CN1928429A - 一种固定床燃煤锅炉的燃烧方法及其专用链条锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及固定床燃煤锅炉，具体地说是一种固定床燃煤锅炉的燃烧操作方法及其专用链条锅炉；本发明采用直径15～50mm型煤粒入炉，煤粒进入炉排前于入煤口采用锅炉尾部高温烟气预热，使煤层温度达300～500℃，在锅炉靠近入煤口侧的进风口处引入炉尾部烟气，控制燃烧煤层温度在1000～1200℃，在锅炉靠近出渣口侧的进风口处通入冷空气，控制出渣温度60～200℃。本发明特别适用于链条锅炉，使其能燃烧3000卡/kg原煤，并可燃烧一定的工业废液及城市废弃物等；可提高热效率3～10％；并实现炉内部分脱硫；脱硝，减少烟气中的二氧化硫、氮氧化合物含量以及飞灰含量，同时改变了灰渣成分，可生产新型工业、农业产品。
Description
技术领域
本发明涉及固定床燃煤锅炉，具体地说是一种湿煤粒循环固定床燃煤锅炉的燃烧操作方法及其专用链条锅炉。
背景技术
固定床燃烧是一项十分古老的燃烧技术，近年来随着科技进步，特别是对操作的自动化操作及规模上做了许多改进，但基本燃烧方式没有大的进步。目前，固定床用的最多的是链条炉。链条炉受固定床燃烧方式的限制，热效率一般在70％-85％之间，燃煤热值要达到4500大卡以上，而且一般在炉内较难实现脱硫。由于受链条制造技术的影响，大于100T/h的链条炉存在着制造困难(有报道目前市场上最大为120T/h)，因此，对固定床锅炉而言，提高热效率，降低燃烧热值，实现炉内脱硫，增大锅炉容量，都是当前富有十分重要现实意义的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种固定床燃煤锅炉的新的燃烧方法及其专用链条锅炉；采用本发明可提高锅炉热效率3-10％；并可实现炉内部分脱硫，脱硝，减少烟气中的二氧化硫、氮氧化合物含量以及飞灰含碳量，同时改变了灰渣成分，可生产新型工业、农业产品。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种固定床燃煤锅炉的燃烧操作方法，采用直径15～50mm型煤粒入炉，煤粒进入炉排前于入煤口采用锅炉尾部高温烟气预热，使煤层温度达300～500℃(接近引燃值)，在锅炉靠近入煤口侧的进风口端引入炉尾部烟气，控制燃烧煤层温度在1000～1200℃，在锅炉靠近出渣口侧的进风口端通入冷空气，控制出渣温度60～200℃。
所述固定床燃煤锅炉最好为链条锅炉，其后链轮可改成驱动轮；也可视锅炉大小，改成前后双驱动链轮，即前链轮也为驱动轮；所述直径15～50mm的型煤粒是湿煤粒；而湿煤粒中水的含量通常为20-40％；
所述链条锅炉由落煤斗、炉排、炉膛、水冷壁、烟道、鼓风机等组成，在烟道上设置有二组烟气回流风道，分别经混配器后连接至落煤斗下和炉排下靠近入煤口侧的风室进风口端，所述混配器外侧的进气口分别与鼓风机相连，另有一鼓风机通过管道与炉排底部远离入煤口侧的风室进风口端相连；炉排的后链轮为驱动轮，前链轮也可为驱动轮；并且在锅炉中下部设置有通入空气或富氧空气的二次送风管路；所述混配器为中部具有一段缩径的筒状结构，混配器的进气口与鼓风机相连，而在混配器内远离进气口端的缩径外侧设置有与烟气回流风道相连热风的入口；所述混配器中部缩径的两侧为锥台形(即喇叭状)。
本发明具有如下优点：
1.将原煤筛分，颗粒大于15mm的直接送入锅炉，小于15mm的加水拌匀后造粒，制成15mm-50mm型煤后入炉，大大地改善了燃料层的通风性能，使得燃料层可大幅的加高，提高了单位炉排的燃料量。
2.入煤口采用高温回送风，在进入炉排前，煤层温度已接近引燃值，大大提前了引燃位置；建立炉内循环风，将尾部烟气回送，炉内循环风量加大，配以合适的受热面，控制燃烧煤层温度在1000---1200℃；由于燃烧温度≤1200℃，可实现炉内脱硫，不仅简化了脱硫技术，降低了脱硫成本，而且极大地提高了脱硫效果。
