專利名稱：一種固定床燃煤鍋爐的燃燒方法及其專用鏈條鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固定床燃煤鍋爐，具體地說是一種濕煤粒循環(huán)固定床燃煤鍋爐的燃燒操作方法及其專用鏈條鍋爐。
背景技術(shù)：
固定床燃燒是一項(xiàng)十分古老的燃燒技術(shù)，近年來隨著科技進(jìn)步，特別是對操作的自動化操作及規(guī)模上做了許多改進(jìn)，但基本燃燒方式?jīng)]有大的進(jìn)步。目前，固定床用的最多的是鏈條爐。鏈條爐受固定床燃燒方式的限制，熱效率一般在70％-85％之間，燃煤熱值要達(dá)到4500大卡以上，而且一般在爐內(nèi)較難實(shí)現(xiàn)脫硫。由于受鏈條制造技術(shù)的影響，大于100T/h的鏈條爐存在著制造困難(有報道目前市場上最大為120T/h)，因此，對固定床鍋爐而言，提高熱效率，降低燃燒熱值，實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硫，增大鍋爐容量，都是當(dāng)前富有十分重要現(xiàn)實(shí)意義的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種固定床燃煤鍋爐的新的燃燒方法及其專用鏈條鍋爐；采用本發(fā)明可提高鍋爐熱效率3-10％；并可實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)部分脫硫，脫硝，減少煙氣中的二氧化硫、氮氧化合物含量以及飛灰含碳量，同時改變了灰渣成分，可生產(chǎn)新型工業(yè)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)品。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種固定床燃煤鍋爐的燃燒操作方法，采用直徑15～50mm型煤粒入爐，煤粒進(jìn)入爐排前于入煤口采用鍋爐尾部高溫?zé)煔忸A(yù)熱，使煤層溫度達(dá)300～500℃(接近引燃值)，在鍋爐靠近入煤口側(cè)的進(jìn)風(fēng)口端引入爐尾部煙氣，控制燃燒煤層溫度在1000～1200℃，在鍋爐靠近出渣口側(cè)的進(jìn)風(fēng)口端通入冷空氣，控制出渣溫度60～200℃。
所述固定床燃煤鍋爐最好為鏈條鍋爐，其后鏈輪可改成驅(qū)動輪；也可視鍋爐大小，改成前后雙驅(qū)動鏈輪，即前鏈輪也為驅(qū)動輪；所述直徑15～50mm的型煤粒是濕煤粒；而濕煤粒中水的含量通常為20-40％；所述鏈條鍋爐由落煤斗、爐排、爐膛、水冷壁、煙道、鼓風(fēng)機(jī)等組成，在煙道上設(shè)置有二組煙氣回流風(fēng)道，分別經(jīng)混配器后連接至落煤斗下和爐排下靠近入煤口側(cè)的風(fēng)室進(jìn)風(fēng)口端，所述混配器外側(cè)的進(jìn)氣口分別與鼓風(fēng)機(jī)相連，另有一鼓風(fēng)機(jī)通過管道與爐排底部遠(yuǎn)離入煤口側(cè)的風(fēng)室進(jìn)風(fēng)口端相連；爐排的后鏈輪為驅(qū)動輪，前鏈輪也可為驅(qū)動輪；并且在鍋爐中下部設(shè)置有通入空氣或富氧空氣的二次送風(fēng)管路；所述混配器為中部具有一段縮徑的筒狀結(jié)構(gòu)，混配器的進(jìn)氣口與鼓風(fēng)機(jī)相連，而在混配器內(nèi)遠(yuǎn)離進(jìn)氣口端的縮徑外側(cè)設(shè)置有與煙氣回流風(fēng)道相連熱風(fēng)的入口；所述混配器中部縮徑的兩側(cè)為錐臺形(即喇叭狀)。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.將原煤篩分，顆粒大于15mm的直接送入鍋爐，小于15mm的加水拌勻后造粒，制成15mm-50mm型煤后入爐，大大地改善了燃料層的通風(fēng)性能，使得燃料層可大幅的加高，提高了單位爐排的燃料量。
