CN1070464A - 一种煤用锅炉的燃烧方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种锅炉的燃烧方法，采用简单的设 备对煤进行块、粉分离，并将块煤、粉煤分别加入对块 煤进行层燃对粉煤进行室燃。并且两种燃烧同时进 行，提高了煤的燃烧效果。有利于当前燃料用煤粒度 变小，块、粉状煤混杂的统配煤。为提高锅炉的热强 度和热效率提供了一条新的途径。本方法既适用于 锅炉本体设计，也适用于链条炉的改造。

Description

本发明属于燃烧设备领域，尤其涉及同时燃烧块状煤和粉状煤相混杂的煤用锅炉。

目前以锅炉为代表的燃煤装置应用极广，对于一般中小型负荷的锅炉，以固定床链条炉和流化床沸腾炉为主，但不论是链条锅炉还是沸腾锅炉在目前的应用中还有不近满意之处。链条炉在运行过程中有燃烧稳定，机械化程度高，无周期性优点，但是链条炉却存在着单面引火，由上向下燃烧，造成固体不完全燃烧损失增大。同时近年来随着煤碳采掘机械化与洗煤工艺的开展，燃料用煤粒度变小，粉状煤成份增加，这更增加了链条炉的燃烧困难。粉状煤成份的增加，导致链条上煤层通风性变差。块、粉状煤在链条上放置不匀还容易导致穿空。针对粉状煤问题，有人采用了粉状煤压制成型技术（专利CN86102302A）。这在一定成度上提高了燃烧效率，但仍存在着单面引火性能差的问题。同时对于单面引火问题有人采用了变烧技术（专利CN87100395A）。这种方法可以解决单面着火问题。但设备复杂，提高了锅炉成本。同时也易造成链条烧损。而且这种方法只适应小型锅炉。因此链条炉在运行过程中存在的问题，目前有了一些解决方法但仍不理想。

另一种大规模使用的炉型是沸腾炉。沸腾炉具有许多优点，较差的燃料也能使用，但沸腾炉也有缺点，燃烧损失大，即飞灰带走的损失很大，同时电耗也很大，新式的沸腾炉采用了循环床以后增加了分离器，降低了飞灰损失，但由于分离器的增加使成本提高。同时在北方，对于低硫煤来说，沸腾炉应用还不广泛。风机电耗大的问题至今尚未解决。

将链条炉和沸腾炉结合为一体的燃烧方法曾有人尝试过，（专利CN1032583A）就是利用沸腾燃烧技术将层燃后的炉渣二次燃烧，达到节能的目的。本发明也充分吸收链条炉和沸腾炉的优点。但本发明与专利CN1032583A不同。本发明充分利用燃料的特性，兼容层燃与室燃的优点，使层燃与室燃同时进行，完成燃烧过程，本发明即适合锅炉本体的设计，也适用于链条炉的改造。

本发明的目的在于提供一种兼有链条炉和沸腾炉两者特性的燃煤锅炉装置。具有层燃和室燃同时进行的优点，即提高煤的燃烧效率，又达到节能的目的。

本发明的主要特征是：采用简单的振动筛对煤进行块、粉分离，把块煤和粉煤分别加入到层燃和室燃。粉煤在加煤过程中，使用螺旋给煤机，粉煤在预热管内流动时被预热，同时预热管内有45度斜坡铁增加预热效果，最后粉煤被预热的高速二次风引射入炉膛，使层燃和室燃同时完成。

图1、煤的块粉分离装置简图，

图2、本发明的结构简图，

图3、预热管的剖面图，

图4、本发明的工艺流程图。

[1]振动电机、[2]粗网筛、[3]细网筛、[4]抓煤吊斗、[5]块煤仓、[6]粉煤仓、[7]粉煤斗、[8]螺旋式给煤机、[9]振动电机、[10]45度斜坡铁、[11]预热管、[12]二次风喷咀、[13]块煤斗、[14]室燃部分、[15]层燃部分。

以下结合附图详细描述

本发明技术方案。本发明采用振动电机[1]来驱动双层筛网[2]和[3]，抓煤吊斗[4]将煤放到双层筛网上进行煤的块、粉分离，块煤滑入块煤仓[5]，粉煤落入粉煤仓[6]，粉煤的临界粒径可由筛选设备孔径大小来控制，根据需要进行调节，这样就分别为层燃和室燃做好了准备。

链条炉燃用块状煤是较为理想的，因块煤之间间隙较大，能使煤碳与空气很好地接触，为引燃和充分燃烧提供了很好的条件，同样粉煤更适合室燃，上边的块，粉分离即为这种燃烧做好了准备。

在燃烧部分，整个锅炉的结构如图2，分离后的块状煤由块煤斗[13]直接加入到链条炉排上进行层燃。粉煤的加入则由专门的粉煤斗[7]经螺旋给煤机[8]将粉煤送入两根预热管[11]进行预热，为防止粉煤在管内结焦，采用振动电机[9]振动预热管[11]，粉煤在预热管垂直段内流经5～10个45度斜坡铁[10]，使粉煤流速放慢，增加预热效果、预热管位于炉膛内侧贴炉膛壁处，斜坡铁个数可根据需要放置，同时给煤量也可由带动螺旋给煤机的调速电机来控制，粉煤在流到预热管底部时，被预热的二次风经喷咀[12]引射入炉膛。二次风喷咀相对，但又错开。这种布置能使二次风形成很好的环流扰动。二次风可用预热器预热，也可用炉膛烟气，预热的二次风和粉煤进入炉膛后立刻燃烧，二次风和粉煤喷出位置在固定燃烧层上方大约1米处。层燃和室燃互相作用，同时进行。

