CN111059526A - 一种提高燃煤效率的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高燃煤效率的系统，包括：沸腾炉(01)、一、二区换热器(02)以及与一、二区换热器(02)通过烟气管(05)相连的脱硫塔(06)。烟气管(05)上设置有与沸腾炉(01)顶部连通的第一烟气回流支管(07)以及与沸腾炉(01)底部连通的第二烟气回流支管(08)。沸腾炉(01)包括炉体(11)、将炉体(11)内部分为位于炉体(11)中上部的燃烧室(12)以及位于炉体(11)下部的风室(13)的多孔板(14)、烟气出口及烟气室(16)，风室(13)底部设置有至少一个空气入口及第二回流烟气入口，燃烧室(12)包括设置于一侧壁的进料口以及与第一烟气回流支管(07)连通的第一回流烟气入口。

Description

一种提高燃煤效率的系统

技术领域

本发明涉及供热领域，尤其涉及一种燃煤系统。

背景技术

燃煤供热是当前常用的供热方式之一，近年来，由于国家对节能、环保的要求提高，如何提高煤燃烧效率成为一个重要的课题。煤炭在燃烧的同时伴有煤气以及其它可燃性气体生成，还存在大量的没有燃烧完全的煤炭颗粒和尘粒。这些混合物由烟气卷带着，如果没有经过特殊的销烟和除尘措施就直接排入大气，会对大气造成严重污染。如果这些可燃气体和尘粒和没有燃尽的煤炭颗粒被充分燃尽，就可以做到清洁燃烧，以达到国家对环保的要求。

现有的燃煤系统中气体的氧含量通常在15％-16％之间，燃煤排放的烟气中氧含量11％-12％之间，燃煤系统中空气过剩系数高达2％-4％，煤燃烧效率较低。此外，现有的燃煤系统通常直接将烟气排放至大气中，没能利用其烟气中的余热，造成了烟气热量的浪费，同时排放至大气中的烟气温度过高会造成热污染。

因此，提供一种能够充分利用烟气余热、提高燃煤效率、降低环境污染的燃煤系统，是本领域需要解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种提高燃煤效率的系统，该提高燃煤效率的系统能够充分利用烟气余热、提高燃煤效率、降低环境污染。

根据本发明的一个方面，提供一种提高燃煤效率的系统，包括：沸腾炉、与沸腾炉相连的一、二区换热器以及与一、二区换热器通过烟气管相连的脱硫塔，脱硫塔包括与烟气管连通的含硫烟气入口以及脱硫烟气出口，脱硫塔的脱硫烟气出口通过排烟管连接至烟囱。其中，临近一、二区换热器在烟气管上设置有与沸腾炉顶部连通的第一烟气回流支管以及与沸腾炉底部连通的第二烟气回流支管。沸腾炉包括炉体、将炉体内部分为位于炉体中上部的燃烧室以及位于炉体下部的风室的多孔板、设置于炉体一侧的烟气出口以及与烟气出口连通的烟气室，风室底部设置有至少一个空气入口以及与第二烟气回流支管连通的第二回流烟气入口，燃烧室包括设置于一侧壁的进料口以及设置于燃烧室顶壁与第一烟气回流支管连通的第一回流烟气入口。来自第一烟气回流支管的部分烟气经第一回流烟气入口回流至燃烧室内以降低燃烧室顶壁的温度，来自第二烟气回流支管的部分烟气经第二回流烟气入口回流至风室内与来自空气入口的空气混合后共同作为助燃气通过多孔板进入燃烧室内助燃。

可选择地，第一烟气回流支管通过进烟管与沸腾炉连通，进烟管包括与沸腾炉的烟气室连通的第一进烟管、与燃烧室连通向燃烧室内延伸的第二进烟管以及与燃烧室连通向燃烧室内延伸的第三进烟管。

可选择地，第一进烟管向烟气室内延伸的长度小于烟气室高度的三分之一，第二进烟管向燃烧室内延伸至多孔板处，第三进烟管向燃烧室内延伸的长度为燃烧室高度的三分之一至二分之一。

可选择地，进烟管包括至少一根第一进烟管、至少一根第二进烟管以及至少二根第三进烟管，每根进烟管上分别设置有控制烟气量的阀门。

可选择地，沸腾炉的风内设置有用于检测风室内的助燃气的氧气含量的第一氧含量检测装置，沸腾炉的炉体外壁设置有与第一氧含量检测装置信号连接的第一氧含量显示装置。

可选择地，临近脱硫塔的脱硫烟气出口在排烟管上设置有检测并显示排烟管中流动的烟气包含的氧气含量的第二氧含量检测与显示装置。

可选择地，该提高燃煤效率的系统进一步包括设置于一、二区换热器与脱硫塔之间的三区换热器。

可选择地，该提高燃煤效率的系统进一步包括设置于三区换热器与脱硫之间的电除尘器以及设置于电除尘器部的拉链机，电除尘器包括设置于电除尘器顶壁一端部的烟气通入口、设置于电除尘器顶壁另一端部的除尘烟气出口、设置于电除尘器内部的固气分离网以及与烟气通入口同侧设置于电除尘底部的排渣口，拉链机与电除尘器的排渣口连通。

可选择地，临近脱硫塔的含硫烟气入口在烟气管外侧环绕设置于冷却水管与即将进入脱硫塔的烟气换热，冷却水管连接至水箱。

可选择地，第一烟气回流支管上设置有第一控制阀，第二烟气回流支管上设置有第二控制阀，烟气管上临近脱硫塔设置有第三控制阀，通过第一控制阀、第二控制阀以及第三控制阀调控烟气回流量与排放量。

本发明的有益效果为：

本发明的提高燃煤效率的系统设置有第一烟气回流支管将部分烟气回流通入燃烧室用于降低沸腾炉上部的温度，有效降低了炉膛上部温度，降低了炉膛斜墙结焦了几率，延长了沸腾炉的使用寿命。

本发明的提高燃煤效率的系统设置有第二烟气回流支管将部分烟气回流至风室中与空气混合，将风室内气体的氧含量降低至13％～14％，风室中的气体通入到燃烧室中助燃，节约助燃气中空气的用量，降低了脱硫塔排放至外界的烟气中的氧含量，提高燃煤效率。

本发明的提高燃煤效率的系统脱硫塔出口氧含量降至9％-10％，空气过剩系数1.5％-2.0％，外排烟温最低可降低至约60摄氏度，充分利用烟气余热并降低了对环境的热污染。

本发明的提高燃煤效率的系统将外排的热烟气回收利用，以降低整个燃煤系统的氧含量，充分利用烟气提高燃煤效率，减少热烟气损失。

本发明的提高燃煤效率的系统提高了煤燃烧的效率，燃煤效率达到96％～98％，传统燃煤系统的燃煤效率为93％～95％，本发明的提高燃煤效率的系统将燃煤效率提高了1％～5％。

本发明的提高燃煤效率的系统加快了整个系统的热循环，换热效率得到提高。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的提高燃煤效率的系统的结构示意图。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征向量可以相互任意组合。

如图1图示的实施例中，一种提高燃煤效率的系统，包括：沸腾炉01、与沸腾炉01相连的一、二区换热器02、与一、二区换热器02相连的三区换热器03、与三区换热器03相连的电除尘器04以及与电除尘器04通过烟气管05连接的脱硫塔06。其中，临近电除尘器04在烟气管05上设置有与沸腾炉01顶部连通的第一烟气回流支管07以及与沸腾炉01底部连通的第二烟气回流支管08。第一烟气回流支管07上设置有第一控制阀075，第二烟气回流支管08上设置有第二控制阀085，烟气管05上临近脱硫塔06设置有第三控制阀055。

如图1图示的实施例中，沸腾炉01包括炉体11、将炉体内部分为位于炉体中上部的燃烧室12以及位于炉体11下部的风室13的多孔板14、设置于炉体11一侧的烟气出口以及与烟气出口连通的烟气室16。多孔板14上均匀开设有若干通风口，多孔板14朝向燃烧室12一侧，在每个通风口上对应设置有一个风盖以将来自风室13的气体均匀喷入燃烧室12中，避免燃烧室12中煤燃烧生成的残渣下落堆积在多孔板14上造成燃烧室12通风不畅，降低煤燃烧效率。

如图1图示的实施例中，风室13底部设置有至少一个空气入口以及与第二烟气回流支管08连通的第二回流烟气入口。优选地，风室13底部设置有至少二个空气入口，临近每个空气入口处设置有流风机以将空气引入到风室13中。来自第二烟气回流支管08的烟气进入到风室13中与来自空气入口的空气混合以降低通入到燃烧室12中的助燃气体的氧气含量。优选地，目前，沸腾炉01燃煤通入的空气中含氧量为15％～16％，本发明的提高燃煤效率的系统进入到风室13的空气与第二回流烟气混合后含氧含量降低至13％～14％，降低助燃所需空气用量，降低燃煤所需的过剩的空气系数，空气过剩系数由2.0％-4.0％降低至1.5％-2.0％。

如图1图示的实施例中，燃烧室12包括设置于一侧壁的进料口(图未示)以及设置于燃烧室12顶壁与第一烟气回流支管07连通的第一回流烟气入口(未标号)。

如图1图示的实施例中，第一烟气回流支管07通过进烟管与沸腾炉01连通，进烟管包括与沸腾炉01的烟气室16连通的第一进烟管071、与燃烧室12连通向燃烧室12内延伸的第二进烟管073以及与燃烧室连通向燃烧室12内延伸的第三进烟管073。

优选地，第一进烟管071向烟气室内延伸的长度小于烟气室16高度的三分之一以降低烟气室顶壁的温度，第一烟气回流支管07通过至少一根第一进烟管071与烟气室16连通。

优选地，第二进烟管072向燃烧室12内延伸至多孔板14处向多孔板14吹风以避免多孔板14上堆积燃煤产生的残渣，第一烟气回流支管07通过至少一根第二进烟管072与燃烧室12连通。

优选地，第三进烟管向燃烧室12内延伸的长度为燃烧室12高度的三分之一至二分之一以降低燃烧室12顶壁的温度。第一烟气回流支管07通过至少二根第三进烟管073与燃烧室12连通。第一烟气回流支管07通过第三进烟管073将部分烟气回流通入燃烧室12用于降低沸腾炉01上部的温度，有效降低了炉膛上部温度，降低了炉膛斜墙结焦了几率，延长了沸腾炉01的使用寿命。

如图1图示的实施例中，烟气室16底部设置有至少一个排灰机165。优选地，烟气室16底部设置有至少二个排灰机165，燃烧室12排出的烟气中含有煤燃烧生成的残渣、焦油等杂质，如果全部通入到烟气管05中会附着在管道内壁中造成管道堵塞、降低管道使用寿命，通过排灰机165将烟气中的部分杂质排出能够降低烟气中的固体杂质以及焦油含量，延长烟气管05使用寿命。

如图1图示的实施例中，一、二区换热器02包括一、二区烟气流道(未标号)、一区空气流道(未标号)以及二区空气流道(未标号)。其中，沸腾炉01的燃烧室排出的烟气温度为850～880摄氏度，进入一、二区换热器02中与一区空气、二区空气换热后，烟气温度降低至250～280摄氏度。

如图1图示的实施例中，三区换热器03包括三区烟气流道(未标号)以及三区空气流道(未标号)，三区烟气流道中的烟气与三区空气流道中的空气相向流动，来自一、二区换热器02的烟气进入到三区换热器03中与三区空气化热口温度降低至150～160摄氏度。

如图1图示的实施例中，电除尘器04包括设置于电除尘器04顶壁一端部的烟气通入口(未标号)、设置于电除尘器04顶壁另一端部的除尘烟气出口(未标号)、设置于电除尘器04内部的固气分离网(未标号)以及与烟气通入口同侧设置于电除尘器04底部的排渣口(未标号)。电除尘器04的底部设置有与排渣口连通的拉链机045。烟气进入到电除尘器04，烟气通过固气分离网进入烟气管05。在此条件下，避免重新送入沸腾炉01利用的烟气中掺杂有固体杂质，降低煤燃烧效率。烟气中的固体杂质与烟气分离，固体杂质向下通过排渣口下落至拉链机045上，达到指定重量后统一回收。

如图1图示的实施例中，脱硫塔06包括与烟气管05连通的含硫烟气入口(未标号)以及脱硫烟气出口(未标号)，脱硫塔06的脱硫烟气出口通过排烟管连接至烟囱。优选地，临近脱硫塔06的含硫烟气入口在烟气管05外侧环绕设置于冷却水管09与即将进入脱硫塔06的烟气换热，冷却水管09连接至水箱，冷却水管09中循环流动0～5摄氏度的冷水。即将进入脱硫塔06脱硫的烟气与冷却水管09中的冷水换热后温度降至60～75摄氏度，经脱硫塔06脱硫后排入至大气中，降低对环境造成的热污染。

优选地，沸腾炉01的风室内设置有第一氧含量检测装置(图未示)，沸腾炉01的炉体11外壁设置有与第一氧含量检测装置信号连接的第一氧含量显示装置(图未示)。临近脱硫塔06的脱硫烟气出口在排烟管上设置有第二氧含量检测与显示装置(图未示)。在此条件下，操作人员可根据第一氧含量显示装置显示的风室内的气体的氧含量以及第二氧含量检测与显示装置显示的排出至外界的气体的氧含量，实时调控第一控制阀075、第二控制阀085、第三控制阀055控制风室13内的氧含量。

下面通过列表的方式示出本发明的提高燃煤效率的系统的部分实施例与普通燃煤锅炉的燃煤参数对比。

表1本发明部分实施例与对比例的参数表

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排它性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种提高燃煤效率的系统，其特征在于，包括：沸腾炉(01)、与所述沸腾炉(01)相连的一、二区换热器(02)以及与所述一、二区换热器(02)通过烟气管(05)相连的脱硫塔(06)，所述脱硫塔(06)包括与所述烟气管(05)连通的含硫烟气入口以及脱硫烟气出口，所述脱硫塔(06)的脱硫烟气出口通过排烟管连接至烟囱，其中，临近所述一、二区换热器(02)在所述烟气管(05)上设置有与所述沸腾炉(01)顶部连通的第一烟气回流支管(07)以及与所述沸腾炉(01)底部连通的第二烟气回流支管(08)；

