一種燃用低揮發(fā)分、高灰分劣質(zhì)煤的鍋爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)煤粉鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燃用低揮發(fā)分、高灰分劣質(zhì)煤的鍋爐。
【背景技術(shù)】
[0002]燃煤工業(yè)鍋爐作為我國(guó)社會(huì)各領(lǐng)域普遍采用的熱工裝備，近年來(lái)在裝備技術(shù)、運(yùn)行管理上都取得一定進(jìn)步，但總體上沒(méi)有改變低效、粗放的狀況，分析其原因主要有燃料質(zhì)量、燃燒及裝備水平、污染治理及監(jiān)測(cè)、運(yùn)行管理等多方面的原因，但核心是燃燒和裝備技術(shù)進(jìn)步的問(wèn)題。
[0003]煤粉燃燒技術(shù)具有燃盡率高、煙氣熱損失小等優(yōu)點(diǎn)，是目前大型燃煤發(fā)電鍋爐的主導(dǎo)燃燒技術(shù)。目前全國(guó)約有數(shù)百臺(tái)在用的煤粉工業(yè)鍋爐，應(yīng)用于北方地區(qū)冬季供熱或工業(yè)企業(yè)供熱，鍋爐熱效率高，在配套了環(huán)保裝置后，煙氣可以潔凈排放。
[0004]但是目前工業(yè)煤粉鍋爐由于其爐膛小，水冷度大，燃燒空間有限，基本上都燃用揮發(fā)分較高、灰分較低的優(yōu)質(zhì)煤，不適于燃用低揮發(fā)分、高灰分劣質(zhì)煤。在一些地區(qū)由于燃用低揮發(fā)分、高灰分劣質(zhì)煤，出現(xiàn)鍋爐點(diǎn)火困難，甚至無(wú)法點(diǎn)燃，爐膛燃燒不穩(wěn)定，飛灰含碳量高，經(jīng)常滅火、爆燃，不僅無(wú)法保證鍋爐的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)型，而且還威脅到鍋爐運(yùn)行的安全。這嚴(yán)重的限制了煤粉工業(yè)鍋爐的應(yīng)用和推廣。
[0005]在我國(guó)東、中部的一批老能源基地呈現(xiàn)出資源枯竭趨勢(shì)及全國(guó)能源需求還在不斷增長(zhǎng)的情況下，我國(guó)優(yōu)質(zhì)煤資源越來(lái)越短缺，而且其售價(jià)也在不斷攀升，為了充分利用我國(guó)的劣質(zhì)煤資源，降低工業(yè)鍋爐運(yùn)行成本，開(kāi)發(fā)燃用低揮發(fā)分、高灰分劣質(zhì)煤的工業(yè)煤粉鍋爐，對(duì)煤粉工業(yè)鍋爐的推廣具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是為了解決燃用低揮發(fā)分、高灰分劣質(zhì)煤的煤粉鍋爐存在的點(diǎn)火和燃燒問(wèn)題，而提供了一種燃用低揮發(fā)分、高灰分劣質(zhì)煤的鍋爐。
[0007]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種燃用低揮發(fā)分、高灰分劣質(zhì)煤的鍋爐，包括固定在爐體前部的立式前置爐膛，立式前置爐膛由水冷壁圍護(hù)而成，其中水冷壁內(nèi)表面敷設(shè)耐火涂料層；所述的立式前置爐膛底部的爐膛出口與冷卻室連通，其中爐膛出口的前端設(shè)有冷渣斗，下部設(shè)有渣池；所述的爐膛出口與冷卻室的連接處設(shè)有凝渣管束；所述的立式前置爐膛上布置有燃燒器、燃盡風(fēng)噴口、折焰角，燃盡風(fēng)噴口布置于距最下層一次風(fēng)口 4~5米處，折焰角布置在靠近爐膛出口的位置。
[0008]進(jìn)一步地，所述的立式前置爐膛為立式圓柱形或矩形結(jié)構(gòu)，數(shù)量為1-4個(gè)，在安裝使用時(shí)，具體前置爐膛的數(shù)量、結(jié)構(gòu)視鍋爐容量、鍋爐房的布置、煤種特性而定，其中布置3個(gè)前置爐膛時(shí)，結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。
