CN112432159B - 一种反α形火焰配风式层燃炉燃烧系统及方法 - Google Patents

一种反α形火焰配风式层燃炉燃烧系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112432159B
CN112432159B CN202011309416.3A CN202011309416A CN112432159B CN 112432159 B CN112432159 B CN 112432159B CN 202011309416 A CN202011309416 A CN 202011309416A CN 112432159 B CN112432159 B CN 112432159B
Authority
CN
China
Prior art keywords
arch
area
air distribution
combustion
smoke exhaust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011309416.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112432159A (zh
Inventor
杜谦
高建民
栾积毅
赵义军
冷浩
崔朝阳
赵广播
吴少华
秦裕琨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN202011309416.3A priority Critical patent/CN112432159B/zh
Publication of CN112432159A publication Critical patent/CN112432159A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112432159B publication Critical patent/CN112432159B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B30/00—Combustion apparatus with driven means for agitating the burning fuel; Combustion apparatus with driven means for advancing the burning fuel through the combustion chamber
    • F23B30/02—Combustion apparatus with driven means for agitating the burning fuel; Combustion apparatus with driven means for advancing the burning fuel through the combustion chamber with movable, e.g. vibratable, fuel-supporting surfaces; with fuel-supporting surfaces that have movable parts
    • F23B30/06—Combustion apparatus with driven means for agitating the burning fuel; Combustion apparatus with driven means for advancing the burning fuel through the combustion chamber with movable, e.g. vibratable, fuel-supporting surfaces; with fuel-supporting surfaces that have movable parts with fuel supporting surfaces that are specially adapted for advancing fuel through the combustion zone
    • F23B30/08—Combustion apparatus with driven means for agitating the burning fuel; Combustion apparatus with driven means for advancing the burning fuel through the combustion chamber with movable, e.g. vibratable, fuel-supporting surfaces; with fuel-supporting surfaces that have movable parts with fuel supporting surfaces that are specially adapted for advancing fuel through the combustion zone with fuel-supporting surfaces that move through the combustion zone, e.g. with chain grates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B80/00—Combustion apparatus characterised by means creating a distinct flow path for flue gases or for non-combusted gases given off by the fuel
    • F23B80/02—Combustion apparatus characterised by means creating a distinct flow path for flue gases or for non-combusted gases given off by the fuel by means for returning flue gases to the combustion chamber or to the combustion zone
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M5/00—Casings; Linings; Walls
    • F23M5/06—Crowns or roofs for combustion chambers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Air Supply (AREA)

Abstract

一种反α形火焰配风式层燃炉燃烧系统及方法，它属于锅炉技术领域。它包括前拱、后拱、炉排和配风系统；前拱和后拱分别倾斜布置，前拱的顶部高度小于后拱的顶部高度，后拱的长度小与前拱的长度，且前拱与后拱的夹角为钝角，前拱、后拱和分隔板分隔为前区和后区，前区为燃烧区，后区为冷却区；所述配风系统包括主管、风机、排烟管和多个配风管；排烟管和多个配风管的一端与主管连接，多个配风管的另一端分别由前拱或后拱伸入燃烧室，每个配风管上设有一个调节阀，排烟管的另一端伸入冷却排烟区，主管与现有锅炉的空气预热器连通，主管和排烟管上分别设有一个风机。本发明减少氮氧化合物生成，减少排烟损失。

