CN205825433U - 一种煤粉燃烧产生热气与水交换的燃烧机组 - Google Patents

Abstract

一种煤粉燃烧产生热气与水交换的燃烧机组，它涉及一种制冷制热机组，为解决现有制冷制热机组运行时存在热损失较高、排烟成分布环保、换热面耗材大的问题。喷淋罐体和离心除渣机分别设置在水箱的上、下方，且喷淋罐体和离心除渣机均与水箱连通，烟气散热管设置在水箱中，且烟气散热管安装在喷淋罐体的下端，扰流叶片设置在离心除渣机的入口处，烟道与水箱连通，喷淋机构设置在喷淋罐体的顶部，接热泵换热盘管和烟气冷凝换热盘管由下至上设置在烟道中，所述燃烧器设置在喷淋罐体的侧壁上，燃烧室与预燃室之间设有二次风进口，二次风机设置在二次风进口处，预燃室和燃烧室的出口均采用渐缩式出口。本实用新型用于供热供冷及生活热水需求的场所。

Description

一种煤粉燃烧产生热气与水交换的燃烧机组

技术领域

本实用新型涉及一种制冷制热机组，具体涉及一种煤粉燃烧产生热气与水交换的燃烧机组。

背景技术

现有的制冷制热机组的工作原理是：煤粉燃烧产生热源直接喷到锅炉本体中，再进行交换，这种运行方式存在以下问题：

⑴、燃烧热损失大：锅炉是烧天然气或油的，换热系统需要锅炉传导，燃煤锅炉中，会存在固体不完全燃烧现象，即使燃料完全燃烧，其排渣和排烟都会不可避免的带走大部分热量。

⑵、排烟温度非常高，达到160℃(国标为110℃以下)，不节能。

⑶、排烟成分：煤粉燃烧产物中的污染物主要是粉尘、SO₂和氮氧化物，由于煤粉完全燃烧，其飞灰颗粒直径都在10μm以下，普通的过滤除污方法不仅不能有效的除去杂质，而且不能保证出流量，目前的大型处理设备造价高、设备大，使用不方便。

⑷、换热面耗材：由于现有锅炉都采用间接换热(用水冷壁降温)，需要大量钢管作为换热面，而且长期使用会出现表面结构及内部堵塞等，最终造成换热不完全，浪费能源。

实用新型内容

本实用新型为解决现有制冷制热机组运行时存在热损失较高、排烟成分布环保、换热面耗材大的问题，进而提出一种煤粉燃烧产生热气与水交换的燃烧机组。

本实用新型的一种煤粉燃烧产生热气与水交换的燃烧机组包括燃烧器、喷淋机构、烟气散热管、离心除渣机、烟气冷凝换热盘管、接热泵换热盘管、扰流叶片、水箱、喷淋罐体和烟道，所述喷淋罐体和离心除渣机分别设置在水箱的上、下方，且喷淋罐体和离心除渣机均与水箱连通，所述烟气散热管设置在水箱中，且烟气散热管安装在喷淋罐体的下端，扰流叶片设置在水箱中，扰流叶片设置在离心除渣机的入口处，所述烟道与水箱连通，喷淋机构设置在喷淋罐体的顶部，接热泵换热盘管和烟气冷凝换热盘管由下至上设置在烟道中，所述燃烧器设置在喷淋罐体的侧壁上，所述燃烧器包括一次风机、文丘里粉末输送器、二次风机、煤粉吸入管、预燃室和燃烧室，预燃室与燃烧室连通，文丘里粉末输送器设置在预燃室的入口处，一次风机设置在文丘里粉末输送器的入口处，煤粉吸入管与文丘里粉末输送器连通，燃烧室与预燃室之间设有二次风进口，二次风机设置在二次风进口处，所述预燃室和燃烧室的出口均采用渐缩式出口。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

一、由于本实用新型是将加热的空气经喷淋罐体直接喷到水箱中进行热交换，热水经三次冷凝后排烟温度降至30℃左右，在排放到大气中；因此，本实用新型是用水进行传导，传导系数高，净化煤粉性能高、环保、脱硫脱硝，减少了大气污染排放。

二、本实用新型的燃烧器出口设计为渐缩式出口，这样设计使得在煤粉进入预燃室时，能够使其在壁面辐射和回流的高温烟气共同作用下迅速被引燃。被引燃后煤粉在燃烧室里完成燃烧过程，进一步释放热量，达到完全燃烧的效果。

三、本实用新型在配风方面，二次风紧贴预燃室外壁面进入燃烧室，二次风既能预热二次风又能起到保护预燃室壁面，防止结焦烧损，补充后期燃烧所需氧量及提高燃烧器火焰刚性作用；同时，由于燃烧器(1)把煤粉后期燃烧所需的空气分成二次风在不同的燃烧阶段送入，使得在未混入二次风前，由于氧浓度低，所以产生的NOx也随之减少；在二次风送入以后，燃料在空气过剩区域燃尽，虽然此时空气量较多，但是由于火焰温度降低，所以在二次风混入后也不会生成较多的NOx，从而使得进入炉内的煤粉燃料能够在先缺氧后富氧的条件下完成全部的燃烧及燃尽过程，因而，本实用新型的燃烧方式能够降低整个系统氮氧化物的排放量。

四、除尘脱硫是利用喷淋机构进行湿式除尘脱硫，进口烟气流速大，喷淋区域上部空间较大，烟气在此处产生回流，增强了喷雾与烟气的接触传热和传质。汽水混合物进入下方旋流的水中，继续换热，整个过程换热效率达到100％，除尘效率达到98％以上。水箱温度越低，节能效果越明显。

五、由于供暖热水不宜过低，本实用新型将热水出水设定在70℃～90℃；利用板式换热器进行换热，满足供暖和提供热水等需求。

附图说明

图1是本实用新型一种利用煤粉燃烧空气与水交换的燃烧机组的整体结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式包括燃烧器1、喷淋机构2、烟气散热管3、离心除渣机4、烟气冷凝换热盘管6、接热泵换热盘管7、扰流叶片8、水箱9、喷淋罐体10和烟道20，喷淋罐体10和离心除渣机4分别设置在水箱9的上、下方，且喷淋罐体10和离心除渣机4均与水箱9连通，所述烟气散热管3设置在水箱9中，且烟气散热管3安装在喷淋罐体10的下端，扰流叶片8设置在水箱9中，扰流叶片8设置在离心除渣机4的入口处，所述烟道20与水箱9连通，喷淋机构2设置在喷淋罐体10的顶部，接热泵换热盘管7和烟气冷凝换热盘管6由下至上设置在烟道20中，燃烧器1设置在喷淋罐体10的侧壁上，燃烧器1包括一次风机11、文丘里粉末输送器12、二次风机13、煤粉吸入管14、预燃室15和燃烧室16，预燃室15与燃烧室16连通，文丘里粉末输送器12设置在预燃室15的入口处，一次风机11设置在文丘里粉末输送器12的入口处，煤粉吸入管14与文丘里粉末输送器12连通，燃烧室16与预燃室15之间设有二次风进口17，二次风机13设置在二次风进口17处，所述预燃室15和燃烧室16的出口均采用渐缩式出口。

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的二次风机13将二次风沿预燃室15旋流进入燃烧室16。这样设计使得二次风经过预燃室15外壁预热后送入燃烧室16，以增加二次风的温度。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，本实施方式是烟气散热管3的形状为锥形，所述烟气散热管3的上端直径小于下端直径，烟气散热管3的下端面开有多个小孔，每个小孔直径为20mm，以保证烟气出孔流速在10m/s～15m/s。烟气散热管3使烟气分散成小气泡与水直接接触换热。小孔用于出水，可根据机组容量及运行需要布置小孔的数量。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式是烟气散热管3的浸没深度H为200mm。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，本实施方式是烟气散热管3的材质为不锈钢。其它组成和连接关系与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式是预燃室15和燃烧室16均采用绝热材料，如：混凝土。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、四或五相同。

具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式是燃烧器1还包括旋流板18，旋流板18设置在文丘里粉末输送器12的出口处。旋流板18使得风粉气流形成旋流，使高温烟气在预燃室15内能长时间停留，利于煤粉流着火。其它组成和连接关系与具体实施方式六相同。

具体实施方式八：结合图1说明本实施方式，本实施方式是燃烧机组还包括加药装置5、板式换热器21、循环管22和连接管23，加药装置5与喷淋机构2连通，板式换热器21的输入端通过连接管23与离心除渣机4连接，所述板式换热器21的输出端通过循环管22与喷淋机构2连接。这样使得废水得到循环利用，在板式换热器21换热后回水部分进入喷淋机构2前进行加药处理，用以除硫。其它组成和连接关系与具体实施方式一或七相同。

