CN209495309U - 一种燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统，包括一级锅炉、二级锅炉、三级锅炉和四级锅炉，各级锅炉中均设置有燃烧室和二级换热室，相邻级锅炉之间通过锅炉连接管连接，一级锅炉和三级锅炉内部采用相同的布置方式，二级锅炉和四级锅炉内部采用相同的布置方式，相邻级锅炉的燃烧室采用上下间隔的布置方式。本实用新型采用相邻锅炉燃烧室上下间隔布置的方式减少高温烟气在炉外的行程，可降低设备造价；采用减少第一级锅炉的给氧量，剩余氧气少量分级送入的方式，可以用于多级锅炉的温度调节；每级锅炉都配备煤/氧/蒸汽一体烧嘴，当出口烟温不理想时，可通过输送少量氧气和蒸汽解决分级燃烧增压富氧锅炉烟温控温困难的问题。

Description

一种燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统

技术领域

本实用新型涉及锅炉的技术领域，更具体地讲，涉及一种燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统。

背景技术

分级燃烧增压富氧作为增压富氧燃烧的一个技术流派，主要采用一次给氧，多级锅炉送煤燃烧控温的方式，可以避免带烟气循环的增压富氧燃烧系统需要配备循环分机而引起的运行过程中电耗较高的问题。

但是多级锅炉的布置同样存在系统复杂、高温烟气在炉外行程长及烟温控制困难等问题，因此有必要提供一种简化结构、烟温控制简单且能够减少高温烟气在炉外的行程的分级燃烧增压富氧锅炉系统。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型旨在提供一种能够减少高温烟气在炉外的行程并降低系统投资、便于进行烟温控制的燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统。

本实用新型提供了一种燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统，所述锅炉系统包括一级锅炉、二级锅炉、三级锅炉和四级锅炉，各级锅炉中均设置有燃烧室和二级换热室，相邻级锅炉之间通过锅炉连接管连接并形成所述锅炉系统，其中，一级锅炉和三级锅炉内部采用相同的布置方式，二级锅炉和四级锅炉内部采用相同的布置方式，并且相邻级锅炉的燃烧室采用上下间隔的布置方式。

根据本实用新型燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统的一个实施例，一级锅炉和三级锅炉均采用燃烧室在上且二级换热室在下的布置方式，二级锅炉和四级锅炉均采用燃烧室在下且二级换热室在上的布置方式。

根据本实用新型燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统的一个实施例，各级锅炉的燃烧室均设置有气体进口、若干个煤/氧气/蒸汽一体烧嘴和燃烧室水冷壁。

根据本实用新型燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统的一个实施例，所述煤/氧气/蒸汽一体烧嘴用于向燃烧室中送入燃料并且在需要控制烟气温度时向燃烧室送入少量氧气和/或蒸汽。

根据本实用新型燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统的一个实施例，各级锅炉的二级换热室均设置有二级换热室水冷壁、受热屏和气体出口，所述受热屏沿着二级换热室的圆周轴线方向均匀整列布置。

根据本实用新型燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统的一个实施例，前一级锅炉的二级换热室的气体出口通过锅炉连接管与后一级锅炉的燃烧室的气体进口相连。

根据本实用新型燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统的一个实施例，所述燃烧室和二级换热室的中部预留有落渣通道，各级锅炉的底部设置有与所述落渣通道连通的渣出口。

与现有的分级燃烧增压富氧锅炉系统相比，本实用新型采用相邻锅炉燃烧室上下间隔布置的方式，减少了高温烟气在炉外的行程，减少高温烟气管道长度后可降低设备造价，同时简化设计利于制造；能够采用减少第一级锅炉的给氧量并将剩余氧气少量分级送入的方式，可以用于多级锅炉的温度调节；每级锅炉都配备煤/氧气/蒸汽一体烧嘴，当出口烟温不理想时，可通过在煤/氧气/蒸汽一体烧嘴内输送少量氧气和蒸汽解决分级燃烧增压富氧锅炉烟温控温困难的问题。

附图说明

图1示出了根据本实用新型示例性实施例的燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统的结构示意图。

图2示出了根据本实用新型示例性实施例的燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统中某一级锅炉(如一级锅炉)的结构示意图。

附图标记说明：

1-一级锅炉、2-二级锅炉、3-三级锅炉、4-四级锅炉、5-燃烧室、6-燃烧室水冷壁、7-二级换热室、8-受热屏、9-二级换热室水冷壁、10-煤/氧气/蒸汽一体烧嘴、11-气体进口、12-落渣通道、13-气体出口、14-锅炉连接管、15-渣出口、16-压力外壳。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面对本实用新型的燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统进行具体描述和说明。

图1示出了根据本实用新型示例性实施例的燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统的结构示意图。

如图1所示，根据本实用新型的示例性实施例，所述燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统包括一级锅炉1、二级锅炉2、三级锅炉3和四级锅炉4，各级锅炉中均设置有燃烧室5和二级换热室7，相邻级锅炉之间通过锅炉连接管14连接并形成锅炉系统。其中，燃烧室5用于燃料的燃烧反应并实现第一次换热，二级换热室7用于燃烧反应生成的带渣和灰的高温烟气和剩余氧气冷却降温并实现第二次换热。

其中，一级锅炉1和三级锅炉3内部采用相同的布置方式，二级锅炉2和四级锅炉4内部采用相同的布置方式，并且相邻级锅炉的燃烧室5采用上下间隔的布置方式。上述燃烧室5采用上下间隔的布置方式是指相邻级锅炉的燃烧室的布置位置不同且是上下错开的布置方式，例如一级锅炉1中燃烧室5布置在上，则二级锅炉2中燃烧室5布置在下，三级锅炉3中燃烧室5布置在上，则四级锅炉4中燃烧室5布置在下。如此设置，可以确保上一级的高温烟气出口靠近下一级的炉膛烟气进口，因此可以减少高温烟气在炉外的行程，降低系统投资。

优选地，一级锅炉1和三级锅炉3均采用燃烧室5在上且二级换热室7在下的布置方式，二级锅炉2和四级锅炉4均采用燃烧室5在下且二级换热室7在上的布置方式。

各级锅炉均包括压力外壳16，压力外壳16的内部设置中，除燃烧室的位置一个在炉膛的上部，相邻一个则在炉膛的下部的区别外，其内部设备都相同。

图2示出了根据本实用新型示例性实施例的燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统中某一级锅炉(如一级锅炉)的结构示意图。

如图2所示，各级锅炉的燃烧室5均设置有气体进口11、若干个煤/氧气/蒸汽一体烧嘴10和燃烧室水冷壁6，气体进口11用于送入烟气和氧气，煤/氧气/蒸汽一体烧嘴10向燃烧室5中送入燃料并且在需要控制烟气温度时向燃烧室5送入少量氧气和/或蒸汽，燃烧室水冷壁6为受热面且用于与燃烧后的高温烟气进行第一次换热。

各级锅炉的二级换热室7均设置有二级换热室水冷壁9、受热屏8和气体出口13，受热屏8沿着二级换热室7的圆周轴线方向均匀整列布置，换热室水冷壁9和受热屏8构成二级换热室7的受热面并且用于与燃烧反应生成的带渣和灰的高温烟气和剩余氧气进行第二次换热。

并且，前一级锅炉的二级换热室7的气体出口13通过锅炉连接管14与后一级锅炉的燃烧室5的气体进口11相连，以将从二级换热室7送出的冷却后的烟气与未燃烧完的过量的氧气送入下一级锅炉的燃烧室5中继续与新的燃料发生燃烧反应。

燃烧室5和二级换热室7的中部预留有落渣通道12，各级锅炉的底部设置有与落渣通道12连通的渣出口15，灰渣可沿着落渣通道12进入渣出口15直至送出界区外。

下面对本实用新型分级燃烧增压富氧锅炉系统的具体工作方式进行说明。

在整个系统中，燃料被平均分为四等分分别送入四级锅炉内，所有燃料完全燃烧所需要的100％(正常运行时)或90％(需调节烟气温度时)氧气均通过一级锅炉1顶部的气体进口进入一级锅炉1内的燃烧室5与通过煤/氧气/蒸汽一体烧嘴10进入的燃料发生燃烧反应，燃烧室5内布置的燃烧室水冷壁6表面敷设耐火材料，可以承受高温的燃烧反应，同时管内的水可以与燃烧后生成的高温烟气换热。

燃烧反应生成的带渣和灰的高温烟气和剩余氧气通过二级换热室7降温冷却，二级换热室7主要包括受热屏8和水冷壁9组成受热面，受热屏8沿圆周轴线均匀整列布置。燃烧室5和二级换热室7的中部预留落渣通道12，灰渣可沿着落渣通道12进入渣出口15直至送出界区外。

高温的烟气与二级换热室7受热面内的水/蒸汽换热降温后，冷却后的烟气与未燃烧完的过量的氧气经气体出口13送出并通过锅炉连接管14送入到二级锅炉内，由于在二级锅炉内新加入了燃料，氧气进一步被消耗。以此类推，直至在四级锅炉中，几乎所有的氧气被消耗，最终通过四级锅炉的气体出口送出系统外。

其中，锅炉系统中一级锅炉1和三级锅炉3采用相同的布置方式，二级锅炉2和四级锅炉4采用相同的布置方式，相邻级锅炉之间的燃烧室5采用上下间隔的布置方式，可以确保上一级的高温烟气出口靠近下一级的炉膛烟气出口，因此可以减少高温烟气在炉外的行程，减低高温烟气管道的选用，进而减低系统投资。

其中，正常运行条件下，在锅炉的燃烧室5上布置若干个煤/氧气/蒸汽一体烧嘴10全开且只输送燃料，四台锅炉的燃料燃烧需要的100％的氧气全部送入一级锅炉1。当后续几级锅炉烟气出口13的烟温不理想时，可以适当减少一级锅炉的给氧量，如将所有燃料完全燃烧所需要的90％氧气送入一级锅炉的气体进口，而将多余的例如10％氧气/少量蒸汽通过二～四级锅炉的煤/氧气/蒸汽一体烧嘴10送入炉膛，从而能够使得每一级炉膛的温度水平相近，达到烟温调节的目的。

综上所述，本实用新型中相邻级锅炉的燃烧室采用上下间隔布置方式，上一级的高温烟气出口靠近下一级的炉膛烟气入口，大大减少了高温烟气在炉外的行程，降低系统投资；在每级锅炉的燃烧室上均设置若干个煤/氧气/蒸汽一体烧嘴，送入燃料的同时预留补水蒸汽通道，当系统烟气超温时，可通过在煤/氧气/蒸汽一体烧嘴内输送少量水蒸汽达来降温的目的；调整原有一次给氧的方式，在给氧时预留少量用于后面几级锅炉的调温，在二级及以后的锅炉烟温不足时，可以通过煤/氧气/蒸汽一体烧嘴补入少量氧气来提高烟温。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (7)

1.一种燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统，其特征在于，所述锅炉系统包括一级锅炉、二级锅炉、三级锅炉和四级锅炉，各级锅炉中均设置有燃烧室和二级换热室，相邻级锅炉之间通过锅炉连接管连接并形成所述锅炉系统，其中，一级锅炉和三级锅炉内部采用相同的布置方式，二级锅炉和四级锅炉内部采用相同的布置方式，并且相邻级锅炉的燃烧室采用上下间隔的布置方式。

2.根据权利要求1所述燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统，其特征在于，一级锅炉和三级锅炉均采用燃烧室在上且二级换热室在下的布置方式，二级锅炉和四级锅炉均采用燃烧室在下且二级换热室在上的布置方式。

3.根据权利要求1所述燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统，其特征在于，各级锅炉的燃烧室均设置有气体进口、若干个煤/氧气/蒸汽一体烧嘴和燃烧室水冷壁。

4.根据权利要求3所述燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统，其特征在于，所述煤/氧气/蒸汽一体烧嘴用于向燃烧室中送入燃料并且在需要控制烟气温度时向燃烧室送入少量氧气和/或蒸汽。

5.根据权利要求3所述燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统，其特征在于，各级锅炉的二级换热室均设置有二级换热室水冷壁、受热屏和气体出口，所述受热屏沿着二级换热室的圆周轴线方向均匀整列布置。

6.根据权利要求5所述燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统，其特征在于，前一级锅炉的二级换热室的气体出口通过锅炉连接管与后一级锅炉的燃烧室的气体进口相连。

7.根据权利要求1所述燃烧室上下间隔布置的分级燃烧增压富氧锅炉系统，其特征在于，所述燃烧室和二级换热室的中部预留有落渣通道，各级锅炉的底部设置有与所述落渣通道连通的渣出口。