Description

一种反α形火焰配风式层燃炉燃烧系统及方法
技术领域
本发明涉及一种锅炉及锅炉燃烧方法，具体涉及一种反α形火焰配风式层燃炉燃烧系统及方法，属于锅炉技术领域。
背景技术
层燃炉因结构简单、操作方便和对司炉人员素质要求不高而被广泛使用,据统计其在工业锅炉中占比高达90％,应用遍及建材、化工、印染、热处理、制药等诸多行业领域，是我国锅炉一种重要的燃烧方式。层燃炉的热损失是影响其燃烧效率的因素,现有的层燃率存在以下问题：
1、现有的层燃炉燃烧控制不佳，煤层燃尽困难，数据表明在很多情况下炉排灰渣含炭量可达30％-40％。如发明专利申请《一种往复炉排层燃炉》(申请号：201310365289.2，申请日：2013.08.19)利用后拱再辐射将煤引燃，加长炉排使煤燃尽，并未彻底解决煤燃尽困难的问题且使炉体尺寸增大。
2、采用前后拱形成的α火焰，由于前部高挥发分的气流和后部高温富氧气流难以实现良好的混合，为燃尽可燃气体，使得烟气中未燃尽气体较多,存在烟气中过量空气系数较大的问题,造成排烟热损失较大；；同时在低负荷工况下，α火焰难以形成，烟气中和未燃尽气体更多。排烟热损失在锅炉热损失中占有很大比重，降低排烟热损失是锅炉节能方向之一。如发明专利《一种层燃炉氮氧化物排放量的复合控制系统》(专利号：ZL201610963638.4，申请日：2016.10.28)采用PLC控制系统内嵌层燃炉分级燃烧控制系统，通过现场测量和数值模拟仿真，获得不同负荷下层燃炉内高度方向的温度场分布，并建立层燃炉温度场数据库，未完全解决未燃尽气体过多的问题。
3、层燃炉α火焰将后拱高氧高温的烟气卷入到热解区，使氮氧化物大量生成。目前,层燃炉NOx排放控制技术主要以烟气再循环和选择性非催化还原(SNCR)为主或其联合技术。烟气再循环技术存在灰渣含碳量升高和进一步降低炉膛温度等问题,导致层燃炉热效率下降。SNCR技术因层燃炉炉膛空间有限和炉温偏低,多选用反应温度较低的氨水为还原剂,经常遇到有效喷氨点寻找困难、还原反应时间不足、氨逃逸率上升等问题，氨逃逸也会产生严重的大气污染问题。如发明专利申请《一种用于链条炉的和烟气再循环耦合脱硝系统》(申请号：201610817509.4，申请日：2016.09.12)采用耦合技术，存在所述的容易造成炉膛温度分布不均匀、空间有限及温度偏低的问题。
发明内容
本发明为了解决上述问题，而提供一种反α形火焰配分式层燃炉燃烧系统及低氮燃烧方法。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
一种反α形火焰配风式层燃炉燃烧系统，它包括前拱、后拱、炉排和配风系统；前拱和后拱的下方设置有炉排；前拱和后拱分别倾斜布置，前拱的顶部高度小于后拱的顶部高度，后拱的长度小与前拱的长度，且前拱与后拱的夹角为钝角，前拱、后拱和分隔板分隔为前区和后区，前区为燃烧区，后区为冷却区，前拱和后拱之间的燃烧区可产生反α形火焰；配风系统包括主管、风机、排烟管和多个配风管；排烟管和多个配风管的一端与主管连接，多个配风管的另一端分别由前拱或后拱伸入燃烧室，每个配风管上设有一个调节阀，排烟管的另一端伸入冷却排烟区，主管与现有锅炉的空气预热器连通，主管和排烟管上分别设有一个风机。
一种低氮燃烧方法，包括：由风机驱动从空气预热器来的热空气送入主管，与由风机驱动从冷却区出来的高温烟气混合后，煤粉燃烧后的炉渣落入后拱的末端，风机将炉渣未燃尽挥发分和未燃尽的气体通过排烟管带入主管内并与主管内的热空气混合，混合后的高温气体经配风管送入燃烧区，再循环燃烧，燃烧产生反α形火焰，使燃烧更加充分。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