具体实施方式八：结合图1说明本实施方式，本实施方式是板式换热器21上设有多个用户接口24。其它组成和连接关系与具体实施方式八相同。

本实用新型的工作原理：烟气由燃烧室16进入喷淋罐体10内，烟气首先经过喷淋机构2处理，然后汽水混合物由烟气散热管3打入水箱9中(一次冷凝)；在扰流叶片8的扰动下，使水进行旋转，这样既加强了汽水接触界面的扰动，又避免了增加风机风压对燃烧造成的不利影响；烟气经烟气冷凝换热盘管6(二次冷凝)、接热泵换热盘管7(三次冷凝)后，温度降至30℃左右。整个过程换热效率达到100％，除尘效率达到98％以上。

Claims (8)

1.一种煤粉燃烧产生热气与水交换的燃烧机组，所述燃烧机组包括燃烧器(1)、喷淋机构(2)、烟气散热管(3)、离心除渣机(4)、烟气冷凝换热盘管(6)、接热泵换热盘管(7)、扰流叶片(8)、水箱(9)、喷淋罐体(10)和烟道(20)，其特征在于：所述喷淋罐体(10)和离心除渣机(4)分别设置在水箱(9)的上、下方，且喷淋罐体(10)和离心除渣机(4)均与水箱(9)连通，所述烟气散热管(3)设置在水箱(9)中，且烟气散热管(3)安装在喷淋罐体(10)的下端，扰流叶片(8)设置在水箱(9)中，扰流叶片(8)设置在离心除渣机(4)的入口处，所述烟道(20)与水箱(9)连通，喷淋机构(2)设置在喷淋罐体(10)的顶部，接热泵换热盘管(7)和烟气冷凝换热盘管(6)由下至上设置在烟道(20)中，所述燃烧器(1)设置在喷淋罐体(10)的侧壁上，所述燃烧器(1)包括一次风机(11)、文丘里粉末输送器(12)、二次风机(13)、煤粉吸入管(14)、预燃室(15)和燃烧室(16)，预燃室(15)与燃烧室(16)连通，文丘里粉末输送器(12)设置在预燃室(15)的入口处，一次风机(11)设置在文丘里粉末输送器(12)的入口处，煤粉吸入管(14)与文丘里粉末输送器(12)连通，燃烧室(16)与预燃室(15)之间设有二次风进口(17)，二次风机(13)设置在二次风进口(17)处，所述预燃室(15)和燃烧室(16)的出口均采用渐缩式出口。

2.根据权利要求1所述的一种煤粉燃烧产生热气与水交换的燃烧机组，其特征在于：所述二次风机(13)将二次风沿预燃室(15)旋流进入燃烧室(16)。

3.根据权利要求1或2所述的一种煤粉燃烧产生热气与水交换的燃烧机组，其特征在于：所述烟气散热管(3)的形状为锥形，所述烟气散热管(3)的上端直径小于下端直径，所述烟气散热管(3)的下端面开有多个小孔，每个小孔直径为20mm。

4.根据权利要求3所述的一种煤粉燃烧产生热气与水交换的燃烧机组，其特征在于：所述烟气散热管(3)的浸没深度H为200mm。

5.根据权利要求4所述的一种煤粉燃烧产生热气与水交换的燃烧机组，其特征在于：所述烟气散热管(3)的材质为不锈钢。

6.根据权利要求1、2、4或5所述的一种煤粉燃烧产生热气与水交换的燃烧机组，其特征在于：所述燃烧器(1)还包括旋流板(18)，所述旋流板(18)设置在文丘里粉末输送器(12)的出口处。

7.根据权利要求6所述的一种煤粉燃烧产生热气与水交换的燃烧机组，其特征在于：所述燃烧机组还包括加药装置(5)、板式换热器(21)、循环管(22)和连接管(23)，所述加药装置(5)与喷淋机构(2)连通，所述板式换热器(21)的输入端通过连接管(23)与离心除渣机(4)连接，所述板式换热器(21)的输出端通过循环管(22)与喷淋机构(2)连接。

8.根据权利要求7所述的一种煤粉燃烧产生热气与水交换的燃烧机组，其特征在于：所述板式换热器(21)上设有多个用户接口(24)。