3.配方的调整，可产生不同量的粒内孔隙，生成蜂窝状炉渣，进一步改善煤粒内通风性，保证了粒内碳的彻底燃烧，得到残碳极少的蜂窝状炉渣，炉渣含碳量可＜3％。
4、炉渣经冷风冷却降温变成低温炉渣，由于控制燃烧不超过1200℃，未超过灰熔点温度，不会形成焦渣，无需打渣设备；出渣温度低于200℃，后部链轮可改成主动轮，上炉排变成拉力，改善了炉排运行状态，并且前后链轮都可加驱动，减少阻力，为增加链条长度创造了条件。
5.将煤层分为预热区、还原燃烧区、富氧燃烧区、空气预热区、冷渣区；由于通风改善、起燃区提前，因此燃料厚度可大大增加，这样就为燃烧低热值煤创造了条件。同时，可增加锅炉容量；因煤粒中含有20％-40％左右的水分，水分受热汽化与煤中挥发份混合形成水煤气，进入炉膛燃烧，将炉膛高温区上移，同时降低炉床温度；冷空气从后部风室经炉渣预热进入炉膛与水煤气相遇形成高温燃烧区。
6.本发明适用于固定床燃煤锅炉，特别适用于链条锅炉，热源生产企业、热电联产企业皆可采用此技术。此技术可扩大煤种使用范围，能燃烧3000卡/kg的低热值煤及一定的工业废液及城市废弃物等。可提高锅炉热效率3-10％；并可实现炉内部分脱硫，脱硝，减少烟气中的二氧化硫、氮氧化合物含量以及飞灰含量，同时改变了灰渣成分，使其可生产新型工业、农业产品。本技术用全新的层燃炉燃烧方式，不仅提高了热效率、改善了环境，而且实现了资源综合利用，对建设循环经济社会有十分重要的意义。
附图说明
图1为本发明技术原理示意图；图中1为筛分机，2为搅拌机，3为成型机，4为输送机，5为落煤斗，6为预热区，7为后链轮，8为前链轮，9为混配器，10为煤仓，11为密封室，12为吸尘器，13为进风口，14为炉膛，15为水冷壁，16为汽包，17为烟道，18为风机，19为省煤器，20为空气预热器，21为箅子，22为下煤口，23为混合风，24为风口，25为脱硫剂和添加剂，26炉排，27为二次送风管路。
图2为本发明给煤口结构示意图。
图3为本发明混配器结构示意图。
具体实施方式
通常的链条锅炉主要由燃料传动炉排、炉体(燃烧室、水冷壁、燃料进口、灰渣排放口)、送风装置(风机等)、汽包、烟气排放装置(烟气通道)、省煤器、空气预热器等部分组成；炉体位于炉排之上，炉体内为燃烧室，炉体内部的四周围绕有水冷壁15，在炉体的上方设置有汽包16和烟道17，烟气通道上设有省煤器19和空气预热器20，在炉体与炉排接合处一侧设置有燃料进口、另一侧设置有灰渣排放口，炉排由链轮带动，在燃料进口侧的前链轮为从动轮、在灰渣排放口侧的后链轮7为主动轮；炉排下为风室，送风装置的风机18通过管道与风室的进风口13相通；
本发明采用的锅炉是在原链条锅炉的基础上进行了改进，增加了2组烟气回流装置，其一在省煤器19的后部加装高温烟气回流通道经混配器9至锅炉进煤口的下端；其二在空气预热器20的后部加装烟气回流通道经混配器至炉排底部靠近入煤口侧的进风口端；并在锅炉中下部增加二次送风装置(即通入空气或富氧空气的二次送风管路)。另有一鼓风机(链条锅炉原有的鼓风机)通过管道与炉排底部远离入煤口侧的风室进风口端相连，引入空气至炉排底部远离入煤口侧的进风口内。
所述链条锅炉由落煤斗、炉排、炉膛、水冷壁、烟道等，在烟道上设置有二组烟气回流风道，分别经混配器后连接至落煤斗下和炉排下，所述混配器外的进气口分别与鼓风机相连；后链轮为主动轮。
将原煤经过筛分机1筛分，颗粒大于15mm的直接进入锅炉，将小于15mm煤粒选出，加适量脱硫剂(如氧化钙等)、添加剂(如纤维素等)、煤粒重量含量20％-40％的水分(可由含水废弃物：如城市污泥、纸厂废液、泔水等添加)经混配机2混配，由成型机3造粒制成15-50mm(最好为30～50mm)的型煤煤粒，由输送机4送入落煤斗5，靠重力落入预热区6，经400℃-600℃高温风加热，煤中挥发分和水分经高温风加热形成水煤气离开煤层在炉膛下部燃烧，煤层温度达到300℃-500℃进入炉排A区，很快引燃；
