CN205535762U - 层燃锅炉节能环保燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种层燃锅炉节能环保燃烧装置，包括炉膛、燃烧筒、风扇磨煤机和燃料输送管，在所述炉膛的侧壁上设置最少一个所述燃烧筒，所述燃烧筒与所述炉膛连接相通；所述炉膛的上方设置一个开口与第一烟气导入管连接，所述第一烟气导入管与风扇磨煤机连接，所述风扇磨煤机与原煤输入管连接，风扇磨煤机的输出口通过燃料输送管与所述燃烧筒连接。本实用新型具有以下有益效果：有利于煤粉能够低氧燃烧，且能够充分的燃烧，释放最高热值；有利于加速煤粉的燃烧并提高燃尽率，且有利于余热回收；可以确保煤粉燃烧完全，同时可以减少超过40％的氮氧化物的排放。

Description

层燃锅炉节能环保燃烧装置

【技术领域】

本实用新型涉及锅炉燃烧技术领域，特别涉及一种提高燃烧效率，有效减少氮氧化物排放的的层燃锅炉节能环保燃烧装置。

【背景技术】

氮氧化物(nitrogen oxides)包括多种化合物，如一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等。除二氧化氮以外，其他氮氧化物均极不稳定，遇光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮，一氧化氮又变为二氧化氮。氮氧化物都具有不同程度的毒性。

人为活动排放的NOx，大部分来自化石燃料的燃烧过程，如汽车、飞机、内燃机及工业窑炉的燃烧过程；也来自生产、使用硝酸的过程，如氮肥厂、有机中间体厂、有色及黑色金属冶炼厂等。全世界每年由于人类活动向大气排放的NOx超过6000万吨。NOx对环境的损害作用极大，它既是形成酸雨的主要物质之一，也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗O3的一个重要因子。

氮氧化物可刺激肺部，使人较难抵抗感冒之类的呼吸系统疾病，呼吸系统有问题的人士如哮喘病患者，会较易受二氧化氮影响。对儿童来说，氮氧化物可能会造成肺部发育受损。研究指出长期吸入氮氧化物可能会导致肺部构造改变，但仍未可确定导致这种后果的氮氧化物含量及吸入气体时间。

工业中主要使用还原剂(氨气、尿素、烷烃等)与氮氧化物发生化学反应中和掉氮氧化物，工艺主要有选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)等，氨气与氮氧化物反应后生成氮气与水，从而达到无污染排放。但是处理工艺操作复杂，运行成本太高。

现有燃煤链条炉包括炉膛1、设置在炉膛1内的炉排4和安装在炉排4上方的炉拱，在所述炉膛1外设置原煤输送带2和用于输进原煤的料斗3。原煤在炉排4上点燃后，热量在炉拱的引导下向上输送。这样的结构中，原煤在炉排上燃烧，燃烧温度比较低，燃烧时间短，原煤很难燃烧完全，燃烧效率低且烟气中氮氧化物含量高，对环境造成严重污染。

【实用新型内容】

本实用新型目的是针对上述现有技术存在的不足，提供一种燃烧效率高，有效的降低排放氮氧化物含量的层燃锅炉节能环保燃烧装置。

本实用新型所采用的技术方案是：层燃锅炉节能环保燃烧装置，包括炉膛、燃烧筒、风扇磨煤机和燃料输送管，在所述炉膛的侧壁上设置最少一个所述燃烧筒，所述燃烧筒与所述炉膛连接相通；所述炉膛的上方设置一个开口与第一烟气导入管连接，所述第一烟气导入管与风扇磨煤机连接，所述风扇磨煤机与原煤输入管连接，风扇磨煤机的输出口通过燃料输送管与所述燃烧筒连接，为燃烧筒提供燃料。

在所述炉膛互为相对的两个侧壁上分别设置有最少一个所述燃烧筒；每个所述燃烧筒与所述炉膛1的侧壁连接相通。

所述燃烧筒偏向炉膛后部，在炉膛的水平切面上，所述燃烧筒的轴向与炉膛侧壁表面垂直线之间的夹角为0-18°，使火焰先向后喷射，然后在原锅炉引风机的抽吸作用下再返回来，可以延长燃烧路径，保证燃烧更加充分，燃料能够燃尽。所述燃烧筒17的出口向着炉膛1后方。

所述燃烧筒的燃料进口内设置导燃锥，所述导燃锥的顶角为90-120°，用于分散燃料，与助燃空气进行均匀混合，容易着火且燃烧更加充分。

所述燃烧筒的出口内侧设置环形挡块，使出口内径缩窄到原来的1/2-1/3，使火焰能够回旋，燃烧更加充分。

所述燃烧筒侧壁设置两个侧旋风入口，助燃气体通过与侧旋风口连接的助燃导管向燃烧筒内进行切向进风，使燃料与助燃气体充分混合后在燃烧，燃烧形成的火焰在与环形挡块碰撞后反弹回旋。

所述第一烟气导入管上安装第二混合器，所述第二混合器与第二空气导入管连接，用于导入空气先与高温烟气混合，补充部分氧气，调节含氧量。

所述炉膛后部下方设置一个开口与第二烟气导入管连接，所述第二烟气导入管与混合器连接，所述混合器与空气导入管连接，所述混合器的空气导出口通过助燃导管与所述燃烧筒侧壁连接。

在烟气排放管上设置换热器，助燃风机通过管道与换热器连接，所述换热器通过空气导入管与混合器连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：1.采用高温烟气与原煤混合磨制煤粉，对燃料进行充分预热，有利于煤粉能够低氧且充分的燃烧，释放最高热值；2.非常适合用于对原来工业锅炉的节能改造，提高现有锅炉燃烧效率；3.采用部分高温热烟气与空气混合助燃，有利于加速煤粉的燃烧并提高燃尽率，且有利于余热回收；4.在燃烧效率高，温度高，且是在低氧状态下充分燃烧，可以确保煤粉燃烧完全，同时可以减少超过40％的氮氧化物的排放。

【附图说明】

图1为现有技术结构示意图；

图2为本实用新型一种层燃锅炉节能环保燃烧装置实施例1的主视结构示意图；

图3为本实用新型一种层燃锅炉节能环保燃烧装置实施例1的俯视结构示意图；

图4为本实用新型一种层燃锅炉节能环保燃烧装置实施例2的主视结构示意图；

图5为本实用新型一种层燃锅炉节能环保燃烧装置中燃烧筒结构示意图。

【具体实施方式】

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细的描述说明。

层燃锅炉节能环保燃烧装置，如图2和图3所示，包括炉膛1、燃烧筒17、风扇磨煤机5和燃料输送管18。所述炉膛1侧壁最少设置一个所述燃烧筒17，所述燃烧筒17与所述炉膛1连接相通。在所述炉膛1的前部上方设置一个开口与第一烟气导入管7连接，所述第一烟气导入管7与风扇磨煤机5连接，所述风扇磨煤机5与原煤输入管6连接，风扇磨煤机5的输出口通过燃料输送管18与所述燃烧筒17连接，为燃烧筒提供燃料。所述炉膛后部下方与第二烟气导入管12连接，所述第二烟气导入管12与混合器15连接，所述混合器15与空气导入管连接，所述混合器的空气导出口通过助燃导管与所述燃烧筒17侧壁连接。其中，导入的空气与导出的热烟气的体积比为1-3：2，使助燃空气具有合适的含氧量，有利于燃烧。优选的，导入的空气与导出的热烟气的体积比为3：2，使燃烧更加充分。所述助燃导管16的分支管道与所述燃烧筒17的切向进风口连接，可以提高燃烧效率。在烟气排放管上设置换热器10，助燃风机11通过管道与换热器10连接，所述换热器10通过空气导入管与混合器15连接。先将助燃空气预热后再输入所述混合器15内与热烟气混合，混合后温度可以为400℃。

优选的，在所述炉膛1互为相对的两个侧壁上分别设置有最少一个所述燃烧筒17；每个所述燃烧筒17与所述炉膛1的侧壁连接相通。每个所述燃烧筒17分别通过煤粉输入管18与独立的所述风扇磨煤机5连接，所述所述风扇磨煤机5通过第一烟气导入管7与炉膛上部连接，用于导入高温烟气。其中，在所述第一烟气导入管7上安装有第一引风机8，用于将高温烟气引出。其中，引用的烟气与原煤的质量比为2:1，可以在磨制煤粉时有效的对煤粉进行干燥、预热，提高燃尽率。所述原煤输入管6与煤斗3连接，可以不改变现有锅炉的管道布置，有利于对现有锅炉系统的改造升级。

所述第一烟气导入管7上安装第二混合器19，所述第二混合器19与第二空气导入管20连接，用于导入空气先与高温烟气混合，补充部分氧气，调节含氧量。优选的，引入的空气与烟气的体积比为2-3:2，这样可以提供最合理的燃烧含氧量。最优选的，引入的空气与烟气的体积比为2.6:2，这样可以提供最合理的燃烧含氧量，在可以提高燃烧效率的同时，有效减少排放中的氮氧化物。

其中，在炉膛1的水平切面上，所述燃烧筒17的轴向与炉膛1侧壁表面垂直线之间的夹角为0-18°并偏向炉膛后部，使火焰先向后喷射，然后在原锅炉引风机的抽吸作用下再发射回来，可以延长燃烧路径，保证燃烧更加充分，燃料能够燃尽。所述燃烧筒17的出口向着炉膛1后方。优选的，其中，在炉膛1的水平切面上，所述燃烧筒的轴向与炉膛侧壁表面垂直线之间的夹角为5-14°。最优选的，其中，在炉膛1的水平切面上，所述燃烧筒17的轴向与炉膛1侧壁表面垂直线之间的夹角为8-10°，

如图5所示，所述燃烧筒17的燃料进口内设置导燃锥171，用于分散燃料(煤粉与烟气和空气的混合物)，可以使燃料与助燃空气均匀混合，更加容易着火且燃烧更加充分。所述导燃锥的顶角为90-120°。优选的，所述导燃锥的顶角为105°，对粉气混合物分散最为均匀。在所述燃烧筒17的出口内侧设置环形挡块172，使出口内径缩窄到原来的1/2-1/3，使火焰能够回旋，燃烧更加充分。每个所述燃烧筒17侧壁设置两个侧旋风入口，助燃气体通过与侧旋风口连接的助燃导管16向燃烧筒17内进行切向进风，使燃料与助燃气体充分混合后再燃烧，燃烧形成的高温火焰在与环形挡块碰撞后反弹回旋再进入炉膛，可以确保燃料燃烬。在每个侧旋风入口的连接管上设置阀门161，用于调节进风量。

如图4所示，所述炉膛1内设置隔板14将炉膛1分成燃烧区和吸热区9，在所述隔板14上设置最少一个导热通道13使所述燃烧区和吸热区9相通。隔板14可以使进入燃烧区内的高温燃烧火焰进行充分叠加混合并停留足够长的时间，有利于提高燃烧温度和使燃料燃烧更加充分。

本实用新型还可以在所述炉膛1的互为相对的两个侧壁上分别设置有两个所述燃烧筒17，所述燃烧筒17与所述炉膛1连接相通。所述炉膛1的相对的侧壁上安装的燃烧筒17为相对两个侧壁中心线对称设置，这样可以使燃烧筒出来的火焰进行混合叠加，提高燃烧温度，使燃料燃烧更加充分，同时防止火焰直接冲刷炉墙，延长炉膛使用寿命。在所述吸热区9设置一个开口与第一烟气导入管7连接，所述第一烟气导入管7与风扇磨煤机5连接，所述风扇磨煤机5与原煤输入管6连接，所述风扇磨煤机5的输出口通过燃料输送管18与所述燃烧筒17连接，为燃烧筒17提供燃料。其中所述第一烟气导入管7上安装有第一引风机8。其中，烟气与煤粉的质量比为2：1，可以有效的对煤粉进行干燥、预热，提高燃尽率。