所述沸腾炉(01)包括炉体(11)、将所述炉体(11)内部分为位于所述炉体(11)中上部的燃烧室(12)以及位于所述炉体(11)下部的风室(13)的多孔板(14)、设置于所述炉体(11)一侧的烟气出口以及与所述烟气出口连通的烟气室(16)，所述风室(13)底部设置有至少一个空气入口以及与所述第二烟气回流支管(08)连通的第二回流烟气入口，所述燃烧室(12)包括设置于一侧壁的进料口以及设置于所述燃烧室(12)顶壁与所述第一烟气回流支管(07)连通的第一回流烟气入口；

来自第一烟气回流支管(07)的部分烟气经所述第一回流烟气入口回流至所述燃烧室(12)内以降低所述所述燃烧室(12)顶壁的温度，来自第二烟气回流支管(08)的部分烟气经所述第二回流烟气入口回流至所述风室(13)内与来自所述空气入口的空气混合后共同作为助燃气通过所述多孔板(14)进入所述燃烧室(12)内助燃。

2.如权利要求1所述的提高燃煤效率的系统，其特征在于，所述第一烟气回流支管(07)通过进烟管与所述沸腾炉(01)连通，所述进烟管包括与所述沸腾炉(01)的所述烟气室(16)连通的第一进烟管(071)、与所述燃烧室(12)连通向所述燃烧室(12)内延伸的第二进烟管(072)以及与所述燃烧室(12)连通向所述燃烧室(12)内延伸的第三进烟管(073)。

3.如权利要求2所述的提高燃煤效率的系统，其特征在于，所述第一进烟管(071)向所述烟气室(16)内延伸的长度小于所述烟气室(16)高度的三分之一，所述第二进烟管(072)向所述燃烧室(12)内延伸至所述多孔板(14)处，所述第三进烟管(073)向所述燃烧室(12)内延伸的长度为所述燃烧室(12)高度的三分之一至二分之一。

4.如权利要求2所述的提高燃煤效率的系统，其特征在于，所述进烟管包括至少一根第一进烟管(071)、至少一根第二进烟管(072)以及至少二根第三进烟管(073)，每根进烟管上分别设置有控制烟气量的阀门。

5.如权利要求4所述的提高燃煤效率的系统，其特征在于，所述沸腾炉(01)的所述风室(13)内设置有用于检测所述风室内的助燃气的氧气含量的第一氧含量检测装置，所述沸腾炉(01)的炉体(11)外壁设置有与所述第一氧含量检测装置信号连接的第一氧含量显示装置。

6.如权利要求5所述的提高燃煤效率的系统，其特征在于，临近所述脱硫塔(06)的所述脱硫烟气出口在所述排烟管上设置有检测并显示所述排烟管中流动的烟气包含的氧气含量的第二氧含量检测与显示装置。

7.如权利要求1～6中任一项所述的提高燃煤效率的系统，其特征在于，进一步包括设置于所述一、二区换热器(02)与所述脱硫塔(06)之间的三区换热器(03)。

8.如权利要求7所述的提高燃煤效率的系统，其特征在于，进一步包括设置于所述三区换热器(03)与所述脱硫塔(06)之间的电除尘器(04)以及设置于所述电除尘器(04)底部的拉链机(045)，所述电除尘器(04)包括设置于所述电除尘器(04)顶壁一端部的烟气通入口、设置于所述电除尘器(04)顶壁另一端部的除尘烟气出口、设置于所述电除尘器(04)内部的固气分离网以及与所述烟气通入口同侧设置于所述电除尘器(04)底部的排渣口，所述拉链机(045)与所述电除尘器(04)的所述排渣口连通。

9.如权利要求8所述的提高燃煤效率的系统，其特征在于，临近所述脱硫塔(06)的含硫烟气入口在所述烟气管(05)外侧环绕设置于冷却水管(09)与即将进入所述脱硫塔(06)的烟气换热，所述冷却水管(09)连接至水箱。

10.如权利要求9所述的提高燃煤效率的系统，其特征在于，所述第一烟气回流支管(07)上设置有第一控制阀(075)，所述第二烟气回流支管(08)上设置有第二控制阀(085)，所述烟气管(05)上临近所述脱硫塔(06)设置有第三控制阀(055)，通过所述第一控制阀(075)、第二控制阀(085)以及所述第三控制阀(055)调控烟气回流量与排放量。

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