过使燃烧主炉膛进行欠氧燃烧，燃烧主炉膛的燃料多，燃烧主炉膛形成还原性燃烧区域，有利于抑制NOX的生成，燃烧副炉膛进行过氧燃烧，过量空气系数较大，能够将燃烧主炉膛没有完全燃烧的C和CO进一步完全燃烧，提高了燃烧炉的燃烧效率并降低安全隐患。
附图说明
图1本发明的整体结构示意图；
图2本发明炉膛的结构示意图；
图3本发明烟气余热回收室的结构示意图；
图4本发明刮灰板的结构示意图；
附图中：1-燃烧主炉膛；2-燃烧副炉膛；3-燃烧主炉膛炉蓖；4-燃烧副炉膛炉蓖；5-烟喉管；6-烟道；7-烟气余热回收室；8-烟气余热回收器；9-刮灰板；10-进风栅；11-冷灰渣斗；12-空气调节阀；13-燃烧主炉膛进风口；14-燃烧副炉膛进风口；15-燃烧主炉膛封火圈；16-燃烧副炉膛封火圈。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
参见图1-4，本发明双炉膛燃烧炉在结构上包括通过烟喉管5相连的燃烧主炉膛1和燃烧副炉膛2，燃烧主炉膛1和燃烧副炉膛2内部分别安装燃烧主炉膛炉蓖3和燃烧副炉膛炉蓖4，燃烧主炉膛1包括由燃烧主炉膛炉蓖3隔开的上下两部分炉膛，上下两部分炉膛均为锥形结构且二者底面相接，燃烧副炉膛2包括由燃烧副炉膛炉蓖4隔开的上下两部分炉膛，上下两部分炉膛均为锥形结构且二者顶面相接。燃烧主炉膛1和燃烧副炉膛2顶部分别安装燃烧主炉膛封火圈15和燃烧副炉膛封火圈16。燃烧副炉膛2底部通过烟道6连接烟气余热回收室7，烟气余热回收室7内设置有烟气余热回收器8，烟气余热回收器8设置在烟气余热回收室7的顶部，烟气余热回收器8上安装有刮灰板9。烟气余热回收器8内部填充有循环工质水，烟气余热回收室7的顶部开设有烟囱。燃烧主炉膛1，燃烧副炉膛2以及烟气余热回收室7的位置依次升高，且烟气余热回收室7底部与烟道6正对的进烟气余热回收室壁面呈40°倾斜设置，燃烧主炉膛1与燃烧副炉膛2的底部分别开设与燃烧炉内进风栅10正对的燃烧主炉膛进风口13和燃烧副炉膛进风口14，进风栅10的下部为冷灰渣斗11。
本发明燃烧炉烟气余热回收器8上产生的积灰通过刮灰板9进行清除，燃烧后的灰渣掉入锅炉底部的冷灰渣斗11，烟道6呈渐扩状结构。燃烧主炉膛进风口13和燃烧副炉膛进风口14上还安装有用于控制燃烧主炉膛1和燃烧副炉膛2进风量的空气调节阀12。烟气余热回收器8的换热管采用错列或顺列布置，燃烧主炉膛封火圈15比燃烧副炉膛封火圈16的平面高度低H。如果假设燃烧主炉膛炉蓖3和燃烧副炉膛炉蓖4的面积分别为A1和A2，燃烧主炉膛进风口13和燃烧副炉膛进风口14的面积分别为S1和S2，则S1/S2＝9A1/(1A1+10A2)。
本发明双炉膛燃烧炉的燃料燃烧方法，包括如下步骤：
步骤一、使燃烧主炉膛1和燃烧副炉膛2内的燃料分别点燃，将燃烧主炉膛1和燃烧副炉膛2内的兰碳(半焦)添加到烟喉管5位置；
步骤二、当燃料达到燃点后，减小燃烧主炉膛1的空气通入量，使燃烧主炉膛1欠氧燃烧，同时增大燃烧副炉膛2的空气通入量，使燃烧副炉膛2过氧燃烧；燃烧主炉膛1生成的烟气经烟喉管5抵达燃烧副炉膛2，使未完全燃烧的C、CO充分燃烧；
步骤三、燃烧副炉膛2产生的烟气经烟道6进入烟气余热回收室7，在烟气余热回收室7内与烟气余热回收器8中的工质水进行换热降温，最后经烟囱排出去。
分析本发明双炉膛燃烧炉的优点具体体现在以下方面：
1、燃烧副炉膛2的燃料少，过量空气系数较大，能够将燃烧主炉膛1中没有完全燃烧的C和CO进一步完全燃烧，提高燃烧效率并降低安全隐患；2、燃烧主炉膛1中的燃料量大，进行的是欠氧燃烧，使得形成还原性燃烧区域，有利于抑制NOX的生成；3、燃烧主炉膛封火圈15的平面比燃烧副炉膛封火圈16的平面低H，能够解决兰炭燃烧火焰短燃烧强度不高的问题；4、燃烧主炉膛1的炉壁由上下两部分锥形结构底面相接，这种结构有利于热烟气的回流和炉壁的热量辐射，起到燃料稳燃的作用；5、燃烧副炉膛2的炉壁由上下两部分锥形结构顶面相接，这种结构有利于加长燃料在燃烧副炉膛内的停留时间，保证充分燃烧。6、当需要高强度的燃烧效果或燃烧原煤时可以用空气调节阀12关闭燃烧副炉膛进风口14，再抽出空气调节阀12使得组合工作状态裂解，进而单独控制燃烧主炉膛1的燃烧工况。
Claims (10)
1.一种双炉膛燃烧炉，其特征在于：包括通过烟喉管(5)相连的燃烧主炉膛(1)和燃烧副炉膛(2)，燃烧主炉膛(1)和燃烧副炉膛(2)内部分别安装燃烧主炉膛炉蓖(3)和燃烧副炉膛炉蓖(4)，燃烧副炉膛(2)通过烟道(6)连接顶部开设烟囱的烟气余热回收室(7)，烟气余热回收室(7)内设烟气余热回收器(8)，烟气余热回收器(8)内部填充循环工质水；燃烧主炉膛(1)，燃烧副炉膛(2)以及烟气余热回收室(7)的位置依次升高，且燃烧主炉膛(1)与燃烧副炉膛(2)的底部分别开设与燃烧炉内进风栅(10)正对的燃烧主炉膛进风口(13)和燃烧副炉膛进风口(14)，燃烧主炉膛进风口(13)和燃烧副炉膛进风口(14)上安装有用于控制燃烧主炉膛(1)和燃烧副炉膛(2)进风量的空气调节阀(12)。
2.根据权利要求1所述的双炉膛燃烧炉，其特征在于：所述的燃烧主炉膛(1)包括由燃烧主炉膛炉蓖(3)隔开的上下两部分炉膛，上下两部分炉膛均为锥形结构且二者底面相接。
3.根据权利要求1所述的双炉膛燃烧炉，其特征在于：所述的燃烧副炉膛(2)包括由燃烧副炉膛炉蓖(4)隔开的上下两部分炉膛，上下两部分炉膛均为锥形结构且二者顶面相接。
4.根据权利要求1或2或3所述的双炉膛燃烧炉，其特征在于：所述的燃烧主炉膛(1)和燃烧副炉膛(2)顶部分别安装燃烧主炉膛封火圈(15)和燃烧副炉膛封火圈(16)。
5.根据权利要求1所述的双炉膛燃烧炉，其特征在于：进风栅(10)下部为冷灰渣斗(11)。
6.根据权利要求1所述的双炉膛燃烧炉，其特征在于：所述的烟气余热回收室(7)底部与燃烧副炉膛(2)连接，烟气余热回收器(8)设置在烟气余热回收室(7)的顶部。
7.根据权利要求1或6所述的双炉膛燃烧炉，其特征在于：所述的烟气余热回收室(7)底部与烟道(6)正对的进烟气余热回收室壁面呈40°倾斜设置。
8.根据权利要求1或6所述的双炉膛燃烧炉，其特征在于：所述的烟气余热回收器(8)上安装有刮灰板(9)。
9.根据权利要求1所述的双炉膛燃烧炉，其特征在于：假设燃烧主炉膛炉蓖(3)和燃烧副炉膛炉蓖(4)的面积分别为A1和A2，燃烧主炉膛进风口(13)和燃烧副炉膛进风口(14)的面积分别为S1和S2，则S1/S2＝9A1/(1A1+10A2)。
10.一种双炉膛燃烧炉的燃料燃烧方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、使燃烧主炉膛(1)和燃烧副炉膛(2)内的燃料分别点燃；
步骤二、当燃料达到燃点后，减小燃烧主炉膛(1)的空气通入量，使燃烧主炉膛(1)欠氧燃烧，同时增大燃烧副炉膛(2)的空气通入量，使燃烧副炉膛(2)过氧燃烧；燃烧主炉膛(1)生成的烟气经烟喉管(5)抵达燃烧副炉膛(2)，使未完全燃烧的C、CO充分燃烧；
步骤三、燃烧副炉膛(2)产生的烟气经烟道(6)进入烟气余热回收室(7)，在烟气余热回收室(7)内与烟气余热回收器(8)中的工质水进行换热降温，最后经烟囱排出去。
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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 | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151118 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |