CN108931054A - 一种热风炉及控制其燃烧的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种热风炉及控制其燃烧的方法，属于热风炉技术领域。该热风炉中的立式旋风燃烧炉包括二次旋流风口，立式旋风燃烧炉的底部的侧面设有用于与立式调温炉连通的过渡烟道。立式调温炉的顶部和底部分别设有锅炉管道和三次进风口。该热风炉可适当降低从烟气出口处烟气的温度，以满足实际需求。其控制方法包括：调节二次风的风量以使二次风的风量加上一次风的风量仍然保持立式旋风燃烧炉处于还原性气氛，调节三次风的风量为总风量的15‑20％，调节烟气出口处烟气的温度为900‑1000℃。该方法既能达到较高的燃烧效率，又能满足立式旋风燃烧炉对出口烟气温度的要求，此外，还能保证整套设备系统平稳运转及符合环保要求。

Description

一种热风炉及控制其燃烧的方法
技术领域
本发明涉及热风炉技术领域，且特别涉及一种热风炉及控制其燃烧的方法。
背景技术
循环流化床锅炉是目前公认的燃煤热效率比较高的一项技术，对煤的颗粒度要求是小于10毫米的颗粒煤，其炉膛燃烧温度控制在900-1000℃，目的是减少氮氧化物的生成，由于燃烧温度低于煤灰的熔点，没有熔渣的产生，煤灰经旋风分离器，分离出大颗粒的煤灰，此煤灰再次进入循环流化床燃烧，较细的煤灰随烟气通过高温蒸汽段、低温蒸汽段、省煤器后被降温至300℃以下，通过除尘器进一步除尘，被排放入大气，其粉尘的收集很合理。但我们现有较多从煤提质后，由除尘器过滤出来的提质煤粉，粒度大多在0.2-0.05毫米之间，需要将这种煤粉就近使用，所以，流化床是排除在外了。
立式旋风炉，燃用粗煤粉，燃料和一次风从旋风筒顶部的叶片式燃烧器送入，二次风则以55-100米/秒的速度切向送入。立式旋风炉对煤种的适应范围比卧式旋风炉广，所需的风速和风压也较低，但燃烧不及卧式的强烈。旋风炉中燃烧温度高，可大1500℃-1600℃，形成的污染物质NOx等含量也较高，因此旋风炉在锅炉中已很少应用，直接将如此高的烟气温度直接引用也不符合要求。另外，如果按旋风锅炉出来的烟气使用，肯定温度过低，立式旋风炉在燃尽室上方布满了锅炉管道，其烟气出口温度已远小于900-1000℃，而我们需要的是900-1000℃的烟气通入一种热解设备，显然循环流化床燃烧温度与要求的相比，不符合要求。
如何既能将除尘后的煤粉作为原料，又能做到燃烧效率高，又能满足对出口烟气温度的要求，还要求保证整套设备系统平稳运转及符合环保要求的热风炉设备成为迫切需要。
发明内容
本发明的目的之一包括提供一种热风炉，该热风炉可适当降低从烟气出口处烟气的温度，以满足实际需求。
本发明的目的之二包括提供一种控制上述热风炉燃烧的方法，既能达到较高的燃烧效率，又能满足立式旋风燃烧炉对出口烟气温度的要求，此外，还能保证整套设备系统平稳运转及符合环保要求。
本发明解决其技术问题是采用包括以下技术方案来实现的：
本发明实施例提出了一种热风炉，其包括立式旋风燃烧炉以及立式调温炉。
立式旋风燃烧炉与立式调温炉并排设置，立式旋风燃烧炉包括筒体、叶片旋流型燃烧器、二次旋流风口以及渣口。
叶片旋流型燃烧器设置于筒体的顶部，二次旋流风口设置于筒体的靠近叶片旋流型燃烧器的一端，渣口设置于筒体的底部，立式旋风燃烧炉的底部的侧面还设有用于与立式调温炉的底部的侧面连通的过渡烟道。
立式调温炉的顶部设有用于降低烟气出口温度的锅炉管道，立式调温炉的底部还设有用于吹进不含煤粉的三次风的三次进风口。
进一步地，在本发明较佳实施例中，锅炉管道沿立式调温炉的轴向设置且由立式调温炉的顶部向底部延伸。