[0009]所述的立式前置爐膛由耐火材料構(gòu)成絕熱爐膛，爐膛內(nèi)不布置受熱面，其目的是在爐膛內(nèi)形成高溫火焰，保證煤粉在有限空間內(nèi)燃盡，爐渣以液態(tài)形式流出爐膛底部。
[0010]所述的燃燒器為直流燃燒器，在立式前置爐膛內(nèi)上部切向布置2~4組，工作時(shí)，在爐內(nèi)形成向下的螺旋射流火焰，爐膛出口布置在爐膛底部與冷卻室連接的位置，在距最下層一次風(fēng)口 4~5米處布置燃盡風(fēng)噴口，在保證燃燒效率的同時(shí)減少NOx排放。
[0011]所述的燃燒器為旋流燃燒器，布置在爐膛的頂部，工作時(shí)，在爐內(nèi)形成向下的旋轉(zhuǎn)射流火焰，爐膛出口布置在爐膛底部與冷卻室連接的位置，旋流燃燒器采用大回流區(qū)，強(qiáng)擴(kuò)展的高旋流數(shù)的燃燒器，也采用燃料分級(jí)和燃盡風(fēng)結(jié)構(gòu)來(lái)保證燃燒效率的同時(shí)減少NOx排放。
[0012]所述的冷渣斗為前部高后部低的結(jié)構(gòu)，且向爐膛出口傾斜10~15°，保證熔渣能順利流入渣池，并在與冷卻室連接處設(shè)置凝渣管束，使進(jìn)入冷卻室的煙氣中不帶有熔渣，保證冷卻室不結(jié)渣。
[0013]所述的冷卻室由水冷壁圍護(hù)形成，根據(jù)立式前置爐膛的布置形式和數(shù)量設(shè)置成合適的矩形截面結(jié)構(gòu)，采用合適的容積熱負(fù)荷將煙氣降到合理的溫度進(jìn)入尾部對(duì)流煙道。
[0014]所述的折焰角為環(huán)形折焰角，也可以根據(jù)火焰形狀、流態(tài)設(shè)計(jì)成其他結(jié)構(gòu)。
[0015]本發(fā)明在煤粉工業(yè)鍋爐現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，在鍋爐的前部設(shè)置一個(gè)或多個(gè)圓形或矩形的立式前置爐膛，爐膛可以由水冷壁內(nèi)表面應(yīng)敷設(shè)耐火涂料或用耐火材料構(gòu)成絕熱爐膛，以形成高溫火焰，保證煤粉在有限空間內(nèi)燃盡，爐渣以液態(tài)形式流出爐膛底部；在前置爐膛內(nèi)燃燒器可以采用燃料分級(jí)的一次風(fēng)口及燃盡風(fēng)噴口的直流燃燒器，在上部切向布置2~4組，在爐內(nèi)形成向下的螺旋射流火焰；也可以在前置爐膛前部布置采用燃料分級(jí)和燃盡風(fēng)結(jié)構(gòu)的旋流燃燒器，在爐內(nèi)形成向下的旋轉(zhuǎn)射流火焰，保證燃燒效率的同時(shí)減少NOx排放；爐膛底部設(shè)置成傾斜爐底，并布置有折焰角，使熔渣能順利流入渣池，并在與冷卻室連接處設(shè)置凝渣管束，使進(jìn)入冷卻室的煙氣中不帶有熔渣，保證冷卻室不結(jié)渣。
[0016]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可有效解決低灰熔點(diǎn)煤粉鍋爐結(jié)渣問(wèn)題，保證鍋爐的正常運(yùn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為實(shí)施例3燃燒器布置示意圖；
圖4為3個(gè)前置爐膛的布置方式示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1
如圖1所示的一種所述的燃用低揮發(fā)分、高灰分劣質(zhì)煤的鍋爐，包括固定在爐體前部的立式前置爐膛1，前置爐膛的爐壁5由水冷壁圍護(hù)而成，其中水冷壁內(nèi)表面敷設(shè)耐火涂料層；所述的立式前置爐膛I的爐膛出口 8與冷卻室10連通，其中爐膛出口 8的前端設(shè)有冷渣斗6，下部設(shè)有渣池7，所述的爐膛出口 8與冷卻室10的連接處設(shè)有凝渣管束9 ;所述的前置爐膛上布置有燃燒器2、燃盡風(fēng)噴口 3、折焰角4，燃盡風(fēng)噴口 3布置于距最下層一次風(fēng)口 4~5米處，折焰角4布置在靠近爐膛出口的位置。
[0019]其中在立式前置爐膛I上部的兩組燃燒器2切向噴入煤粉氣流和助燃空氣，在爐內(nèi)形成向后螺旋流動(dòng)的高溫火焰，在燃燒器燃盡風(fēng)口 3截面下游形成高溫的火焰區(qū)域，在保證煤粉在有限空間內(nèi)燃盡的同時(shí)，在前置爐膛的中下部保持高溫條件，灰渣以熔融狀態(tài)存在，最終爐渣以液態(tài)形式流出冷渣斗6，進(jìn)入渣池7 ;煙氣由爐膛后部的爐膛出口 8，通過(guò)凝渣管束9進(jìn)入冷卻室10，保證進(jìn)入冷卻室的煙氣中沒(méi)有粘結(jié)性灰，不在冷卻室及尾部受熱面形成沾污；設(shè)置2~3個(gè)一次風(fēng)噴口與3~4個(gè)二次風(fēng)噴口相間布置，一次風(fēng)采用燃料分級(jí)結(jié)構(gòu)，一次風(fēng)與二次風(fēng)的切圓布置成不等直徑，一次風(fēng)小切圓，二次風(fēng)大切圓；在距最下層一次風(fēng)口 4~5米處布置燃盡風(fēng)噴口，在燃料分級(jí)的基礎(chǔ)上，采用了空氣分級(jí)燃燒，在保證燃燒效率的同時(shí)減少NOx排放。
[0020]實(shí)施例2
如圖2所示的一種所述的燃用低揮發(fā)分、高灰分劣質(zhì)煤的鍋爐，前置爐膛I布置有四組燃燒器2切向噴入爐膛，其他結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1。這種結(jié)構(gòu)適用于鍋爐容量大，前置爐膛截面較大的情況。
[0021]實(shí)施例3
如圖3所示的一種采用立式前置爐膛燃用低灰熔點(diǎn)煤的鍋爐，包括固定在爐體前部的立式前置爐膛1，前置爐膛的爐壁5由水冷壁圍護(hù)而成，其中水冷壁內(nèi)表面敷設(shè)耐火涂料層；所述的立式前置爐膛I的爐膛出口 8與冷卻室10連通，其中爐膛出口 8的前端設(shè)有冷渣斗6，下部設(shè)有渣池7，所述的爐膛出口 8與冷卻室10的連接處設(shè)有凝渣管束9 ;所述的前置爐膛上布置有燃燒器2、燃盡風(fēng)噴口 3、折焰角4，燃盡風(fēng)噴口 3布置于距最下層一次風(fēng)口 4~5米處，折焰角4布置在靠近爐膛出口的位置。
[0022]其中在立式前置爐膛I前部的設(shè)置有單只旋流煤粉燃燒器2，噴入煤粉氣流和助燃空氣，在爐內(nèi)形成向下的螺旋流動(dòng)的高溫火焰，在燃燒器燃盡風(fēng)口 3截面下游形成高溫的火焰區(qū)域，在保證煤粉在有限空間內(nèi)燃盡的同時(shí)，在前置爐膛的中下部保持高溫條件，灰渣以熔融狀態(tài)存在，最終爐渣以液態(tài)形式流出傾斜爐底6，進(jìn)入渣池7;煙氣由爐膛下部的爐膛出口 8，通過(guò)凝渣管束9進(jìn)入冷卻室10，保證進(jìn)入冷卻室的煙氣中沒(méi)有粘結(jié)性灰，不在冷卻室及尾部受熱面形成粘結(jié)的爐渣；煤粉燃燒器采用燃料分級(jí)結(jié)構(gòu)，二次風(fēng)采用螺旋扭曲葉片，夾角60~65度，二次風(fēng)擴(kuò)口 15~45度；在距最下層一次風(fēng)口 4~5米處布置燃盡風(fēng)噴口，在燃料分級(jí)的基礎(chǔ)上，采用了空氣分級(jí)燃燒，在保證燃燒效率的同時(shí)減少NOx排放。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種所述的燃用低揮發(fā)分、高灰分劣質(zhì)煤的鍋爐，其特征在于，包括固定在爐體前部的立式前置爐膛(1)，立式前置爐膛(I)由水冷壁圍護(hù)而成，其中水冷壁內(nèi)表面敷設(shè)耐火涂料層；所述的立式前置爐膛(I)的爐膛出口(8)與冷卻室(10)連通，其中爐膛出口(8)的前端設(shè)有冷渣斗(6)，下部設(shè)有渣池(7)，所述的爐膛出口(8)與冷卻室(10)的連接處設(shè)有凝渣管束(9);所述的前置爐膛上布置有燃燒器(2)、燃盡風(fēng)噴口(3)、折焰角(4)，燃盡風(fēng)噴口(3)布置于距最下層一次風(fēng)口 4~5米處，折焰角(4)布置在靠近爐膛出口的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃用低揮發(fā)分、高灰分劣質(zhì)煤的鍋爐，其特征在于，所述的立式前置爐膛(I)為立式圓柱形或矩形結(jié)構(gòu)，數(shù)量為1-4個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃用低揮發(fā)分、高灰分劣質(zhì)煤的鍋爐，其特征在于，所述的立式前置爐膛(I)由耐火材料構(gòu)成絕熱爐膛。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃用低揮發(fā)分、高灰分劣質(zhì)煤的鍋爐，其特征在于，所述的燃燒器(2)為直流燃燒器，在前置爐膛上部切向布置2~4組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃用低揮發(fā)分、高灰分劣質(zhì)煤的鍋爐，其特征在于，所述的燃燒器(2)為旋流燃燒器，布置在前置爐膛頂部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃用低揮發(fā)分、高灰分劣質(zhì)煤的鍋爐，其特征在于，所述的冷洛斗(6)為前部高后部低的結(jié)構(gòu),且向前置爐膛出口傾斜10-15°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃用低揮發(fā)分、高灰分劣質(zhì)煤的鍋爐，其特征在于，所述的冷卻室(10)由水冷壁圍護(hù)形成。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了種燃用低揮發(fā)分、高灰分劣質(zhì)煤的鍋爐，屬于工業(yè)煤粉鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，解決燃用低揮發(fā)分、高灰分劣質(zhì)煤的煤粉鍋爐存在的點(diǎn)火和燃燒問(wèn)題。一種燃用低揮發(fā)分、高灰分劣質(zhì)煤的鍋爐，包括固定在爐體前部的立式前置爐膛，立式前置爐膛由水冷壁圍護(hù)而成，其中水冷壁內(nèi)表面敷設(shè)耐火涂料層；所述的立式前置爐膛底部的爐膛出口與冷卻室連通，其中爐膛出口的前端設(shè)有冷渣斗，下部設(shè)有渣池；所述的爐膛出口與冷卻室的連接處設(shè)有凝渣管束；所述的立式前置爐膛上布置有燃燒器、燃盡風(fēng)噴口、折焰角，燃盡風(fēng)噴口布置于距最下層一次風(fēng)口4~5米處，折焰角布置在靠近爐膛出口的位置。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可有效解決低灰熔點(diǎn)煤粉鍋爐結(jié)渣問(wèn)題，保證鍋爐的正常運(yùn)行。
【IPC分類(lèi)】F23C3-00, F23C7-02, F23C5-08
【公開(kāi)號(hào)】CN104534457
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410813404
【發(fā)明人】王民發(fā), 王歡, 郎鵬德, 郎鳳娥, 郎秀榮
【申請(qǐng)人】山西藍(lán)天環(huán)保設(shè)備有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月24日