一、通过将前拱设置的比后拱低，前拱的倾斜角度小于后拱的倾斜角度，前拱相对较长较低，而后拱设计较短较高，使煤粉燃烧时形成反α形火焰，并设置配风系统使燃烧的烟气与预热的空气混合再循环燃烧，解决未燃尽气体过多的问题，同时高温的烟气有助于燃烧并提高燃尽区的燃烧温度，减少灰渣含碳量和固相未完全燃烧损失。前拱和后拱之间燃烧区产生反α形火焰，避免高氧高温的烟气卷入热解区(前拱下端位置)，减少氮氧化物生成。
二、针对炉排上燃烧产生的未燃尽挥发分和未燃尽气体，在炉排的对应位置，从前拱或后拱引入从冷却区来的高温烟气及空气预热器过来的热空气的混合高温气体，利用配分系统实现燃烧过程的精准配风，一方面使未燃尽气体充分燃烧，进一步减少氮氧化物生成，减少气相未完全燃烧损失，同时降低助燃空气量，降低过剩空气系数，从而减少排烟热损失。
三、煤加入锅炉后水分先蒸发，继而挥发分挥发，温度高则挥发速率快。挥发分都是碳氢化合物，它挥发后形成何种物质，与其挥发时是在富氧环境中，还是在缺氧环境中差别很大。在富氧情况下挥发时，碳氢化物有氧存在就成为羟基化合物，羟基化合物与氧又生成醛。一部分醛直接燃烧生成H2O及CO2；另一部分分解成H2及CO，然后燃烧，而H2及CO很容易燃烧。挥发分在缺氧情况下挥发时，由于缺氧，不可能形成羟基化合物，而进行热分解形成H2及炭黑(C)。H2很容易燃烧生成H2O，进而造成着火困难；通过引入高温富氧烟气，促进挥发分析出并形成易着火成分，解决前拱的热解区(前拱下方区域)着火问题。
附图说明
图1是本发明示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明，本实施方式大的一种反α形火焰配风式层燃炉燃烧系统，它包括前拱1、后拱2和炉排3；前拱1和后拱2的下方设置有炉排3；还包括配风系统4；前拱1和后拱2分别倾斜布置，前拱1的顶部高度HA小于后拱2的顶部高度HB，后拱2的长度小与前拱1的长度，且前拱1与后拱2的夹角为钝角，前拱、后拱和分隔板分隔为前区和后区，前区为燃烧区，后区为冷却区，前拱1和后拱2之间的燃烧区可产生反α形火焰；配风系统4包括主管4-1、风机、排烟管4-2和多个配风管4-3；排烟管4-2和多个配风管4-3的一端与主管4-1连接，多个配风管4-3的另一端分别由前拱1或后拱2伸入燃烧室，每个配风管4-3上设有一个调节阀，排烟管4-2的另一端伸入冷却排烟区，主管4-1与现有锅炉的空气预热器连通，主管4-1和排烟管4-2上分别设有一个风机。
具体实施方式二：结合图1说明，本实施方式多个配风管4-3中的一个配风管4-3伸入前拱1下方的热解区。前拱下方由左至右分别为预热区、热解区和着火区，中间为主燃区，右侧是燃尽区5。通过向前拱1的热解区通入高温混合烟气，解决前拱1的热解区着火困难的问题。高温气体引入前拱的热解区，引燃热气，从而解决点火问题；利用冷却区降低从炉排排出的灰渣温度，降低灰渣物理热损失，同时从冷却区排出的富氧高温烟气引入前后拱，使这部分气体得到充分利用。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明，本实施方式所述前拱1与水平面的夹角β为25°-30°。如此设置，尽可能增长前拱1的长度，使燃烧的火焰在前拱1与后拱2形成反α火焰。其它组成和连接关系与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图1说明，本实施方式所述后拱2与水平面的夹角θ为40°-45°。如此设置，使前拱1的长度大于后拱2的长度，使燃烧的火焰在前拱1与后拱2形成反α形火焰。其它组成和连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1说明，本实施方式一种反α形火焰配风式层燃炉燃烧系统的低氮燃烧方法包括如下：由风机驱动从空气预热器来的热空气送入主管4-1，与由风机驱动从冷却区出来的高温烟气混合后，煤粉燃烧后的炉渣落入后拱2的末端，风机将炉渣未燃尽挥发分和未燃尽的气体通过排烟管4-2带入主管4-1内并与主管4-1内的热空气混合，混合后的高温气体经配风管4-3送入燃烧区，再循环燃烧，使燃烧更加充分。