2.入煤口采用高溫回送風(fēng)，在進(jìn)入爐排前，煤層溫度已接近引燃值，大大提前了引燃位置；建立爐內(nèi)循環(huán)風(fēng)，將尾部煙氣回送，爐內(nèi)循環(huán)風(fēng)量加大，配以合適的受熱面，控制燃燒煤層溫度在1000---1200℃；由于燃燒溫度≤1200℃，可實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硫，不僅簡化了脫硫技術(shù)，降低了脫硫成本，而且極大地提高了脫硫效果。
3.配方的調(diào)整，可產(chǎn)生不同量的粒內(nèi)孔隙，生成蜂窩狀爐渣，進(jìn)一步改善煤粒內(nèi)通風(fēng)性，保證了粒內(nèi)碳的徹底燃燒，得到殘?zhí)紭O少的蜂窩狀爐渣，爐渣含碳量可＜3％。
4、爐渣經(jīng)冷風(fēng)冷卻降溫變成低溫爐渣，由于控制燃燒不超過1200℃，未超過灰熔點(diǎn)溫度，不會形成焦渣，無需打渣設(shè)備；出渣溫度低于200℃，后部鏈輪可改成主動輪，上爐排變成拉力，改善了爐排運(yùn)行狀態(tài)，并且前后鏈輪都可加驅(qū)動，減少阻力，為增加鏈條長度創(chuàng)造了條件。
5.將煤層分為預(yù)熱區(qū)、還原燃燒區(qū)、富氧燃燒區(qū)、空氣預(yù)熱區(qū)、冷渣區(qū)；由于通風(fēng)改善、起燃區(qū)提前，因此燃料厚度可大大增加，這樣就為燃燒低熱值煤創(chuàng)造了條件。同時，可增加鍋爐容量；因煤粒中含有20％-40％左右的水分，水分受熱汽化與煤中揮發(fā)份混合形成水煤氣，進(jìn)入爐膛燃燒，將爐膛高溫區(qū)上移，同時降低爐床溫度；冷空氣從后部風(fēng)室經(jīng)爐渣預(yù)熱進(jìn)入爐膛與水煤氣相遇形成高溫燃燒區(qū)。
6.本發(fā)明適用于固定床燃煤鍋爐，特別適用于鏈條鍋爐，熱源生產(chǎn)企業(yè)、熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)皆可采用此技術(shù)。此技術(shù)可擴(kuò)大煤種使用范圍，能燃燒3000卡/kg的低熱值煤及一定的工業(yè)廢液及城市廢棄物等?？商岣咤仩t熱效率3-10％；并可實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)部分脫硫，脫硝，減少煙氣中的二氧化硫、氮氧化合物含量以及飛灰含量，同時改變了灰渣成分，使其可生產(chǎn)新型工業(yè)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)品。本技術(shù)用全新的層燃爐燃燒方式，不僅提高了熱效率、改善了環(huán)境，而且實(shí)現(xiàn)了資源綜合利用，對建設(shè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)社會有十分重要的意義。


圖1為本發(fā)明技術(shù)原理示意圖；圖中1為篩分機(jī)，2為攪拌機(jī)，3為成型機(jī)，4為輸送機(jī)，5為落煤斗，6為預(yù)熱區(qū)，7為后鏈輪，8為前鏈輪，9為混配器，10為煤倉，11為密封室，12為吸塵器，13為進(jìn)風(fēng)口，14為爐膛，15為水冷壁，16為汽包，17為煙道，18為風(fēng)機(jī)，19為省煤器，20為空氣預(yù)熱器，21為箅子，22為下煤口，23為混合風(fēng)，24為風(fēng)口，25為脫硫劑和添加劑，26爐排，27為二次送風(fēng)管路。
圖2為本發(fā)明給煤口結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明混配器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