进一步地，在本发明较佳实施例中，立式调温炉还设有烟气出口，烟气出口设置于立式调温炉的侧壁且位于锅炉管道的靠近立式调温炉的顶部的一端。
进一步地，在本发明较佳实施例中，立式调温炉的底部设有燃尽炉膛，过渡烟道与燃尽炉膛连通，燃尽炉膛的与过渡烟道相对的侧壁设有烟气折流角。
进一步地，在本发明较佳实施例中，烟气折流角由燃尽炉膛的膛壁向过渡烟道凸出。
进一步地，在本发明较佳实施例中，烟气折流角为锐角。
进一步地，在本发明较佳实施例中，三次进风口位于烟气折流角的靠近立式调温炉的底部的一侧。
此外，本发明较佳实施例还提供了一种控制上述热风炉燃烧的方法，包括：调节经二次旋流风口进入的二次风的风量以使二次风的风量加上一次风的风量仍然保持立式旋风燃烧炉处于还原性气氛，调节三次风的风量为总风量的15-20％，调节烟气出口处烟气的温度为900-1000℃。
进一步地，在本发明较佳实施例中，调节总风中氧含量过剩系数为1.05-1.2。
进一步地，在本发明较佳实施例中，调节总风中氧含量过剩系数为1.1-1.15。
本发明实施例中热风炉及控制其燃烧的方法的有益效果包括：
本实施例所提供的热风炉通过在其上部设置锅炉管，可适当降低从烟气出口处烟气的温度，使烟气出口温度达到900-1000℃要求，以满足实际需求。
通过控制二次风量，使二次风加上一次风的风量仍然保持立式旋风燃烧炉处于还原性气氛，即燃烧处于不完全燃烧状态，NOx不易生成，而当还原性气氛及未充分燃烧的残碳进入燃尽炉膛后，在三次风的氧化下，还原性气氛及未充分燃烧的残碳进一步燃烧。
三次风含氧量占总风含氧量的15-20％，三次风同时增加总风量30％-50％的废热烟气，以降低三次燃烧温度，使燃烧温度控制在1100℃以下，使富氧时的燃烧仍不易产生NOx。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的具有1个立式旋风燃烧炉的热风炉的结构示意图；
图2为图1中Ⅱ处的放大图；
图3为本发明实施例提供的具有2个立式旋风燃烧炉的热风炉的结构示意图。
图标：1-立式旋风燃烧炉；101-第一立式旋风燃烧炉；102-第二立式旋风燃烧炉；11-筒体；12-叶片旋流型燃烧器；13-二次旋流风口；14-渣口；15-过渡烟道；151-第一过渡烟道；152-第二过渡烟道；2-立式调温炉；21-燃尽炉膛；22-锅炉管道；23-烟气折流角；231-第一折角壁；232-第二折角壁；233-第一烟气折流角；234-第二烟气折流角；24-三次进风口；25-烟气出口。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“垂直”等术语并不表示要求部件绝对垂直，而是可以稍微倾斜。如“垂直”仅仅是指其方向相对“水平”而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合实施例进行具体说明。
实施例
本发明实施例提供一种热风炉，参照图1与图2，该热风炉包括立式旋风燃烧炉1以及立式调温炉2。
立式旋风燃烧炉1与立式调温炉2并排设置，立式旋风燃烧炉1的底部的侧面设有用于与立式调温炉2的底部的侧面连通的过渡烟道15。
立式旋风燃烧炉1还包括筒体11、叶片旋流型燃烧器12、二次旋流风口13以及渣口14。
叶片旋流型燃烧器12设置于筒体11的顶部，二次旋流风口13设置于筒体11的靠近叶片旋流型燃烧器12的一端，渣口14设置于筒体11的底部。
立式调温炉2的顶部设有用于降低烟气出口25温度的锅炉管道22。可参考地，锅炉管道22可沿立式调温炉2的轴向设置且由立式调温炉2的顶部向底部延伸。较佳地，延伸长度不宜过长，否则成本大大增加。作为可选地，上述锅炉管道22可以为“U”型管道。
立式调温炉2还设有烟气出口25，烟气出口25设置于立式调温炉2的侧壁且位于锅炉管道22的靠近立式调温炉2的顶部的一端。也即锅炉管道22的长度大于烟气出口25沿立式调温炉2的轴向的长度。
通过上述设置，立式调温炉2中的烟气经锅炉管道22的降温作用后再从烟气出口25排出，从而有效降低了从烟气出口25处烟气的温度，使烟气出口25温度达到900-1000℃要求，以满足实际需求。
立式调温炉2的底部设有燃尽炉膛21，过渡烟道15与燃尽炉膛21连通，燃尽炉膛21的与过渡烟道15相对的侧壁设有烟气折流角23。通过设置折流角，可改善立式调温炉2内的流动情况，减轻燃尽炉膛21炉底死角和流动死滞区内的堆渣现象；此外，还有利于提高燃尽炉膛21的温度，提高燃尽度。
具体地，烟气折流角23由燃尽炉膛21的膛壁向过渡烟道15凸出。优选地，烟气折流角23为锐角。可以理解的，该烟气折流角23由第一折角壁231和第二折角壁232形成，第一折角壁231与第二折角壁232之间的夹角为锐角。更优地，烟气折流角23的顶角处为圆角。
进一步地，立式调温炉2的底部还设有用于吹进不含煤粉的三次风的三次进风口24且三次进风口24位于烟气折流角23的靠近立式调温炉2的底部的一侧，也即烟气折流角23位于三次进风口24的上方(非正上方)。通过设置三次进风口24，可降低煤粉在立式旋风燃烧炉1的进风系数，使立式旋风燃烧炉1的燃烧处于还原性气氛中，尽可能少产生氮氧化物NOx，提高环保友好性。
此外，立式旋风燃烧炉1的数量除了可以为1个以外，还可以为2个(请参照图3)。也即立式旋风燃烧炉1包括第一立式旋风燃烧炉101和第二立式旋风燃烧炉102。第一立式旋风燃烧炉101与第二立式旋风燃烧炉102以立式调温炉2的轴向为对称轴分别对称设置于立式调温炉2的两侧。
对应地，第一立式旋风燃烧炉101的底部的侧面设有第一过渡烟道151，第二立式旋风燃烧炉102的底部的侧面设有第二过渡烟道152，第一过渡烟道151与第二过渡烟道152均与立式调温炉2的底部的侧面连通
结合上述方案，燃尽炉膛21对称设置有第一烟气折流角233与第二烟气折流角234。第一烟气折流角233由燃尽炉膛21的膛壁向第一过渡烟道151凸出，第二烟气折流角234由燃尽炉膛21的膛壁向第二过渡烟道152凸出，且第一烟气折流角233的折角处与第二烟气折流角234的折角处具有间隙。
通过对称设置2个立式旋风燃烧炉1并对应在立式调温炉2的侧壁设置2个烟气折流角23，可有利于增加煤粉供应量，增加总的预热量，而不会成倍增加设备费用，同时，节约占地面积。
此外，本发明还提供了一种控制上述热风炉燃烧的方法，例如可包括：调节经二次旋流风口13进入的二次风的风量以使二次风的风量加上一次风的风量仍然保持立式旋风燃烧炉1处于还原性气氛，即使燃烧处于不完全燃烧状态，NOx不易生成。
进一步地，调节三次风的风量为总风量的15-20％，以使在还原性气氛及未充分燃烧的残碳进入燃尽炉膛21后，能够在三次风的氧化下，还原性气氛及未充分燃烧的残碳进一步得到燃烧。此外，三次风还能同时增加总风量的30-50％的废热烟气，以降低三次燃烧温度，使燃烧温度控制在1100℃以下，使富氧时的燃烧仍不易产生NOx。
较佳地，调节总风中氧含量过剩系数为1.05-1.2。更佳地，调节总风中氧含量过剩系数为1.1-1.15，进一步利于未充分燃烧的煤粉和还原性气氛再充分燃烧。
调节烟气出口25处烟气的温度为900-1000℃，既能确保燃烧顺利进行，又不易产生NOx，达到节能降耗环保的效果。
作为参考地，对热风炉进行以下调节：煤粉进给量为87吨/小时，一次常温风量为16.5万立方米/小时，二次风温280℃，二次风量46万立方米/小时，筒体11底部的渣口14部位温度1560℃，三次风温280℃，三次风量15万立方米/小时。同时，补充280℃的废烟气33万立方米/小时，燃尽炉膛21部位温度1080℃，烟气出口25处的温度980℃。
综上，本发明实施例所提供的热风炉通过在其上部设置锅炉管，可适当降低从烟气出口25处烟气的温度，使烟气出口25温度达到900-1000℃要求，以满足实际需求。提供更多控制上述热风炉燃烧的方法，既能达到较高的燃烧效率，又能满足立式旋风燃烧炉1对出口烟气温度的要求，此外，还能保证整套设备系统平稳运转及符合环保要求。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种热风炉，其特征在于，包括立式旋风燃烧炉以及立式调温炉；
所述立式旋风燃烧炉与所述立式调温炉并排设置，所述立式旋风燃烧炉包括筒体、叶片旋流型燃烧器、二次旋流风口以及渣口；
所述叶片旋流型燃烧器设置于所述筒体的顶部，所述二次旋流风口设置于所述筒体的靠近所述叶片旋流型燃烧器的一端，所述渣口设置于所述筒体的底部，所述立式旋风燃烧炉的底部的侧面还设有用于与所述立式调温炉的底部的侧面连通的过渡烟道；
所述立式调温炉的顶部设有用于降低烟气出口温度的锅炉管道，所述立式调温炉的底部还设有用于吹进不含煤粉的三次风的三次进风口。
2.根据权利要求1所述的热风炉，其特征在于，所述锅炉管道沿所述立式调温炉的轴向设置且由所述立式调温炉的顶部向底部延伸。
3.根据权利要求1所述的热风炉，其特征在于，所述立式调温炉还设有烟气出口，所述烟气出口设置于所述立式调温炉的侧壁且位于所述锅炉管道的靠近所述立式调温炉的顶部的一端。
4.根据权利要求1所述的热风炉，其特征在于，所述立式调温炉的底部设有燃尽炉膛，所述过渡烟道与所述燃尽炉膛连通，所述燃尽炉膛的与所述过渡烟道相对的侧壁设有烟气折流角。
5.根据权利要求4所述的热风炉，其特征在于，所述烟气折流角由所述燃尽炉膛的膛壁向所述过渡烟道凸出。
6.根据权利要求5所述的热风炉，其特征在于，所述烟气折流角为锐角。
7.根据权利要求4所述的热风炉，其特征在于，所述三次进风口位于所述烟气折流角的靠近所述立式调温炉的底部的一侧。
8.一种控制如权利要求1-7任一项所述的热风炉的燃烧的方法，其特征在于，包括：调节经所述二次旋流风口进入的二次风的风量以使所述二次风的风量加上一次风的风量仍然保持所述立式旋风燃烧炉处于还原性气氛，调节所述三次风的风量为总风量的15-20％，调节烟气出口处烟气的温度为900-1000℃。
9.根据权利要求8所述的热风炉，其特征在于，调节总风中氧含量过剩系数为1.05-1.2。
10.根据权利要求9所述的热风炉，其特征在于，调节总风中氧含量过剩系数为1.1-1.15。
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CN116086147A (zh) * 2022-12-19 2023-05-09 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种防止钛精矿低温干燥回转窑板结的装置及方法
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