本发明的优点在于燃烧效果好和成本低两方面。首先是燃烧效果好，对于层燃部，链条炉排上都是块状煤所以通风性能好，同时由于 上部有室燃区，所以链条炉排上的煤层可比原负荷时的煤层或薄三分之一，同时受室燃区高温辐射，所以层燃部分即具备了温度条件也具备了与空气充分接触的条件，因而链条炉排上的层燃部着火条件和燃烧效果都大大提高，对于室燃部，由于粉煤和二次风在进入燃烧前都经过了充分预热，所以燃烧条件非常好，燃烧理论说明在温度t＜1200℃时，燃烧速度取绝于温度燃烧速度和温度成指数关系。在室燃区一般温度不超过1200℃，所以只要充分预热粉煤和二次风，同时在下部层燃的热辐射作用下，燃烧效果是很好的。

同时需要说明的是对于一般室燃来说飞灰损失较大，因此降低飞灰损失对于提高室燃效果是十分重要的。一般的室燃炉一次风速很高，因此飞灰损失较大。本发明只使用一般链条炉使用的风机即可。因此风速不高，所以飞灰损失较一般沸腾炉低，同时本发明中使用较高速的二次风在炉膛内形成很好的扰动，提高了烟气在炉膛内停留的时间。增加了室燃的效果。同时下部有固定层燃，所以对燃烧结渣也不敏感。

这种层燃与室燃混合燃烧的方法大大地提高了锅炉的热强度（与一般链条炉比）。同时另一优点是改造投资少。这种燃烧方式即不需要制做型煤，也不需要磨制粉煤。只是对统配煤进行简单的分离，分离设备只需两部振动电机和两层筛网，其次锅炉只使用一般风机即可，不需要高压风机，电耗小，飞灰损失也小，粉煤的输送设备用一部功率不大的螺旋式给煤机即可。再就是预热管及振动电机和二次风喷咀，所有这些装置的成本都很便宜，但获得的经济效益却很可观，如沈阳第四橡胶厂采用了上述方法对一台锅炉进行改造。该炉的负荷为20吨/小时，年耗煤量为30000吨。

锅炉进行改造后，热效率提高了4%，这样省煤量为30000×4%＝1200吨。每吨煤价格143元/吨，这样年节省费用为1200×143＝176400元。因此改造投资在三个月内就收回。可以看出，经济效益是十分可观。因而，本发明具有很好的推广价值。

实施例：

沈阳第四橡胶厂采用上述方法对一台杭州锅炉厂生产的SHL20-13AⅡ型锅炉进行了改造，该锅炉的负荷为20吨/小时。年耗煤量为30000吨。

改造过程中，在保持其条炉排固定床层燃不变的基础上，在炉膛内增加了粉煤的室燃设备，螺旋给煤机由一台1千瓦的电机带动，两根预热管采用耐热铸铁，直径为200mm，入口倾斜段为25度。垂直段有6个45度斜坡铁。振动预热管的电机为0.4千瓦，二次风采用本厂的压缩空气，由一个专门的空气预热器预热，压缩空气的压力为6kg/cm²。二次风喷咀距离链条炉排900mm。其布置方式与说明书中所说的相同。

煤的分离设备由粗细两层筛网构成一个振动筛。振动筛由一个0.6千瓦的振动电机带动。输煤系统采用原来的皮带运输机。不需额外增加设备。

在整个改造过程中，投资总共是4万元。年节省的费用是17164万元，经济效益十分显著。同时也彻底改善了该厂锅炉的运行记录，对生产起到了很好的促进作用。

Claims (1)

1、一种煤用锅炉的燃烧装置，它包括煤的分离系统、加煤系统和炉内燃烧，炉内燃烧包括层燃和室燃，

(1)煤的分离系统：采用振动电机[1]带动由筛网[2][3]组成的振动筛，对统配煤进行分离，块状煤进入块煤仓[5]，而后输送到块煤斗[13]，粉状煤进入粉煤仓[6]，而后输送到粉煤斗[7]；

(2)加煤系统：将块煤、粉煤分别加入锅炉，块煤斗[13]的块煤加入层燃部[15]，粉煤斗[7]的粉煤加入室燃部[14]，用螺旋给煤机[8]将粉煤送入两根预热管[11]，预热管内有4～10个45度斜坡铁[10]，预热管位于炉膛内贴壁处，粉煤在管内流动时，受到高温管壁的预热；为防止预热管壁结焦，采用振动电机[9]对预热管[11]进行定期振动；

(3)炉内燃烧：炉内燃烧是层燃[15]和室燃[14]同时进行，在同一炉膛内，同时在室燃部[14]，采用高速预热的二次风经喷咀[12]将粉煤引射入炉膛，同时二次风喷咀相对错位布置，二次风能在炉膛内形成环流扰动。

Images