Claims (3)

1.一种反α形火焰配风式层燃炉燃烧系统的低氮燃烧方法，其特征在于：所述燃烧系统包含前拱（1）、后拱（2）和炉排（3）；前拱（1）和后拱（2）的下方设置有炉排（3）；
前拱（1）和后拱（2）分别倾斜布置，前拱（1）的顶部高度（H1）小于后拱（2）的顶部高度（H2），后拱（2）的长度小与前拱（1）的长度，且前拱（1）与后拱（2）的夹角为钝角，前拱、后拱和分隔板分隔为前区和后区，前区为燃烧区，后区为冷却区，前拱（1）和后拱（2）之间的燃烧区可产生反α形火焰；
所述燃烧系统还包括配风系统，所述配风系统包括主管（4-1）、风机、排烟管（4-2）和多个配风管（4-3）；排烟管（4-2）和多个配风管（4-3）的一端与主管（4-1）连接，多个配风管（4-3）的另一端分别由前拱（1）或后拱（2）伸入燃烧室，每个配风管（4-3）上设有一个调节阀，排烟管（4-2）的另一端伸入冷却排烟区，主管（4-1）与现有锅炉的空气预热器连通，主管（4-1）和排烟管（4-2）上分别设有一个风机；
所述方法包含：前拱下方由左至右分别为预热区、热解区和着火区，中间为主燃区，右侧是燃尽区5，多个配风管（4-3）中的一个配风管（4-3）伸入前拱（1）下方的热解区，由风机驱动从空气预热器来的热空气送入主管（4-1），与由风机驱动从冷却区出来的高温烟气混合后，煤粉燃烧后的炉渣落入后拱（2）的末端，风机将炉渣未燃尽挥发分和未燃尽的气体通过排烟管（4-2）带入主管（4-1）内并与主管（4-1）内的热空气混合，混合后的高温气体经配风管（4-3）送入燃烧区，再循环燃烧，使燃烧更加充分。
2.根据权利要求1所述的一种反α形火焰配风式层燃炉燃烧系统的低氮燃烧方法，其特征在于：所述前拱（1）与水平面的夹角（β）为25°-30°。
3.根据权利要求2所述的一种反α形火焰配风式层燃炉燃烧系统的低氮燃烧方法，其特征在于：所述后拱（2）与水平面的夹角（θ）为40°-45°。
CN202011309416.3A 2020-11-20 2020-11-20 一种反α形火焰配风式层燃炉燃烧系统及方法 Active CN112432159B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011309416.3A CN112432159B (zh) 2020-11-20 2020-11-20 一种反α形火焰配风式层燃炉燃烧系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011309416.3A CN112432159B (zh) 2020-11-20 2020-11-20 一种反α形火焰配风式层燃炉燃烧系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112432159A CN112432159A (zh) 2021-03-02
CN112432159B true CN112432159B (zh) 2023-07-04