通常的鏈條鍋爐主要由燃料傳動爐排、爐體(燃燒室、水冷壁、燃料進(jìn)口、灰渣排放口)、送風(fēng)裝置(風(fēng)機(jī)等)、汽包、煙氣排放裝置(煙氣通道)、省煤器、空氣預(yù)熱器等部分組成；爐體位于爐排之上，爐體內(nèi)為燃燒室，爐體內(nèi)部的四周圍繞有水冷壁15，在爐體的上方設(shè)置有汽包16和煙道17，煙氣通道上設(shè)有省煤器19和空氣預(yù)熱器20，在爐體與爐排接合處一側(cè)設(shè)置有燃料進(jìn)口、另一側(cè)設(shè)置有灰渣排放口，爐排由鏈輪帶動，在燃料進(jìn)口側(cè)的前鏈輪為從動輪、在灰渣排放口側(cè)的后鏈輪7為主動輪；爐排下為風(fēng)室，送風(fēng)裝置的風(fēng)機(jī)18通過管道與風(fēng)室的進(jìn)風(fēng)口13相通；本發(fā)明采用的鍋爐是在原鏈條鍋爐的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，增加了2組煙氣回流裝置，其一在省煤器19的后部加裝高溫?zé)煔饣亓魍ǖ澜?jīng)混配器9至鍋爐進(jìn)煤口的下端；其二在空氣預(yù)熱器20的后部加裝煙氣回流通道經(jīng)混配器至爐排底部靠近入煤口側(cè)的進(jìn)風(fēng)口端；并在鍋爐中下部增加二次送風(fēng)裝置(即通入空氣或富氧空氣的二次送風(fēng)管路)。另有一鼓風(fēng)機(jī)(鏈條鍋爐原有的鼓風(fēng)機(jī))通過管道與爐排底部遠(yuǎn)離入煤口側(cè)的風(fēng)室進(jìn)風(fēng)口端相連，引入空氣至爐排底部遠(yuǎn)離入煤口側(cè)的進(jìn)風(fēng)口內(nèi)。
所述鏈條鍋爐由落煤斗、爐排、爐膛、水冷壁、煙道等，在煙道上設(shè)置有二組煙氣回流風(fēng)道，分別經(jīng)混配器后連接至落煤斗下和爐排下，所述混配器外的進(jìn)氣口分別與鼓風(fēng)機(jī)相連；后鏈輪為主動輪。
將原煤經(jīng)過篩分機(jī)1篩分，顆粒大于15mm的直接進(jìn)入鍋爐，將小于15mm煤粒選出，加適量脫硫劑(如氧化鈣等)、添加劑(如纖維素等)、煤粒重量含量20％-40％的水分(可由含水廢棄物如城市污泥、紙廠廢液、泔水等添加)經(jīng)混配機(jī)2混配，由成型機(jī)3造粒制成15-50mm(最好為30～50mm)的型煤煤粒，由輸送機(jī)4送入落煤斗5，靠重力落入預(yù)熱區(qū)6，經(jīng)400℃-600℃高溫風(fēng)加熱，煤中揮發(fā)分和水分經(jīng)高溫風(fēng)加熱形成水煤氣離開煤層在爐膛下部燃燒，煤層溫度達(dá)到300℃-500℃進(jìn)入爐排A區(qū)，很快引燃；因型煤粒大大改變了通風(fēng)性能，使得煤層厚度可加厚至300-500mm，即使是3000大卡/公斤左右低熱值的煤也能獲得同樣地能量密度，保證正常燃燒；A區(qū)進(jìn)風(fēng)由尾部煙氣與新風(fēng)混配而成，溫度約120℃-180℃并氧含量偏少(氧含量多少由新風(fēng)量決定)，A區(qū)風(fēng)量遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)風(fēng)量，大量風(fēng)是尾部煙氣，這樣建立起內(nèi)部循環(huán)風(fēng)，循環(huán)風(fēng)不斷地將煤層熱量帶入爐膛經(jīng)換熱管交換，循環(huán)風(fēng)控制煤層溫度在1000℃-1200℃之間；B區(qū)進(jìn)風(fēng)為全新風(fēng)，氧含量豐富，讓煤充分燃燒，煤層溫度也控制在1000℃-1200℃之間；C區(qū)是完全燃燒后的熱渣，新風(fēng)經(jīng)熱渣加熱后送入爐膛，與預(yù)熱區(qū)6產(chǎn)生的水煤氣相遇在爐膛內(nèi)充分燃燒，同時新風(fēng)對熱渣進(jìn)行冷卻降溫，出渣口渣溫為60℃-200℃(最好低于100℃)，渣溫的降低減少了爐渣熱損失，提高了鍋爐熱效率；由于渣溫低于200℃，可將后鏈輪7改成主動輪，上爐排變成拉動力，大大改善了爐排的受力特性，前部也采用鏈輪機(jī)構(gòu)8，減少爐排運(yùn)行阻力(也可前后軸都加動力)，不僅可增加鏈條爐排長度，增加爐排面積，而且減少爐排故障。本發(fā)明高溫風(fēng)由800℃-900℃煙氣區(qū)抽取經(jīng)氣體混配器9與新風(fēng)混合配成400℃-600℃的高溫風(fēng)，A區(qū)進(jìn)風(fēng)由150℃-300℃尾部煙氣區(qū)抽取經(jīng)氣體混配器10與新風(fēng)混合配成120℃-180℃熱風(fēng)。
