一種褐煤半焦貧氧燃燒鍋爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種褐煤半焦貧氧燃燒鍋爐。
【背景技術(shù)】
[0002]褐煤是一種低階煤，我國和世界的儲量巨大，但褐煤的含水量高，揮發(fā)分高，易于自燃，不利于運(yùn)輸，制約了褐煤的大規(guī)模利用。將褐煤提質(zhì)，分級分質(zhì)綜合利用，對于褐煤的開發(fā)具有重要意義。
[0003]在褐煤利用領(lǐng)域，中低溫?zé)峤饧夹g(shù)是一種較有發(fā)展前途的褐煤分級分質(zhì)利用技術(shù)。熱解固體產(chǎn)物褐煤半焦由于揮發(fā)分減少，水分減少，發(fā)熱量提高，是一種較好的燃料，褐煤半焦的高效低污染利用對于褐煤分級分質(zhì)利用綜合能效提高具有舉足輕重的作用。
[0004]褐煤半焦可用于氣化爐原料制造煤氣，也可以用于鍋爐燃料直接燃燒生產(chǎn)熱能。其中用于鍋爐直接燃燒加熱工質(zhì)生產(chǎn)熱水或蒸汽是最直接的利用方法。但由于褐煤半焦揮發(fā)分的顯著減少，其著火性能受到影響。開發(fā)一種燃燒性能穩(wěn)定，污染物排放低的燃褐煤半焦的鍋爐至關(guān)重要。
[0005]當(dāng)前，固體燃料煤和煤焦的主要燃燒方式有三種:層燃爐、流化床爐和煤粉爐。煤粉爐是電站鍋爐的最主要燃燒方式。
[0006]還有一種燃燒方式旋風(fēng)燃燒也曾得到較多的應(yīng)用。旋風(fēng)燃燒是人為組織的一種穩(wěn)定可控的高速旋轉(zhuǎn)火焰，燃燒火焰充滿度較高，擾動能力極其強(qiáng)烈，適用于粉、肩狀固體燃料的燃燒過程，比一般的室燃方式具有更高的熱強(qiáng)度。由于固體燃料在燃燒室中存在一定的積蓄量，在旋風(fēng)爐中具有相當(dāng)長的滯留時(shí)間，有助于維持燃燒過程的連續(xù)性。灼熱的熔渣膜蓄積一定的熱量，是極穩(wěn)定的燃燒床，可以維持燃燒過程的穩(wěn)定性。旋風(fēng)燃燒具有燃燒強(qiáng)度高、捕渣率高、燃燒穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但由于析鐵、氫爆、排渣困難以及污染物如氮氧化物排放高等問題，其應(yīng)用受到一定的限制。
[0007]在節(jié)能減排的大背景下，燃煤電廠承擔(dān)著重要的電力調(diào)峰任務(wù)，要求電站鍋爐能夠在寬廣的負(fù)荷范圍內(nèi)穩(wěn)定高效運(yùn)行。現(xiàn)有電站鍋爐通常存在燃燒的穩(wěn)定性高效性和鍋爐的低負(fù)荷運(yùn)行之間的矛盾。因此，有必要提出一種新的燃燒鍋爐，既能實(shí)現(xiàn)高效低污染燃燒，也能夠?qū)崿F(xiàn)較大的負(fù)荷調(diào)節(jié)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種褐煤半焦貧氧燃燒鍋爐，以解決現(xiàn)有煤粉爐鍋爐燃燒強(qiáng)度低、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍窄、污染物排放超標(biāo)的問題;本發(fā)明鍋爐具有燃燒強(qiáng)度高、捕渣率高、污染物排放低、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
[0009]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的:
[0010]一種褐煤半焦貧氧燃燒鍋爐，包括若干旋風(fēng)筒貧氧燃燒裝置和鍋爐本體;鍋爐本體包括二燃室、設(shè)置于二燃室上部的鍋爐受熱面和排煙口；旋風(fēng)筒貧氧燃燒裝置為一個(gè)倒置的帶有中心筒的絕熱旋風(fēng)分離器;所述旋風(fēng)筒貧氧燃燒裝置連接鍋爐本體的二燃室。
[0011]進(jìn)一步的，旋風(fēng)筒貧氧燃燒裝置包括旋風(fēng)筒、中心筒、煙氣導(dǎo)管和二次風(fēng)旋流器；旋風(fēng)筒的下部側(cè)壁上設(shè)有一次風(fēng)口；旋風(fēng)筒的底部中心開有通孔，中心筒穿過旋風(fēng)筒底部的通孔伸入旋風(fēng)筒內(nèi)部，中心筒頂部為通孔且與旋風(fēng)筒頂部內(nèi)壁間隔設(shè)置，中心筒與旋風(fēng)筒連接處密封;旋風(fēng)筒內(nèi)位于一次風(fēng)口的下方設(shè)有熔融渣池，熔融渣池的底部設(shè)有第一排渣口；中心筒的底部設(shè)有第二排渣口，煙氣導(dǎo)管一端垂直連接中心筒，另一端連接二燃室。
[0012]進(jìn)一步的，在煙氣導(dǎo)管與二燃室的入口處設(shè)有用于送入補(bǔ)燃二次風(fēng)的二次風(fēng)旋流器。
[0013]進(jìn)一步的，一次風(fēng)口向下傾斜設(shè)置。
[0014]進(jìn)一步的，每個(gè)旋風(fēng)筒側(cè)壁上設(shè)有兩個(gè)用于在旋風(fēng)筒中形成旋風(fēng)的一次風(fēng)口。