Family

ID=74693066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011309416.3A Active CN112432159B (zh) 2020-11-20 2020-11-20 一种反α形火焰配风式层燃炉燃烧系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112432159B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN210463572U (zh) * 2019-05-22 2020-05-05 蛟河市守庆新能源有限责任公司 一种半气化燃烧生物质热风炉
CN111156538A (zh) * 2020-02-28 2020-05-15 江华 一种燃煤锅炉改造为生物质燃料锅炉的方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE970357C (de) * 1945-06-26 1958-09-11 Russell Pearce Heuer Siemens-Martin-Ofen
SU1657859A1 (ru) * 1988-09-15 1991-06-23 Украинский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по обогащению и брикетированию углей Топка
CN2250475Y (zh) * 1995-11-02 1997-03-26 宁夏三新技术有限公司 抛煤机锅炉的燃烧装置
CN2386381Y (zh) * 1999-02-10 2000-07-05 山东工业大学 层燃锅炉高效清洁分段燃烧装置
CN103925610A (zh) * 2014-04-30 2014-07-16 河南农业大学 生物质链条锅炉新型炉拱
CN204100226U (zh) * 2014-07-24 2015-01-14 泉州市天龙环境工程有限公司 一种链条炉烟气再循环利用减少氮氧化物排放的装置
CN105202512A (zh) * 2015-10-21 2015-12-30 邢献军 一种高效换热锅炉装置
CN205227293U (zh) * 2015-11-17 2016-05-11 无锡华光新动力环保科技股份有限公司 多煤种适应性可调节烟气再循环的低NOx排放链条炉
CN105841164A (zh) * 2016-06-04 2016-08-10 上海市环境工程设计科学研究院有限公司 一种抽取燃尽段顶空热烟气通入干燥段的垃圾焚烧炉
CN106594710B (zh) * 2016-12-19 2018-09-07 哈尔滨工业大学 一种独立分区层燃烟气循环燃烧系统及其使用方法
CN208349281U (zh) * 2018-06-11 2019-01-08 吉林宏日新能源股份有限公司 针对抛煤机炉改燃生物质的新型炉拱锅炉

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN210463572U (zh) * 2019-05-22 2020-05-05 蛟河市守庆新能源有限责任公司 一种半气化燃烧生物质热风炉
CN111156538A (zh) * 2020-02-28 2020-05-15 江华 一种燃煤锅炉改造为生物质燃料锅炉的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SZL型热水锅炉炉拱改造及效果;闫河军;欧阳文华;;工业锅炉(第05期);第47-49页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112432159A (zh) 2021-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105020700B (zh) 一种层燃锅炉组合脱硝装置与方法
US11555610B2 (en) Comprehensive utilization system for high-temperature gasification and low-nitrogen combustion of biomass
CN104296128A (zh) 一种链条炉烟气再循环利用减少氮氧化物排放的装置和方法
CN111928237A (zh) 基于循环流化床锅炉掺烧化工废气的掺烧喷口及掺烧方法
CN101839473A (zh) 烟气循环高温空气节能环保燃烧技术
CN101285576A (zh) 低热值燃气高温空气燃烧系统及方法
CN204042867U (zh) 一种低氮燃烧锅炉系统
CN104728830A (zh) 链条锅炉复式再循环低氮燃烧方法
CN112432159B (zh) 一种反α形火焰配风式层燃炉燃烧系统及方法
CN1053701C (zh) 一种高炉热风炉煤气、助燃空气双预热的工艺方法
CN109751592B (zh) 一种工业燃煤层燃炉掺烧半焦的系统与方法
CN107860011B (zh) 一种带炭黑干燥废气处理的炭黑尾气焚烧锅炉
CN113028445A (zh) 一种基于局部气化技术的生物质低氮燃烧锅炉
CN209801462U (zh) 一种烟气再循环的链条炉
CN113405104A (zh) 一种大容量高负荷的双炉膛垃圾焚烧装置
CN112555865A (zh) 一种炭黑尾气锅炉以及炭黑尾气处理方法
CN205700087U (zh) 一种利用煤气发生炉对水泥分解炉进行脱硝的装置
CN217877169U (zh) 一种低氮燃烧加热炉
CN113154382B (zh) 一种低NOx燃烧器及使用方法
CN220828848U (zh) 燃煤层燃锅炉烟气再循环深度分级系统
CN212456897U (zh) 一种炭黑尾气锅炉
CN112923391B (zh) 可降低加热炉尾气nox排放的空气预热器及使用方法
CN217979280U (zh) 一种超低氮排放燃气热风炉
CN220288249U (zh) 一种用于调节轧钢加热炉空烟和煤烟脱硝烟气温度的系统
CN213273195U (zh) 一种低氮排放的燃气热水器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant