專利名稱：配備蓄熱室的層燃鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種層燃鍋爐，尤其是一種使用各種固體燃料，配備蓄熱室的層燃鍋爐。
背景技術(shù)：
以鏈條爐排、往復(fù)爐排為代表的層燃燃燒方式，廣泛應(yīng)用于電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、垃圾焚燒鍋爐上。由于能源供應(yīng)持續(xù)緊張，為層燃鍋爐提供的商品煤存在灰分多、水份含量不穩(wěn)定、顆粒不均、揮發(fā)分少、熱值低等問題。因此，燃煤層燃鍋爐在生產(chǎn)中也暴露出爐膛溫度低、煤著火困難、鍋爐能力下降、爐渣含碳量高、鍋爐熱效率低等現(xiàn)象。為解決燃煤層燃鍋爐的問題，目前已有提高助燃空氣溫度和提高爐膛溫度的解決方案。預(yù)熱空氣的方案，由于受到層燃鍋爐系統(tǒng)和燃燒設(shè)備本身形式的限制，空氣溫度不可能太高。提高爐膛溫度典型的技術(shù)為:在層燃鍋爐上增加輔助煤粉燃燒系統(tǒng)，煤粉燃燒系統(tǒng)可以提高爐膛溫度。增加煤粉燃燒系統(tǒng)也帶來了一些問題，如風(fēng)扇磨壽命短、進(jìn)入風(fēng)扇磨的煤粉水分要求嚴(yán)格、鍋爐飛灰量增加等。使用層燃方式的垃圾焚燒鍋爐也存在很多問題，首先對熱值低、水分高、成分復(fù)雜的城市垃圾不適應(yīng)，燃燒效果差，爐膛溫度低。其次層燃垃圾鍋爐，由于受爐內(nèi)機械裝置的限制爐膛溫度低，層燃鍋爐的燃燒特點也決定，進(jìn)料端爐膛溫度偏低，而二惡英的產(chǎn)生溫度在360--820°C之間，因此層燃垃圾鍋爐受到二噁英排放的困擾。

為了解決層燃鍋爐上述各種問題，有必要設(shè)計一種新的層燃鍋爐。新式層燃鍋爐爐膛溫度高、熱效率高、污染物排放量低，能使用低熱值、高水分、高灰分的燃料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種配備蓄熱室的層燃鍋爐。新型鍋爐燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔?0-80 %按原來的路徑排走，20-40 %煙氣被引入為鍋爐配備的蓄熱室，在蓄熱室中煙氣同鍋爐用二次空氣完成熱量交換。鍋爐使用的二次空氣通過蓄熱室換熱后溫度達(dá)到800°C以上，高溫的二次空氣由鍋爐爐膛的低溫進(jìn)燃料端，分成多個噴口噴射進(jìn)入爐膛。進(jìn)入爐內(nèi)的高溫二次空氣對鍋爐進(jìn)料端燃料進(jìn)行噴射沖擊式加熱，使燃料表面迅速干燥，燃料層表面的細(xì)小顆粒會產(chǎn)生一定的飛濺效應(yīng)，高溫空氣中的高溫氧分子同燃料表面碳粒迅速反應(yīng)燃燒，提高了低溫端的爐膛溫度，為低溫端穩(wěn)定燃燒提供了保證。對于一些使用高含水量、熱值特別低的煤、煤矸石、垃圾的層燃鍋爐，高溫空氣的噴射管可以埋進(jìn)燃料層里一定長度，對劣質(zhì)燃料直接進(jìn)行加熱、干燥，加速燃料燃燒。進(jìn)入爐膛的二次高溫空氣不但為燃燒提供氧氣，而其帶進(jìn)大量物理熱，使全部爐膛溫度都處在1000°c以上，燃料燃燒可以穩(wěn)定高效進(jìn)行并大幅降低飛灰和爐渣中的含碳量。配備蓄熱室的層燃鍋爐，將高溫空氣燃燒技術(shù)同層燃燃燒方式進(jìn)行了完美的結(jié)合。新型鍋爐能使用低熱值、高水分、高灰分的燃料。新型鍋爐全爐膛溫度增高、熱效率大幅提高、污染物排放量降低。本發(fā)明的技術(shù)方案是:配備蓄熱室的層燃鍋爐，主要由層燃鍋爐本體、高溫?zé)煔獬龎m器、蓄熱室系統(tǒng)三部分組成。新的層燃鍋爐本體較常規(guī)的鏈條爐排、往復(fù)爐排鍋爐增加了高溫?zé)煔庖隹诤透邷乜諝鈬娙肟?。高溫?zé)煔庖隹谠O(shè)在鍋爐燃料燃盡端，煙氣溫度最高的部位。高溫空氣噴入口設(shè)在鍋爐燃料進(jìn)料端燃料的上部。高溫?zé)煔獬龎m器可以將高溫?zé)煔庵械幕覊m除去，高溫?zé)煔獬龎m器可以是旋風(fēng)除塵器也可以是其它形式的除塵器。除塵器的高溫?zé)煔膺M(jìn)口通過管道同鍋爐的高溫?zé)煔庖隹谙噙B。蓄熱室系統(tǒng)由多個蓄熱室和其輔助設(shè)備組成。每個蓄熱室由蓄熱室箱體和蓄熱體組成，蓄熱體裝在蓄熱室箱體里，在蓄熱體上方的箱體上開設(shè)高溫?zé)煔膺M(jìn)口、高溫空氣出口，在蓄熱體下面的箱體上開設(shè)低溫?zé)煔獬隹?、低溫空氣進(jìn)口。蓄熱室的高溫?zé)煔膺M(jìn)口通過閥門、管道同除塵器高溫?zé)煔獬隹谙噙B，蓄熱室的高溫空氣出口通過閥門、管道同鍋爐本體上設(shè)置的高溫空氣噴入口相連。蓄熱室的低溫?zé)煔獬隹谕ㄟ^閥門、管道同引風(fēng)機相連，蓄熱室的低溫空氣進(jìn)口通過閥門、管道同空氣總管鼓風(fēng)機相連。配備蓄熱室的層燃鍋爐在工作時，燃燒產(chǎn)生的60-80%煙氣經(jīng)爐膛、省煤器、空氣換熱器后排入大氣，其中20-40 %煙氣在爐膛燃盡端高溫?zé)煔庖隹诒灰?。被引出的高溫?zé)煔膺M(jìn)入蓄熱室同鍋爐用二次空氣進(jìn)行熱交換。實際工作中蓄熱室需要兩個以上，下面以兩個蓄熱室工作說明其工作原理。假設(shè)A蓄熱室處于蓄熱狀態(tài)，A蓄熱室的高溫?zé)煔忾y和低溫?zé)煔忾y打開，高溫空氣閥和低溫空氣閥關(guān)閉。由鍋爐引來的高溫?zé)煔膺M(jìn)入蓄熱室，將熱量留在蓄熱體內(nèi)，煙氣溫度降低后由低溫?zé)煔夤芘懦?。同時，B蓄熱室一定處于放熱狀態(tài),B蓄熱室的低溫空氣閥和高溫空氣閥打開，低溫?zé)煹篱y和高溫?zé)煹篱y關(guān)閉。低溫空氣進(jìn)入蓄熱室，將蓄熱體中的熱量帶走，空氣溫度升高后通過高溫空氣管進(jìn)入鍋爐指定位置。經(jīng)過一段時間后，A、B兩個蓄熱室交換工作狀態(tài)，周而復(fù)始完成煙氣同空氣的換熱過程。根據(jù)蓄熱室的工作原理高溫?zé)煔饨?jīng)過蓄熱室溫度可以降到接近露點，空氣進(jìn)過蓄熱室被預(yù)熱到接近煙氣溫度。因此，采用蓄熱室換熱方式可以將空氣預(yù)熱到800°C以上，并能長期穩(wěn)定運行。鍋爐使用二次空氣經(jīng)過蓄熱室被預(yù)熱到800°C以上后，通過熱風(fēng)管道引到鍋爐爐膛的低溫進(jìn)燃料端，分成多個噴口噴射進(jìn)入爐膛。對于一些使用高含水量，熱值特別低的煤、煤矸石、垃圾的層燃鍋爐，二次高溫空氣的噴射管可以埋進(jìn)燃料層里一定長度。工作時含大量氧氣的高溫空氣迅速將表面的固體燃料干燥、分解并與之發(fā)生劇烈的燃燒反應(yīng)。在鍋爐低溫進(jìn)料端的提前燃燒為燃料的進(jìn)一步燃燒提供了穩(wěn)定的熱源，使原來鍋爐的低溫區(qū)域爐溫大幅提升，鍋爐爐膛溫度均在1000°c以上。由于爐膛消除了低溫區(qū)，所以對于使用垃圾為燃料的鍋爐，不用摻燒高熱值燃料，就可以消除二噁英。噴射進(jìn)爐膛的高溫空氣，一部分同固體燃料進(jìn)行燃燒反應(yīng)，另一部分進(jìn)入爐膛空間，對飛灰中的碳進(jìn)行二次燃燒，使飛灰中的碳燃盡。本發(fā)明具有如下優(yōu)點:(I)鍋爐用二次空氣溫度在800°C以上，將高溫空氣燃燒技術(shù)移植到了層燃鍋爐上。(2) 二次高溫空氣為爐膛提供了大量的物理熱，提高了爐膛溫度，改善了爐膛的燃燒環(huán)境，穩(wěn)定了鍋爐的技術(shù)性能。(3)高溫空氣在爐膛進(jìn)燃料端集中噴射，使燃料迅速干燥、分解、燃燒。因此，鍋爐可以燃低熱值、高灰分、高水分的固體燃料。(4)由于爐膛消除了低溫區(qū)，使用垃圾為燃料的鍋爐，不用摻燒高熱值燃料，就可以消除二噁英。
(5)噴射進(jìn)爐膛的高溫空氣，對飛灰中的碳進(jìn)行二次燃燒，使飛灰中的碳燃盡，提高鍋爐效率 8-15%。


圖1是本發(fā)明的原理圖。下面根據(jù)附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。在附圖中:1.鍋爐本體，2.高溫?zé)煔庖隹冢?.高溫?zé)煔獬龎m器，4.高溫?zé)煔忾y，
5.高溫空氣閥，6.A蓄熱室，7.B蓄熱室，8.低溫空氣閥，9.低溫?zé)煔忾y，10.引風(fēng)機，11.鼓風(fēng)機，12.高溫空氣噴入口，13.含塵高溫?zé)煔夤埽?4.高溫?zé)煔夤埽?5.高溫空氣管，16.低溫空氣管，17.低溫?zé)煔夤堋?br> 具體實施方式
:如圖1所示，鍋爐本體I在高溫爐膛設(shè)有高溫?zé)煔庖隹?2，高溫?zé)煔庖隹?2通過含塵高溫?zé)煔夤?3同高溫?zé)煔獬龎m器3相連，高溫?zé)煔獬龎m器3的出口同高溫?zé)煔夤?4相連。A蓄熱室6、B蓄熱室7在蓄熱體的上部開設(shè)兩個出口，其中一個出口通過管道和高溫?zé)煔忾y4同高溫?zé)煔夤?4相連，另一個出口通過管道和高溫空氣閥5同高溫空氣管15相連。A蓄熱室6、B蓄熱室7在蓄熱體的下部也開設(shè)兩個出口，其中一個出口通過管道和低溫空氣閥8同低溫空氣管16相連,低溫空氣管16同鼓風(fēng)機11相連，另一個出口通過管道和低溫?zé)煔忾y9同低溫?zé)煔夤?7相連，低溫?zé)煔夤?7同引風(fēng)機10相連。高溫空氣管15同鍋爐本體I上的高溫空氣噴入口 12相連。鍋爐在工作時，燃燒產(chǎn)生的煙氣60-80%經(jīng)爐膛、省煤器、空氣換熱器后排入大氣，其中2040 %煙氣在爐膛燃盡端高溫?zé)煔庖隹?2被引出。被引出的高溫?zé)煔馔ㄟ^含塵高溫?zé)煔夤?3進(jìn)入高溫?zé)煔獬龎m器3，除去灰塵的高溫?zé)煔膺M(jìn)入高溫?zé)煔夤?4。假定此時A蓄熱室6處于蓄熱狀態(tài)，A蓄熱室6的高溫?zé)煔忾y4和低溫?zé)煔忾y9打開，高溫空氣閥5和低溫空氣閥8關(guān)閉。由鍋爐本體I引來的高溫?zé)煔膺M(jìn)入蓄熱室，將熱量留在蓄熱體內(nèi)，煙氣溫度降低后由低溫?zé)煔夤?7通過引風(fēng)機11排出。于此同時，B蓄熱室7 —定處于放熱狀態(tài)，B蓄熱室7的低溫空氣閥8和高溫空氣閥5打開，低溫?zé)煔忾y9和高溫?zé)煔忾y4關(guān)閉。鼓風(fēng)機10鼓出的低溫空氣通過低溫空氣管16進(jìn)入蓄熱室，將蓄熱體中的熱量帶走，換熱后的高溫空氣進(jìn)入高溫空氣管15。經(jīng)過一段時間后，A、B兩個蓄熱室交換工作狀態(tài)，周而復(fù)始完成煙氣同空氣的換熱過程。高溫空氣經(jīng)過高溫空氣管15輸送到鍋爐本體I上設(shè)置的高溫空氣噴入口 12，通過高溫空氣噴入口 12噴射進(jìn)入爐膛，對于一些使用高含水量，低熱值的煤、煤矸石、垃圾的層燃鍋爐，高溫空氣噴入口 12可以連接噴入管埋進(jìn)燃料層里一定長度。根據(jù)蓄熱室的工作原理高溫?zé)煔饨?jīng)過蓄熱室溫度可以降到接近露點，空氣進(jìn)過蓄熱室被預(yù)熱到接近煙氣溫度。因此，采用蓄熱室換熱方式可以將空氣預(yù)熱到800°C以上，并能長期穩(wěn)定運行。鍋爐工作時含大量氧氣的高溫空氣迅速將表面的固體燃料干燥、分解并與之發(fā)生劇烈的燃燒反應(yīng)，鍋爐爐膛溫度均在1000°c以上。
權(quán)利要求
1.一種配備蓄熱室的層燃鍋爐，由層燃鍋爐本體、高溫?zé)煔獬龎m器、蓄熱室系統(tǒng)等部分組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配備蓄熱室的層燃鍋爐，其特征在于:鍋爐本體增加了高溫?zé)煔庖隹诤透邷乜諝鈬娙肟?。高溫?zé)煔庖隹谠O(shè)在鍋爐燃料燃盡端，煙氣溫度最高的部位。高溫空氣噴入口設(shè)在鍋爐燃料進(jìn)料端燃料的上部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配備蓄熱室的層燃鍋爐，其特征在于:高溫?zé)煔獬龎m器可以將高溫?zé)煔庵械幕覊m除去，除塵器的高溫?zé)煔膺M(jìn)口通過管道同鍋爐的高溫?zé)煔庖隹谙噙B。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配備蓄熱室的層燃鍋爐，其特征在于:蓄熱室系統(tǒng)由兩個以上蓄熱室組成。蓄熱室系統(tǒng)可以完成高溫?zé)煔馔仩t二次空氣的熱交換。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配備蓄熱室的層燃鍋爐，其特征在于:鍋爐在工作時，燃燒產(chǎn)生的60-80%煙氣經(jīng)爐膛、省煤器、空氣換熱器后排入大氣，20-40%煙氣在爐膛燃盡端高溫?zé)煔庖隹诒灰觥１灰龅母邷責(zé)煔膺M(jìn)過除塵器除塵后，進(jìn)入蓄熱室同鍋爐用二次空氣進(jìn)行熱交換。鍋爐使用二次空氣經(jīng)過蓄熱室被預(yù)熱到800°C以上后，通過熱風(fēng)管道引到鍋爐爐膛的低溫進(jìn)燃料端，分成多個噴口噴射進(jìn)入爐膛。對于一些使用高含水量，熱值特別低的煤、煤矸石、垃圾的層燃鍋爐，二次高溫空氣的噴射管可以埋進(jìn)燃料層里一定長度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配備蓄熱室的層燃鍋爐，其特征在于:以兩個蓄熱室工作說明其工作原理，假設(shè)A蓄熱室處于蓄熱狀態(tài)，A蓄熱室的高溫?zé)煔忾y和低溫?zé)煔忾y打開，高溫空氣閥和低溫空氣閥關(guān)閉。由鍋爐引來的高溫?zé)煔膺M(jìn)入蓄熱室，將熱量留在蓄熱體內(nèi)，煙氣溫度降低后由低溫?zé)煔夤芘懦觥Ｍ瑫r，B蓄熱室一定處于放熱狀態(tài)，B蓄熱室的低溫空氣閥和高溫空氣閥打開，低溫?zé)煹篱y和高溫?zé)煹篱y關(guān)閉。低溫空氣進(jìn)入蓄熱室，將蓄熱體中的熱量帶走，空氣溫度升高后通過高溫空氣管進(jìn)入鍋爐指定位置。經(jīng)過一段時間后，A、B兩個蓄熱室交換工作狀態(tài)，周而復(fù)始完成煙氣同空氣的換熱過程。
全文摘要
一種配備蓄熱室的層燃鍋爐，主要由層燃鍋爐本體、高溫?zé)煔獬龎m器、蓄熱室系統(tǒng)三部分組成。鍋爐在工作時，燃燒產(chǎn)生的60-80％煙氣經(jīng)爐膛、省煤器、空氣換熱器后排入大氣，20-40％煙氣在爐膛燃盡端高溫?zé)煔庖隹诒灰?。被引出的高溫?zé)煔膺M(jìn)過除塵器除塵后，進(jìn)入蓄熱室同鍋爐用二次空氣進(jìn)行熱交換。鍋爐使用二次空氣經(jīng)過蓄熱室被預(yù)熱到800℃以上后，通過熱風(fēng)管道引到鍋爐爐膛的低溫進(jìn)燃料端，分成多個噴口噴射進(jìn)入爐膛。對于一些使用高含水量，熱值特別低的煤、煤矸石、垃圾的層燃鍋爐，二次高溫空氣的噴射管可以埋進(jìn)燃料層里一定長度。
文檔編號F23L15/00GK103090366SQ20111034227
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者溫向陽 申請人:溫向陽