據(jù)調(diào)查了解，國內(nèi)尚無此技術(shù)應(yīng)用。此技術(shù)可在全國范圍內(nèi)推廣應(yīng)用，適用于各種型號的鏈條鍋爐，它既能擴(kuò)大煤種的使用范圍，還可燃燒一定的工業(yè)廢液及城市廢棄物等，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，而且還具有十分重要的環(huán)保功能，其開發(fā)及應(yīng)用前景十分廣闊。
權(quán)利要求
1.一種固定床燃煤鍋爐的燃燒方法，其特征在于采用直徑15～50mm型煤粒入爐，煤粒進(jìn)入爐排前于入煤口采用鍋爐尾部高溫?zé)煔忸A(yù)熱，使煤層溫度達(dá)300～500℃，在鍋爐靠近入煤口側(cè)的進(jìn)風(fēng)口端引入爐尾部煙氣，控制燃燒煤層溫度在1000～1200℃，在鍋爐靠近出渣口側(cè)的進(jìn)風(fēng)口端通入冷空氣，控制出渣溫度60～200℃。
2.按照權(quán)利要求1所述固定床燃煤鍋爐的燃燒方法，其特征在于所述固定床燃煤鍋爐為鏈條鍋爐。
3.按照權(quán)利要求2所述固定床燃煤鍋爐的燃燒方法，其特征在于所述鏈條鍋爐的后鏈輪(7)為驅(qū)動輪。
4.按照權(quán)利要求3所述固定床燃煤鍋爐的燃燒方法，其特征在于所述鏈條鍋爐的前鏈輪也為驅(qū)動輪。
5.按照權(quán)利要求1所述固定床燃煤鍋爐的燃燒方法，其特征在于在鍋爐爐體的中下部設(shè)置有通入空氣或富氧空氣的二次送風(fēng)管路(27)。
6.按照權(quán)利要求1所述固定床燃煤鍋爐的燃燒方法，其特征在于所述直徑15～50mm的型煤粒是濕煤粒；濕煤粒中水的含量為20-40％。
7.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述燃燒方法的鏈條鍋爐，包括落煤斗、爐排、爐膛、水冷壁、煙道、鼓風(fēng)機(jī)，其特征在于在煙道上設(shè)置有二組煙氣回流風(fēng)道，分別經(jīng)混配器后連接至落煤斗下和爐排下靠近入煤口側(cè)的風(fēng)室進(jìn)風(fēng)口端，所述混配器外的進(jìn)氣口分別與鼓風(fēng)機(jī)相連；另有一鼓風(fēng)機(jī)通過管道與爐排底部遠(yuǎn)離入煤口側(cè)的風(fēng)室進(jìn)風(fēng)口端相連。
8.按照權(quán)利要求7所述燃燒方法的鏈條鍋爐，其特征在于所述混配器為中部具有一段縮徑的筒狀結(jié)構(gòu)，混配器的進(jìn)氣口與鼓風(fēng)機(jī)相連，而在混配器內(nèi)遠(yuǎn)離進(jìn)氣口端的縮徑外側(cè)設(shè)置有與煙氣回流風(fēng)道相連熱風(fēng)的入口。
9.按照權(quán)利要求8所述燃燒方法的鏈條鍋爐，其特征在于所述混配器中部縮徑的兩側(cè)為錐臺形。
10.按照權(quán)利要求7所述燃燒方法的鏈條鍋爐，其特征在于在鍋爐中下部設(shè)置有通入空氣或富氧空氣的二次送風(fēng)管路(27)。
全文摘要
本發(fā)明涉及固定床燃煤鍋爐，具體地說是一種固定床燃煤鍋爐的燃燒操作方法及其專用鏈條鍋爐；本發(fā)明采用直徑15～50mm型煤粒入爐，煤粒進(jìn)入爐排前于入煤口采用鍋爐尾部高溫?zé)煔忸A(yù)熱，使煤層溫度達(dá)300～500℃，在鍋爐靠近入煤口側(cè)的進(jìn)風(fēng)口處引入爐尾部煙氣，控制燃燒煤層溫度在1000～1200℃，在鍋爐靠近出渣口側(cè)的進(jìn)風(fēng)口處通入冷空氣，控制出渣溫度60～200℃。本發(fā)明特別適用于鏈條鍋爐，使其能燃燒3000卡/kg原煤，并可燃燒一定的工業(yè)廢液及城市廢棄物等；可提高熱效率3～10％；并實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)部分脫硫；脫硝，減少煙氣中的二氧化硫、氮氧化合物含量以及飛灰含量，同時改變了灰渣成分，可生產(chǎn)新型工業(yè)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)品。
文檔編號F23B80/02GK1928429SQ20051004715
公開日2007年3月14日 申請日期2005年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月8日
發(fā)明者陳堅 申請人:沈陽國葉熱電有限公司