[0015]進(jìn)一步的，鍋爐受熱面塔式布置。
[0016]進(jìn)一步的，褐煤半焦粉在一次空氣作用下沿切向或割向從旋風(fēng)筒下部一次風(fēng)口進(jìn)入中心筒和旋風(fēng)筒之間的環(huán)形空間，在環(huán)形空間的下部形成為高溫燃燒氣化區(qū)，在這個(gè)區(qū)域保持過量空氣系數(shù)小于1，維持反應(yīng)為貧氧燃燒氛圍；生成煙氣在旋風(fēng)筒內(nèi)強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)脫除液態(tài)熔渣，然后煙氣通過二燃室與旋風(fēng)筒之間的煙氣導(dǎo)管進(jìn)入二燃室，在進(jìn)入二燃室時(shí)補(bǔ)充部分二次空氣，以旋轉(zhuǎn)射流進(jìn)入二燃室;煙氣在二燃室內(nèi)充分燃燒并進(jìn)一步放熱，然后生成高溫?zé)煔馍闲蟹謩e通過塔式布置的鍋爐各個(gè)受熱面，完成傳熱，將煙氣降低至排煙溫度后從排煙口排出。
[0017]進(jìn)一步的，中心筒和旋風(fēng)筒由氮化硅材料制成，中心筒和旋風(fēng)筒之間形成的旋風(fēng)燃燒室為絕熱燃燒室。
[0018]進(jìn)一步的，二燃室內(nèi)進(jìn)行的燃燒為均相燃燒，過量空氣系數(shù)為1.05?1.1。
[0019]進(jìn)一步的，熔融渣池上方反應(yīng)區(qū)的溫度比灰熔融溫度高100?200°C。
[0020]進(jìn)一步的，旋風(fēng)筒貧氧燃燒裝置為多個(gè)且均勻分布于鍋爐本體外周。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0022]1、旋風(fēng)筒內(nèi)采用熔融貧氧燃燒，將大部分燃料氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，在二燃室采用分級空氣燃燒，降低了氮氧化物的排放?br>[0023]2、旋風(fēng)筒環(huán)室空間內(nèi)有較多的熔融渣形成渣池，渣池中的熔融灰分對殘焦的氣化燃燒起到催化和提供熱源的作用，維持了燃燒的穩(wěn)定性，提高了碳的轉(zhuǎn)化率。每個(gè)旋風(fēng)筒有2個(gè)對稱布置的一次風(fēng)進(jìn)口，在旋風(fēng)筒內(nèi)形成強(qiáng)旋轉(zhuǎn)氣流;在旋風(fēng)筒底部上方是有一定深度的熔融渣池，大顆粒的煤肩在熔渣渣池中快速熱解和氣化，實(shí)現(xiàn)高碳轉(zhuǎn)化率;渣池下面開有排渣孔，旋風(fēng)筒里的溫度維持在灰熔融溫度以上，可實(shí)現(xiàn)順利液態(tài)排渣。
[0024]3、渣池里的氣化燃燒主要為碳氧放熱反應(yīng)，使得渣池處維持局部高溫，有利于提高燃燒強(qiáng)度和提高熔融渣的流動性。
[0025]4、旋風(fēng)筒燃燒室里的強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)氣流，將焦渣甩到壁面而實(shí)現(xiàn)熔融液滴與煙氣的分離，提高了補(bǔ)渣率，大大減輕了后續(xù)塔式鍋爐受熱面的沾污和后續(xù)的除塵負(fù)擔(dān)。
[0026]5、在旋風(fēng)筒和二燃室之間的中心管下部設(shè)有第二熔渣分離室，未來得及分離的液態(tài)渣進(jìn)入這個(gè)渣池被捕捉，進(jìn)一步減少了煙氣中的飛灰份額實(shí)現(xiàn)液態(tài)渣與氣體產(chǎn)物的盡可能分離。
[0027]6、在二燃室進(jìn)口設(shè)有旋轉(zhuǎn)射流的補(bǔ)充二次風(fēng)，維持整體過量空氣系數(shù)在較低的水平，在二燃室進(jìn)行的主要是均相燃燒，降低了氮氧化物的生成。
[0028]7、旋風(fēng)筒、中心筒和絕熱導(dǎo)管均采用氮化硅材料，提高了設(shè)備的耐熱震性能。
[0029]8、一臺鍋爐可以配多個(gè)旋風(fēng)筒貧氧燃燒設(shè)備。
【附圖說明】
[0030]以下結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0031]圖1為本發(fā)明一種褐煤半焦貧氧燃燒鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2為圖1的俯視圖。
[0033]圖中:1、旋風(fēng)筒;2、中心筒;3、鍋爐受熱面;4、排煙口；5、二燃室;6、二次風(fēng)旋流器；
7、煙氣導(dǎo)管;8、第二排渣口；9、第一排渣口；10、熔融渣池;11、一次風(fēng)口。
【具體實(shí)施方式】
[0034]請參閱圖1所示，本發(fā)明一種褐煤半焦貧氧燃燒鍋爐，包括若干旋風(fēng)筒貧氧燃燒裝置和鍋爐本體，兩者衛(wèi)星型布置。
[0035]鍋爐本體的底部為二燃室5，二燃室5上部為塔式布置的鍋爐受熱面3，