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
技術領域：
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：
固定床燃燒是一項十分古老的燃燒技術，近年來隨著科技進步，特別是對操作的自動化操作及規(guī)模上做了許多改進，但基本燃燒方式?jīng)]有大的進步。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，燃煤熱值要達到4500大卡以上，而且一般在爐內(nèi)較難實現(xiàn)脫硫。由于受鏈條制造技術的影響，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，實現(xiàn)爐內(nèi)脫硫，增大鍋爐容量，都是當前富有十分重要現(xiàn)實意義的課題。

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。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術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，煤粒進入爐排前于入煤口采用鍋爐尾部高溫煙氣預熱，使煤層溫度達300～500℃(接近引燃值)，在鍋爐靠近入煤口側的進風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的進風口端通入冷空氣，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、鼓風機等組成，在煙道上設置有二組煙氣回流風道，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的風室進風口端，所述混配器外側的進氣口分別與鼓風機相連，另有一鼓風機通過管道與爐排底部遠離入煤口側的風室進風口端相連；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置有通入空氣或富氧空氣的二次送風管路；所述混配器為中部具有一段縮徑的筒狀結構，混配器的進氣口與鼓風機相連，而在混配器內(nèi)遠離進氣口端的縮徑外側設置有與煙氣回流風道相連熱風的入口；所述混配器中部縮徑的兩側為錐臺形(即喇叭狀)。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點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，在進入爐排前，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，將尾部煙氣回送，爐內(nèi)循環(huán)風量加大，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℃，可實現(xiàn)爐內(nèi)脫硫，不僅簡化了脫硫技術，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，進一步改善煤粒內(nèi)通風性，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℃，未超過灰熔點溫度，不會形成焦渣，無需打渣設備；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.將煤層分為預熱區(qū)、還原燃燒區(qū)、富氧燃燒區(qū)、空氣預熱區(qū)、冷渣區(qū)；由于通風改善、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；冷空氣從后部風室經(jīng)爐渣預熱進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。此技術可擴大煤種使用范圍，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，而且實現(xiàn)了資源綜合利用，對建設循環(huán)經(jīng)濟社會有十分重要的意義。


圖1為本發(fā)明技術原理示意圖；圖中1為篩分機，2為攪拌機，3為成型機，4為輸送機，5為落煤斗，6為預熱區(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為進風口，14為爐膛，15為水冷壁，16為汽包，17為煙道，18為風機，19為省煤器，20為空氣預熱器，21為箅子，22為下煤口，23為混合風，24為風口，25為脫硫劑和添加劑，26爐排，27為二次送風管路。
圖2為本發(fā)明給煤口結構示意圖。
圖3為本發(fā)明混配器結構示意圖。
具體實施例方式
通常的鏈條鍋爐主要由燃料傳動爐排、爐體(燃燒室、水冷壁、燃料進口、灰渣排放口)、送風裝置(風機等)、汽包、煙氣排放裝置(煙氣通道)、省煤器、空氣預熱器等部分組成；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，在爐體的上方設置有汽包16和煙道17，煙氣通道上設有省煤器19和空氣預熱器20，在爐體與爐排接合處一側設置有燃料進口、另一側設置有灰渣排放口，爐排由鏈輪帶動，在燃料進口側的前鏈輪為從動輪、在灰渣排放口側的后鏈輪7為主動輪；爐排下為風室，送風裝置的風機18通過管道與風室的進風口13相通；本發(fā)明采用的鍋爐是在原鏈條鍋爐的基礎上進行了改進，增加了2組煙氣回流裝置，其一在省煤器19的后部加裝高溫煙氣回流通道經(jīng)混配器9至鍋爐進煤口的下端；其二在空氣預熱器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的進風口端；并在鍋爐中下部增加二次送風裝置(即通入空氣或富氧空氣的二次送風管路)。另有一鼓風機(鏈條鍋爐原有的鼓風機)通過管道與爐排底部遠離入煤口側的風室進風口端相連，引入空氣至爐排底部遠離入煤口側的進風口內(nèi)。
所述鏈條鍋爐由落煤斗、爐排、爐膛、水冷壁、煙道等，在煙道上設置有二組煙氣回流風道，分別經(jīng)混配器后連接至落煤斗下和爐排下，所述混配器外的進氣口分別與鼓風機相連；后鏈輪為主動輪。
將原煤經(jīng)過篩分機1篩分，顆粒大于15mm的直接進入鍋爐，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2混配，由成型機3造粒制成15-50mm(最好為30～50mm)的型煤煤粒，由輸送機4送入落煤斗5，靠重力落入預熱區(qū)6，經(jīng)400℃-600℃高溫風加熱，煤中揮發(fā)分和水分經(jīng)高溫風加熱形成水煤氣離開煤層在爐膛下部燃燒，煤層溫度達到300℃-500℃進入爐排A區(qū)，很快引燃；因型煤粒大大改變了通風性能，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)進風由尾部煙氣與新風混配而成，溫度約120℃-180℃并氧含量偏少(氧含量多少由新風量決定)，A區(qū)風量遠大于傳統(tǒng)風量，大量風是尾部煙氣，這樣建立起內(nèi)部循環(huán)風，循環(huán)風不斷地將煤層熱量帶入爐膛經(jīng)換熱管交換，循環(huán)風控制煤層溫度在1000℃-1200℃之間；B區(qū)進風為全新風，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，新風經(jīng)熱渣加熱后送入爐膛，與預熱區(qū)6產(chǎn)生的水煤氣相遇在爐膛內(nèi)充分燃燒，同時新風對熱渣進行冷卻降溫，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，前部也采用鏈輪機構8，減少爐排運行阻力(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)明高溫風由800℃-900℃煙氣區(qū)抽取經(jīng)氣體混配器9與新風混合配成400℃-600℃的高溫風，A區(qū)進風由150℃-300℃尾部煙氣區(qū)抽取經(jīng)氣體混配器10與新風混合配成120℃-180℃熱風。
據(jù)調(diào)查了解，國內(nèi)尚無此技術應用。此技術可在全國范圍內(nèi)推廣應用，適用于各種型號的鏈條鍋爐，它既能擴大煤種的使用范圍，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)及應用前景十分廣闊。
權利要求
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，煤粒進入爐排前于入煤口采用鍋爐尾部高溫煙氣預熱，使煤層溫度達300～500℃，在鍋爐靠近入煤口側的進風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的進風口端通入冷空氣，控制出渣溫度60～200℃。
2.按照權利要求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置有通入空氣或富氧空氣的二次送風管路(27)。
6.按照權利要求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％。
7.一種應用權利要求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、鼓風機，其特征在于在煙道上設置有二組煙氣回流風道，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的風室進風口端，所述混配器外的進氣口分別與鼓風機相連；另有一鼓風機通過管道與爐排底部遠離入煤口側的風室進風口端相連。
8.按照權利要求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構，混配器的進氣口與鼓風機相連，而在混配器內(nèi)遠離進氣口端的縮徑外側設置有與煙氣回流風道相連熱風的入口。
9.按照權利要求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為錐臺形。
10.按照權利要求7所述燃燒方法的鏈條鍋爐，其特征在于在鍋爐中下部設置有通入空氣或富氧空氣的二次送風管路(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，煤粒進入爐排前于入煤口采用鍋爐尾部高溫煙氣預熱，使煤層溫度達300～500℃，在鍋爐靠近入煤口側的進風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的進風口處通入冷空氣，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