CN2643182Y

CN2643182Y - 一种用于锅炉的局部增氧助燃系统

Info

Publication number: CN2643182Y
Application number: CNU022814183U
Authority: CN
Inventors: 沈光林; 于轩; 严泉才; 尹伟民; 侯文新; 张庆鹏; 王连翌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-11-25
Filing date: 2002-11-25
Publication date: 2004-09-22
Anticipated expiration: 2012-11-25

Abstract

一种用于锅炉的局部增氧助燃系统，包括“局部增氧”、专用富氧喷嘴和与锅炉及燃料等匹配的“对称燃烧”、“α型燃烧”和“S型燃烧”、“四角燃烧”、“推迟燃烧”、“分级燃烧”等高新技术，仅需空气量的0.5－10％，而原来鼓风量和引风量均要明显下降等，适用于各种燃料和大多数锅炉。和空气助燃相比，不但能提高火焰温度、加快燃烧速度、促进燃烧完全、从而根治污染，还能降低燃料的燃点温度、增加热量利用率、减少燃烧后的排气量和降低空气过剩系数等，所以能达到节能、提高锅炉综合性能和从根本上消除污染等目的，一般几个月就能收回全部投资。

Description

一种用于锅炉的局部增氧助燃系统

本实用新型涉及一种用于锅炉的局部增氧助燃系统，适用于各种燃料包括天然气、液化气、煤气、煤、煤粉、油等和大多数锅炉如煤粉炉、循环流化床锅炉、抛煤机炉、沸腾炉、燃油炉、燃气炉、链条炉、加热炉、注汽炉、焚烧炉和热媒炉等。

目前，一般锅炉采用的都是普通空气助燃，这有许多不足。因为空气中仅含不到21％的氧气，其余为惰性气体，不但不参与助燃，反而吸收大量的热量，从而降低锅炉的性能和效率等。只有本发明者早期曾提出一种工业加热炉膜法富氧局部氧助燃方法(CN97104465.1)，它是利用膜法制备富氧气体代替部分空气，其特征在于是采用局部增氧法，即用所需空气量1-3％的富氧气体，集中局部增氧，富氧空气通过增压风机送入热交器提高气体温度，再通过由设置在燃烧炉内，与燃料层近距离(3-25cm)设置的喷嘴直接射向燃料层进行助燃。该专利有如下不足：

1.氧源仅仅是膜法，实际上氧源还有VPSA法、深冷法、化学法和工业副产品等；

2.局部增氧量比较窄，即用所需空气量1-3％的富氧气体，实际上可以范围更宽，如0.5-10％，主要是看在什么比例下，综合效益最佳；

3.增压风机设置不尽合理，一是增加动力消耗；二是需要日常维护，实际上可以取消；

4.喷嘴的设置有局限性。

为了克服现有锅炉助燃方式的不足，本实用新型提供一种用于锅炉的局部增氧助燃系统。该系统包括“局部增氧”、专用富氧喷嘴和与锅炉及燃料等匹配的“对称燃烧”、“α型燃烧”和“S型燃烧”、“四角燃烧”、“推迟燃烧”、“分级燃烧”等高新技术即局部增氧助燃技术，正如同好钢要加在刀刃上一样，氧多了有时会起副作用，如NO_X增加等。本发明的专用富氧喷嘴的位置可以是上、下、左、右、前或后；形状可以是圆形、环形或扁形；材质可以是金属、非金属或特殊材料如陶瓷钢管；扩散角一般在±50°之间；富氧线速一般为10-200m/s，主要与炉型、炉况和产品等匹配。

本发明的局部增氧量一般为所需空气量的0.5-10％，而原来鼓风量和引风量均要明显下降等。局部增氧助燃技术和普通空气助燃相比，不但能提高火焰温度、加快燃烧速度、促进燃烧完全、从而根治污染，还能降低燃料的燃点温度、增加热量利用率、减少燃烧后的排气量和降低空气过剩系数等。该系统适用于所有燃料和绝大多数锅炉：既能提高劣质燃料的应用范围，又能充分发挥优质燃料的性能，如用26.7％的富氧空气燃烧褐煤或用21.8％的富氧空气燃烧无烟煤所得到的理论燃烧温度T与用普通空气燃烧重油得到的T相当，说明用富氧烧煤可代替用空气烧油，这在我国煤多油少的情况下特别具有重要意义。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：在原锅炉的前部加一套局部增氧助燃系统。该系统主要包括制氧系统、稳压系统、预热系统、富氧喷嘴系统和自控调节系统五大部分，仅预热系统和富氧喷嘴系统与锅炉接触，对锅炉性能和安全无任何影响(来源于用户的论文：膜法富氧技术在燃煤锅炉上的应用。2001年第3期《膜科学与技术》)。其中制氧系统的富氧浓度一般为22-35％，所用富氧量仅为锅炉助燃所需空气量的0.5-10％，具体比例是根据实际情况进行优化，使综合效益最佳。可通过膜法、变压吸附法(VPSA或PSA)、深冷法(制氧机)、化学法和工业副产品等加空气混合控制系统得到。关键是富氧喷嘴系统的加法，需要和锅炉的炉型及燃料等来优化匹配，采用“对称燃烧”、“α型燃烧”和“S型燃烧”、“四角燃烧”、“推迟燃烧”、“分级燃烧”等高新技术来强化原有锅炉的特性，使燃料在较少的助燃风下，能及时完全地在炉膛内充分燃烧，从而达到节能、提高锅炉综合性能和从根本上消除污染等目的，一般几个月就能收回全部投资。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是以膜法富氧局部增氧助燃系统为例来说明如何用于锅炉的典型的工艺流程示意图。

图中1.空气过滤器，2.通风机，3.膜系统，4.调节阀，5.真空表，6.水环式真空泵，7.气水分离器，8.脱湿系统，9.稳压系统，10.预热系统，11.富氧喷嘴系统，12.锅炉。

实施例1，锅炉是20吨燃煤链条炉，工艺流程见附图1。

空气经过空气过滤器(1)滤去0.1μ以上的尘埃后由通风机(2)增到500-5000Pa后进入膜系统(3)进行分离，然后所需的富氧空气经调节阀(4)调节压力、真空表(5)显示压力，由水环式真空泵(6)抽出，再经过气水分离器(7)分离、脱湿系统(8)脱湿、稳压系统(9)稳压和预热系统(10)利用锅炉烟气余热预热到80-500℃后，最后通过富氧喷嘴系统(11)将富氧空气送进锅炉(12)最需要氧的地方。

对于20吨燃煤链条炉，富氧空气通过富氧喷嘴系统(11)分2部分送入锅炉，总富氧量仅150-200Nm³/h，约占助燃风0.6％，富氧浓度29±2％，富氧空气加热到一定温度后分为2部分：一部分通入炉排下面的二、三风室，由导风器、富氧专用喷嘴在横向均匀地以30-150m/s的高速喷入炉内煤层进入炉膛，使该燃烧区内的火焰温度升高，并增强火焰刚性；另一部分富氧空气由后拱前端，通过具有扩散角(0-40°)的“富氧高温喷嘴”喷入火焰上部，使燃料中的未完全燃烧物达到完全燃烧。和普通空气助燃相比，平均节煤11％，一般9-15％，通风机和引风机每年节电8-12％，蒸汽量调节更灵活，一般可提高5-20％，而且还具有稳定锅炉工况，减少大气污染、延长锅炉寿命等效果。

实施例2，锅炉是35吨抛煤机倒转链条炉

抛煤机倒转链条炉燃料适应性好，调节灵敏，但排烟林格曼黑度高，热效率偏低，本实施例就是要从根本上解决这些问题。该实施例中的工艺流程同图1.但富氧加法与实施例1不同。总富氧量仅330-400Nm³/h，约占助燃风0.8％，富氧浓度29±2％，专门设计的带一定扩散角(0-40°)的富氧喷嘴将富氧空气从锅炉两侧，与抛煤机的抛煤方向垂直，但高度要比抛煤机形成的抛物线高0.1-1米，压头为5000-25000Pa，流速为30-150m/s，分十组向炉膛对吹，进入燃烧覆盖区，并使火焰形成旋涡。富氧空气本身作为二次风既有利于挥发份或飞灰残碳的二次燃烧，同时专门设计的喷嘴保证富氧风有足够的动能，足以扰动烟气使之形成炉内涡流，达到挥发份和飞灰残碳燃尽的目的。

和普通空气助燃相比，平均节煤14％，一般6-22％，通风机和引风机每年节电5-15％，蒸汽量调节更灵活，一般可提高5-20％，排烟林格曼黑度从3-4级平均能降到一级以下，而且还具有稳定锅炉工况，延长锅炉寿命等综合效果。

实施例3，锅炉是4吨燃油锅炉

该实施例相对比较简单，富氧喷嘴系统加在锅炉燃油喷嘴的四周即可，其它基本同上面实施例。和普通空气助燃相比，一般节油3-22％，通风机和引风机每年节电2-15％，蒸汽量调节更灵活，一般可提高4-20％，排烟林格曼黑度均能降到一级以下，而且还具有稳定锅炉工况，延长锅炉寿命等综合效果。

实施例4，锅炉是燃天然气锅炉

该实施例相对也比较简单，富氧喷嘴系统加在锅炉燃天然气喷嘴的四周即可，其它基本同上面实施例，只是所用富氧量比较大些，一般为锅炉助燃所需空气量的1.5-10％，节能效果比燃烧其它燃料的同类锅炉要高些。

Claims

1.一种用于锅炉的局部增氧助燃系统，其特征在于由空气过滤器(1)、通风机(2)、膜系统(3)、调节阀(4)、真空表(5)、水环式真空泵(6)、汽水分离器(7)、脱湿系统(8)、稳压系统(9)、预热系统(10)和富氧喷嘴系统(11)依次连接而成。

2.根据权利要求1所述的一种用于锅炉的局部增氧助燃系统，其特征在于富氧喷嘴系统(11)的位置，可以是上、下、左、右、前或后；形状可以是圆形、环形或扁形；材质可以是金属、非金属或特殊材料如陶瓷钢管；扩散角一般在±50°之间；富氧线速一般为10-200m/s。