所述隔板14为向上的弧形结构，所述导热通道可以设置有两个以上。所述导热通道可以设置三个，呈正三角形排布。所述炉膛的侧壁与所述燃烧筒连接的导入口内设置有到导燃锥，用于分散热起源，使燃烧更加均匀充分。

所述风扇磨煤机5主要为燃煤锅炉提供合格的煤粉，它集干燥、制粉和输粉三大功能为一体，主要用于磨制褐煤、油页岩与褐煤的混煤或高挥发份、高水份的烟煤。其主要由机壳、打击轮、分离器、轴承箱及其冷却润滑系统和主电机等部分组成。

原煤经过输送带2进入煤斗3，然后经过原煤输入管6进入风扇磨煤机5中；由第一引风机8抽出的炉膛中的高温烟气经过第一烟气导入管7在第二混合器19与空气混合后进入风扇磨煤机5中，与原煤混合后并被碾磨成为煤粉和烟气及空气的混合物，经过燃料输送管18进入燃烧筒17中点火燃烧。助燃空气在助燃风机11的作用下进入换热器10被加热到100℃后进入混合器15，在混合器15中与来自第二烟气导入管12的高温烟气混合，形成温度为400℃的均匀的混合高温助燃气体，再经过助燃导管16切向进入燃烧筒17中与煤粉充分混合燃烧，形成高温低氧火焰进入炉膛1的燃烧区；再经过导热通道13进入炉膛吸热区9，最后经换热器10由锅炉原有的引风机抽出排入大气中。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型构思在现有技术基础上通过逻辑分析、推理或者根据有限的实验可以得到的技术方案，均应该在由本权利要求书所确定的保护范围之中。

Claims (9)

1.层燃锅炉节能环保燃烧装置，包括炉膛、燃烧筒、风扇磨煤机和燃料输送管，在所述炉膛的侧壁上设置最少一个所述燃烧筒，所述燃烧筒与所述炉膛连接相通；所述炉膛的前部上方设置一个开口与第一烟气导入管连接，所述第一烟气导入管与风扇磨煤机连接，所述风扇磨煤机与原煤输入管连接，风扇磨煤机的输出口通过燃料输送管与所述燃烧筒连接。

2.如权利要求1所述的一种层燃锅炉节能环保燃烧装置，其特征在于：在所述炉膛互为相对的两个侧壁上分别设置有最少一个所述燃烧筒；每个所述燃烧筒与所述炉膛的侧壁连接相通。

3.如权利要求2所述的一种层燃锅炉节能环保燃烧装置，其特征在于：所述燃烧筒偏向炉膛后部，在炉膛的水平切面上，所述燃烧筒的轴向与炉膛侧壁表面垂直线之间的夹角为0-18°。

4.如权利要求3所述的一种层燃锅炉节能环保燃烧装置，其特征在于：所述燃烧筒的燃料进口内设置导燃锥，所述导燃锥的顶角为90-120°。

5.如权利要求4所述的一种层燃锅炉节能环保燃烧装置，其特征在于：所述燃烧筒的出口内侧设置环形挡块，使出口内径缩窄到原来的1/2-1/3。

6.如权利要求5所述的一种层燃锅炉节能环保燃烧装置，其特征在于：所述燃烧筒侧壁设置两个侧旋风入口，助燃气体通过与侧旋风口连接的助燃导管向燃烧筒内进行切向进风。

7.如权利要求2所述的一种层燃锅炉节能环保燃烧装置，其特征在于：所述第一烟气导入管上安装第二混合器，所述第二混合器与第二空气导入管连接。

8.如权利要求2所述的一种层燃锅炉节能环保燃烧装置，其特征在于：所述炉膛后部下方设置一个开口与第二烟气导入管连接，所述第二烟气导入管与混合器连接，所述混合器与空气导入管连接，所述混合器的空气导出口通过助燃导管与所述燃烧筒侧壁连接。

9.如权利要求8所述的一种层燃锅炉节能环保燃烧装置，其特征在于：在烟气排放管上设置换热器，助燃风机通过管道与换热器连接，所述换热器通过空气导入管与混合器连接。