因型煤粒大大改变了通风性能，使得煤层厚度可加厚至300-500mm，即使是3000大卡/公斤左右低热值的煤也能获得同样地能量密度，保证正常燃烧；A区进风由尾部烟气与新风混配而成，温度约120℃-180℃并氧含量偏少(氧含量多少由新风量决定)，A区风量远大于传统风量，大量风是尾部烟气，这样建立起内部循环风，循环风不断地将煤层热量带入炉膛经换热管交换，循环风控制煤层温度在1000℃-1200℃之间；B区进风为全新风，氧含量丰富，让煤充分燃烧，煤层温度也控制在1000℃-1200℃之间；C区是完全燃烧后的热渣，新风经热渣加热后送入炉膛，与预热区6产生的水煤气相遇在炉膛内充分燃烧，同时新风对热渣进行冷却降温，出渣口渣温为60℃-200℃(最好低于100℃)，渣温的降低减少了炉渣热损失，提高了锅炉热效率；由于渣温低于200℃，可将后链轮7改成主动轮，上炉排变成拉动力，大大改善了炉排的受力特性，前部也采用链轮机构8，减少炉排运行阻力(也可前后轴都加动力)，不仅可增加链条炉排长度，增加炉排面积，而且减少炉排故障。本发明高温风由800℃-900℃烟气区抽取经气体混配器9与新风混合配成400℃-600℃的高温风，A区进风由150℃-300℃尾部烟气区抽取经气体混配器10与新风混合配成120℃-180℃热风。
据调查了解，国内尚无此技术应用。此技术可在全国范围内推广应用，适用于各种型号的链条锅炉，它既能扩大煤种的使用范围，还可燃烧一定的工业废液及城市废弃物等，具有很高的经济效益和社会效益，而且还具有十分重要的环保功能，其开发及应用前景十分广阔。
Claims (10)
1.一种固定床燃煤锅炉的燃烧方法，其特征在于：采用直径15～50mm型煤粒入炉，煤粒进入炉排前于入煤口采用锅炉尾部高温烟气预热，使煤层温度达300～500℃，在锅炉靠近入煤口侧的进风口端引入炉尾部烟气，控制燃烧煤层温度在1000～1200℃，在锅炉靠近出渣口侧的进风口端通入冷空气，控制出渣温度60～200℃。
2.按照权利要求1所述固定床燃煤锅炉的燃烧方法，其特征在于：所述固定床燃煤锅炉为链条锅炉。
3.按照权利要求2所述固定床燃煤锅炉的燃烧方法，其特征在于：所述链条锅炉的后链轮(7)为驱动轮。
4.按照权利要求3所述固定床燃煤锅炉的燃烧方法，其特征在于：所述链条锅炉的前链轮也为驱动轮。
5.按照权利要求1所述固定床燃煤锅炉的燃烧方法，其特征在于：在锅炉炉体的中下部设置有通入空气或富氧空气的二次送风管路(27)。
6.按照权利要求1所述固定床燃煤锅炉的燃烧方法，其特征在于：所述直径15～50mm的型煤粒是湿煤粒；湿煤粒中水的含量为20-40％。
7.一种应用权利要求1所述燃烧方法的链条锅炉，包括落煤斗、炉排、炉膛、水冷壁、烟道、鼓风机，其特征在于：在烟道上设置有二组烟气回流风道，分别经混配器后连接至落煤斗下和炉排下靠近入煤口侧的风室进风口端，所述混配器外的进气口分别与鼓风机相连；另有一鼓风机通过管道与炉排底部远离入煤口侧的风室进风口端相连。
8.按照权利要求7所述燃烧方法的链条锅炉，其特征在于：所述混配器为中部具有一段缩径的筒状结构，混配器的进气口与鼓风机相连，而在混配器内远离进气口端的缩径外侧设置有与烟气回流风道相连热风的入口。
9.按照权利要求8所述燃烧方法的链条锅炉，其特征在于：所述混配器中部缩径的两侧为锥台形。
10.按照权利要求7所述燃烧方法的链条锅炉，其特征在于：在锅炉中下部设置有通入空气或富氧空气的二次送风管路(27)。
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