CN105465774A - 一种低氮煤粉有机热载体锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低氮立式燃煤粉有机热载体锅炉，包括燃烧器、下部辐射段管组、上部辐射段管组、连接管、炉膛、三次风管、顶棚管组、防爆门、炉膛出烟口、检修门、高低温对流管束、落灰管、出渣机、纵向通道、高温空预器、余热设备、低温空预器、除尘器，炉膛内设有下部辐射段管组、上部辐射段管组和顶棚管组；高低温对流管束设置在与炉膛出烟口联通的纵向通道内；高低温对流管束、连接管、下部辐射段管组、上部辐射段管组和顶棚管组依次联通构成封闭的热媒循环系统。本发明整个炉膛内均布置受热面，可确保额定出力时不结焦。并且燃烧均匀，前后温差小，有利于降低NO_X的含量。连接管设置在炉膛的外部，不受热，因而可避免导热油气化。

Description

一种低氮煤粉有机热载体锅炉

技术领域

本发明涉及煤粉工业锅炉领域，具体涉及一种以煤粉为燃料，用于强制循环的煤粉有机热载体锅炉。

背景技术

目前，我国的工业锅炉一般主要是以煤或油、气作为燃料。但传统的工业燃煤锅炉缺点是燃烧效率低，人工劳动强度大，污染严重，难以满足节能减排和污染物排放要求。燃油、气锅炉的效率虽然高，具有环保效益好等优点，但运行成本太高，经济效益差，也难以让用户接受。

煤的粉状燃烧是燃料的高效洁净燃烧方式之一，其燃烧效率可高达98％以上，是一项成熟的燃烧技术，在大型电站锅炉得到普遍应用。近年来，煤粉燃烧在工业锅炉上也得到应用。但存在一定的不足：

1)燃烧不够均匀，前后温差比较大，不利于降低NO_X的含量。

2)负荷调节范围小，只能使用单一燃料——煤粉。

3)锅炉灰、渣清理不方便。

4)锅炉钢材、炉墙材料消耗大。

5)锅炉房占地面积大、土建设成本高。

6)锅炉密封性能不佳、砖墙漏风量大、锅炉热损失大、引风机电耗大。

发明内容

本发明要解决的是现有煤粉锅炉的上述问题，旨提供一种新型的低氮煤粉有机热载体锅炉。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种低氮立式燃煤粉有机热载体锅炉，包括燃烧器、下部辐射段管组、上部辐射段管组、连接管、炉膛、三次风管、顶棚管组、防爆门、炉膛出烟口、检修门、高低温对流管束、落灰管、出渣机、纵向通道、高温空预器、余热设备、低温空预器、除尘器，其特征在于所述的炉膛为立式结构，炉膛内设有下部辐射段管组、上部辐射段管组和顶棚管组；所述的高低温对流管束设置在与炉膛出烟口联通的纵向通道内；所述的高低温对流管束、连接管、下部辐射段管组、上部辐射段管组和顶棚管组依次联通构成封闭的热媒循环系统；所述的连接管设置在锅炉本体的外部。

本发明的一种低氮立式燃煤粉有机热载体锅炉，煤粉通过送粉风机输送到底部彽氮燃烧器喷入立式炉膛，同时，经高低温空预器加热后的高温空气也进入燃烧器与煤粉燃料混合进入炉膛进行猛烈悬浮燃烧；且在炉膛布置了助燃和脱硝三次风，保证了炉膛有充分的氧气与燃料反应燃烧。在炉膛燃烧换热后的高温烟气转折180°向下进入高低温对流管束进行对流换热，再经尾部受热面后，从烟气出口依次经高温空预器、余热设备和低温空预器降温后进入除尘器除尘，最后经脱硫装置后依次进入低温空预器、余热设备和高温空预器的冷侧通道进行加热，然后通过送粉风机输送到底部彽氮燃烧器喷入立式炉膛，可循环利用烟气余热，提高锅炉的热效率。

本发明具有以下有益效果：

1、在炉膛内设有下部辐射段管组、上部辐射段管组和顶棚管组，因此整个炉膛内均布置受热面，可确保额定出力时不结焦。并且燃烧均匀，前后温差小，有利于降低NO_X的含量。

2、从高低温对流管束的导热油进入到连接管后，由于管路的横截面突然放大，流速变小，容易产生气化。而本发明的连接管设置在炉膛的外部，不受热，因而可避免导热油气化。

3、炉膛为立式结构，外形瘦高，炉膛出烟口横向设置在炉膛顶部，炉膛布置高度可确保燃料充分燃烧和燃烬，减少总灰量的产生。炉膛底部设计均匀布置落灰管,以便燃烧后的煤灰顺畅落入出渣机,无需人工清理。因此本发明特别适合煤粉燃烧。

4、由于高低温对流管束设置在纵向通道内，锅炉对流管束烟气上、下纵向冲刷，各对流受热面烟气流速均在10m/s左右，防止对流管积灰。对流管束落灰通过烟气输送到布袋除尘设备，经布袋除尘设备底部装有气力输送系统至灰渣场，定期运输。

5、整体结构紧凑、外形布置简单、占地面积小。

6、所述的燃烧器单只或多置布置在锅炉炉膛的底部。单个或多个燃烧器布置的好处在于每个燃烧器可单独控制，大大提高燃烧的稳定性和负荷的调节性能，同时可使用两种以上的燃料。

作为本发明的改进，所述的连接管设置在炉膛与纵向通道之间的外部通道内，确保连接管的温度控制在一定的范围内，在避免导热油气化的同时，又不会导致热损失。

作为本发明的进一步改进，所述炉膛的下部辐射段管组、上部辐射段管组、顶棚管组和高低温对流管束与其各自对应部分的炉墙构成独立的模块。锅炉结构形式以组装为主，散装为辅。其中上述各模块运到工地进行组装，大大降低了运输成本。和传统立式散装锅炉相比，只有部分组焊在现场进行，因而检验方便，可保证产品质量100％合格。

作为本发明的再进一步改进，所述的燃烧器布置在炉膛的底部，且数量为单个或多个。底部布置方便燃烧器的观察操作维修，整体结构紧凑、外形布置简单、占地面积小，钢耗低，同时外形美观大方。

作为本发明的再进一步改进，所述的落灰管、三次风管和防爆门分别设置在所述炉膛的底部、中部和上部。

作为本发明的再进一步改进，所述的余热设备设置在所述的高温空预器和低温空预器之间，有利于进一步提高锅炉的热效率。

作为本发明的再进一步改进，下部辐射管、上部辐射管和高低对流管束分别设有两组，两组管束上下布置，且并联连接。管束采用并联结构，可减少热应力和导热油流阻。

作为本发明的再进一步改进，为了清除高低温对流管束受热面上的积灰，在各受热面的适当部位装有吹灰器，为了检查锅炉的燃烧状况和各受热面的积灰情况，在锅炉适当的部位都留有清灰孔和看火门。炉膛内的积灰通过落灰斗自动落入出渣机，通过小车堆放到指定地点。

作为本发明的再进一步改进，低温空预器采用内搪瓷管，可以大幅度降低锅炉排烟温度和锅炉效率，同时可以防止低温堵灰，又可以避免低温腐蚀。

作为本发明的更进一步改进，采用空气分级和烟气再循环燃烧技术，全自动煤粉旋流燃烧器，具备自动点火，自动喷粉，点火枪、油枪自动进退等多种自动控制功能，燃烧效率高(≥98％)；燃烧器上配有许多的自动阀门、电气接线等，设计成整装式，是一个机电一体化产品，自动化程度高，具有各种先进的压力、联锁报警等功能，可适时监控，确保安全运行。通过装在燃烧器前端的调风门和翼型测速仪，可较为准确的调整进入每个燃烧器的风量，再调节每个燃烧器上自身的一、二次风比例，将燃烧工况调整到最佳状态。炉膛中部两侧设有三次风，保证了炉膛有充分的氧气与燃料反应燃烧，可有效阻止炉膛结焦和氮氧化物排放到150mg/nm³以下。

附图说明

图1是本发明的一种低氮煤粉有机热载体锅炉的结构图。

图中，1-燃烧器，2-下部辐射段管组，3-上部辐射段管组连接管，4-连接管，5-炉膛，6-三次风管，7-顶棚管组，8-防爆门，9-炉膛出烟口，10-检修门，11-高低温对流管束，12-落灰管，13-出渣机，14-纵向通道，15-高温空预器，16-余热设备，17-低温空预器，18-除尘器，19-热媒进口，20-热媒出口，21-烟气出口，22-集箱，23、24、25、26-炉墙，27-平台，28-通道，29-平台。

具体实施方式

参照图1，本发明的一种低氮立式燃煤粉有机热载体锅炉，包括燃烧器1、下部辐射段管组2、上部辐射段管组3、连接管4、炉膛5、三次风管6、顶棚管组7、防爆门8、炉膛出烟口9、检修门10、高低温对流管束11、落灰管12、出渣机13、纵向通道14、高温空预器15、余热设备16、低温空预器17、除尘器18，所述的炉膛5为立式结构，底部设有单个或多个燃烧器1和落灰管12，中部设有三次风管6，上部设有防爆门8，炉膛内设有下部辐射段管组2、上部辐射段管组3和顶棚管组7；所述的高低温对流管束11设置在与炉膛出烟口9联通的纵向通道14内；所述的高低温对流管束11、连接管4、下部辐射段管组2、上部辐射段管组3和顶棚管组7依次联通构成封闭的热媒循环系统；所述的连接管4设置在炉膛5与纵向通道14之间的外部通道28内。

所述的落灰管12、三次风管6和防爆门8分别设置在所述炉膛5的底部、中部和上部。

所述的下部辐射段管组2、上部辐射段管组3、顶棚管组7和高低温对流管束11与其各自对应部分的炉墙构成独立的模块23、24、26、25。锅炉结构形式以组装为主，散装为辅。上述各模块运到工地进行组装，并安装在平台27和29上，大大降低了运输成本，并保证了产品质量。

所述的余热设备16设置在所述的高温空预器15和低温空预器17之间。

下部辐射管2、上部辐射管3、顶棚管组7和高低温对流管束11分别设有两组。高低温对流管束11采用上下布置，且管束采用并联结构，可减少热应力和导热油流阻。高低温对流管束11与其对应的炉墙设计成一个整体模块，大大减少漏风和散热效果，同时在运输和安装上也大大降低工期和成本。

低温空预器17采用内搪瓷管，可以大幅度降低锅炉排烟温度和锅炉效率，同时可以防止低温堵灰，又可以避免低温腐蚀。

本发明的工作原理如下：

煤粉通过送粉风机输送到底置燃烧器1喷入立式炉膛5，同时，经低温预热器17、高温预热器15加热后的高温空气也进入燃烧器1与粉体燃料混合进入炉膛5进行猛烈悬浮燃烧，在炉膛燃烧换热后的高温烟气从炉膛5上方的出烟口9处转折180°向下进入高低温对流管束11进行对流换热，烟气再依次进入高温空预器15、余热设备16和低温空预器17后排入烟气净化系统除尘器18；在烟气净化系统内，烟气中的固体颗粒被清除掉，干净的预热空气从燃烧器1中再次喷入炉膛5下部。

高低温对流管束11、下部辐射段管组2、上部辐射段管组3、顶棚管组7和连接管4构成封闭的热媒循环系统。高低温对流管束11管中的热媒进入连接管4进入下部辐射段管组2，再进入上部辐射段管组3，然后再流经顶棚管组7进入外部管道输送到用热设备，期间产生的水汽可通过各部件的高排管排入高位槽再排入大气。导热油的流程遵循了低进高出的原则，热媒管内不积气，避免管子局部过热。在不减少受热面前提下，减短导热油在炉内的行程，降低导热油流阻，降低循环油泵运行电耗。

Claims (9)

1.一种低氮立式燃煤粉有机热载体锅炉，包括燃烧器(1)、下部辐射段管组(2)、上部辐射段管组(3)、连接管(4)、炉膛(5)、三次风管(6)、顶棚管组(7)、防爆门(8)、炉膛出烟口(9)、检修门(10)、高低温对流管束(11)、落灰管(12)、出渣机(13)、纵向通道(14)、高温空预器(15)、余热设备(16)、低温空预器(17)、除尘器(18)，其特征在于所述的炉膛(5)为立式结构，炉膛内设有下部辐射段管组(2)、上部辐射段管组(3)和顶棚管组(7)；所述的高低温对流管束(11)设置在与炉膛出烟口(9)联通的纵向通道(14)内；所述的高低温对流管束(11)、连接管(4)、下部辐射段管组(2)、上部辐射段管组(3)和顶棚管组(7)依次联通构成封闭的热媒循环系统；所述的连接管(4)设置在锅炉本体的外部。

2.如权利要求1所述的一种低氮燃煤粉有机热载体锅炉，其特征在于所述的连接管(4)设置在炉膛(5)与纵向通道(14)之间的外部通道(28)内。

3.如权利要求1所述的一种低氮燃煤粉有机热载体锅炉，其特征在于所述的下部辐射段管组(2)、上部辐射段管组(3)、顶棚管组(7)和高低温对流管束(11)与其各自对应部分的炉墙构成独立的模块(23、24、26、25)。

4.如权利要求1所述的一种低氮燃煤粉有机热载体锅炉，其特征在于所述的燃烧器(1)布置在炉膛的底部，且数量为单个或多个。

5.如权利要求1所述的一种低氮燃煤粉有机热载体锅炉，其特征在于所述的落灰管(12)、三次风管(6)和防爆门(8)分别设置在所述炉膛(5)的底部、中部和上部。

6.如权利要求1所述的一种低氮燃煤粉有机热载体锅炉，其特征在于所述的余热设备(16)设置在所述的高温空预器(15)和低温空预器(17)之间。

7.如权利要求1-6任何一项所述的一种低氮燃煤粉机热载体锅炉，其特征在于下部辐射管(2)、上部辐射管(3)和高低对流管束(10)分别设有两组，两组管束上下布置，且并联连接。

8.如权利要求1所述的一种低氮燃煤粉有机热载体锅炉，其特征在于炉膛中部的两侧均设有三次风管(6)。

9.如权利要求1所述的一种低氮燃煤粉有机热载体锅炉，其特征在于所述的低温空预器(17)采用内搪瓷管。