本實用新型涉及煤粉燃燒試驗設(shè)備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種燃燒試驗爐。

背景技術(shù)：

一維燃燒試驗爐(簡稱一維爐)系統(tǒng)是一種用于開展煤燃燒的試驗研究，而且能夠應(yīng)用于生物質(zhì)、天然氣、液體燃料及多種燃料混燃過程中的燃燒特性、污染排放特性等試驗研究，也能夠開展分級燃燒、煙氣再循環(huán)和氧化燃料(Oxy-fuel)燃燒等過程的試驗性裝備。是目前國際上開展燃燒研究及污染物排放的最佳試驗設(shè)備。

隨著海拔的升高，大氣壓力降低，空氣稀薄程度加深，相應(yīng)空氣氧分壓和空氣密度均下降，相同條件參數(shù)的一維燃燒試驗爐內(nèi)煤粉等燃料的氣流停留時間會過分縮短，導(dǎo)致燃盡度下降，效率降低，燃料消耗增加。與此同時，氣壓和密度的降低也會導(dǎo)致煤粉等燃料的燃燒反應(yīng)速率和傳熱減緩。

在高海拔地區(qū)，煤粉等燃料的燃燒條件發(fā)生了較大變化，這將對燃料的燃燒特性產(chǎn)生一定的影響，利用傳統(tǒng)的煤粉等燃燒試驗爐系統(tǒng)無法模擬高海拔地區(qū)的環(huán)境條件，得到的煤粉等燃料的燃燒特性并不能準(zhǔn)確反映高海拔條件下的真實情況。因此，需要開發(fā)出一種能夠模擬不同海拔地區(qū)大氣環(huán)境的燃燒試驗爐。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的主要目的在于提供一種燃燒試驗爐，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的煤粉燃燒試驗臺無法模擬高海拔地區(qū)的環(huán)境條件，得到的煤粉燃燒特性并不能準(zhǔn)確反映高海拔條件下的真實情況的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種燃燒試驗爐，該燃燒試驗爐包括：一維燃燒試驗爐系統(tǒng)，用于進(jìn)行燃燒試驗；以及密封系統(tǒng)，一維燃燒試驗爐系統(tǒng)設(shè)置在密封系統(tǒng)內(nèi)，密封系統(tǒng)內(nèi)還設(shè)置有對密封系統(tǒng)內(nèi)的壓力進(jìn)行監(jiān)測的壓力表和用于控制密封系統(tǒng)壓力的風(fēng)機(jī)。

進(jìn)一步地，一維燃燒試驗爐系統(tǒng)包括：燃料供給裝置；燃料燃燒裝置，按照燃料的流動方向設(shè)置在燃料供給裝置的下游，燃料燃燒裝置用于對燃料進(jìn)行燃燒試驗；以及煙氣處理裝置，按照燃料的流動方向設(shè)置在燃料燃燒裝置的下游，煙氣處理裝置用于對煙氣進(jìn)行輸送以及處理。

進(jìn)一步地，燃料燃燒裝置包括：燃燒器，通過送風(fēng)管道與燃料供給裝置相連通；爐本體，燃燒器嵌設(shè)在爐本體上；以及多級加熱爐體，沿爐本體的軸向方向圍繞爐本體設(shè)置；煙氣處理裝置按照燃料的流動方向設(shè)置在爐本體的下游，并與爐本體相連通。

進(jìn)一步地，爐本體包括外爐體和套設(shè)在外爐體內(nèi)的內(nèi)爐體，每級加熱爐體繞外爐體設(shè)置。

進(jìn)一步地，爐本體上設(shè)置有第一測量孔，每級加熱爐體上設(shè)置有第二測量孔，爐本體上的第一測量孔與每級加熱爐體的第二測量孔對應(yīng)設(shè)置。

進(jìn)一步地，煙氣處理裝置包括：煙道，設(shè)置在爐本體遠(yuǎn)離燃燒器的一端并與爐本體連通；除塵器，以及引風(fēng)機(jī)；煙道、除塵器以及引風(fēng)機(jī)沿?zé)煔饬鲃臃较蛞来芜B通。

進(jìn)一步地，煙道垂直于爐本體的軸向方向設(shè)置。

進(jìn)一步地，除塵器包括沿?zé)煔饬鲃臃较蛞来卧O(shè)置的旋風(fēng)除塵器和布袋除塵器。

進(jìn)一步地，旋風(fēng)除塵器至少為2個。

進(jìn)一步地，燃料供給裝置包括：供料機(jī)，以及送風(fēng)機(jī)，通過送風(fēng)管道與燃燒器相連通，供料機(jī)通過運(yùn)料管道與送風(fēng)管道相連通。

進(jìn)一步地，送風(fēng)管道包括一次風(fēng)管道和二次風(fēng)管道，一次風(fēng)管道和二次風(fēng)管道均與燃燒器相連通。

進(jìn)一步地，運(yùn)料管道和送風(fēng)管道上均設(shè)置有閥門。

進(jìn)一步地，密封系統(tǒng)為鋼結(jié)構(gòu)的密封室。

進(jìn)一步地，燃料燃燒裝置包括6～12級加熱爐體。

應(yīng)用本實用新型的技術(shù)方案，通過將一維燃燒試驗爐系統(tǒng)整體置于密封系統(tǒng)中，并在該密封系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置壓力表和風(fēng)機(jī)，使得在開展燃燒試驗前，用風(fēng)機(jī)對密封系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行抽氣，同時用壓力表實時監(jiān)測密封系統(tǒng)內(nèi)的壓力，從而可以在試驗室內(nèi)精確模擬不同海拔條件下的真實大氣環(huán)境，便于開展不同大氣環(huán)境下的煤粉燃燒特性試驗，所獲取的試驗數(shù)據(jù)和結(jié)果更具說服力。本實用新型設(shè)計合理，操作簡單，使用便利。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本申請的一種優(yōu)選的實施例中所提供的燃料試驗爐的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2示出了利用本申請的一種優(yōu)選的實施例中所提供的燃料試驗爐中第六級飛灰含碳量在不同海拔高度下的變化規(guī)律；以及

圖3示出了利用本申請的一種優(yōu)選的實施例中所提供的燃料試驗爐第六級中的煤粉燃盡率在不同海拔高度下的變化規(guī)律；

其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記：

10、一維燃燒試驗爐系統(tǒng)；11、燃料供給裝置；13、燃料燃燒裝置；15、煙氣處理裝置；

111、供料機(jī)；112、送風(fēng)機(jī)；113、閥門；1121、一次風(fēng)管道；1122、二次風(fēng)管道；

131、燃燒器；132、爐本體；133、加熱爐體；1321、外爐體；1322、內(nèi)爐體；

151、煙道；152、除塵器；153、引風(fēng)機(jī)；1521、旋風(fēng)除塵器；1522、布袋除塵器；

20、密封系統(tǒng)；21、壓力表；22、抽風(fēng)機(jī)。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本實用新型。

如背景技術(shù)所提到的，現(xiàn)有技術(shù)中的燃料試驗爐不能模擬不同海拔地區(qū)大氣環(huán)境的燃燒試驗，因而為了改善這一現(xiàn)狀，在本申請一種典型的實施方式中，提供了一種燃燒試驗爐，如圖1所示，該燃燒試驗爐包括：一維燃燒試驗爐系統(tǒng)10，用于進(jìn)行燃燒試驗；密封系統(tǒng)20，一維燃燒試驗爐系統(tǒng)10設(shè)置在密封系統(tǒng)20內(nèi)，密封系統(tǒng)20內(nèi)還設(shè)置有對密封系統(tǒng)20內(nèi)的壓力進(jìn)行監(jiān)測的壓力表21和用于對密封系統(tǒng)20進(jìn)行抽氣的抽風(fēng)機(jī)22。

本申請所提供的燃燒試驗爐通過將一維燃燒試驗爐系統(tǒng)整體置于密封系統(tǒng)中，并在該密封系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置壓力表和風(fēng)機(jī)，使得在開展燃燒試驗前，用風(fēng)機(jī)對密封系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行抽氣，同時用壓力表實時監(jiān)測密封系統(tǒng)內(nèi)的壓力，從而可以在試驗室內(nèi)精確模擬不同海拔條件下的真實大氣環(huán)境，便于開展不同大氣環(huán)境下的煤粉燃燒特性試驗，所獲取的試驗數(shù)據(jù)和結(jié)果更具說服力。本實用新型設(shè)計合理，操作簡單，使用便利。

上述密封系統(tǒng)20即為整體密封一維燃燒試驗爐系統(tǒng)10的密封結(jié)構(gòu)，任何具有上述功能的密封系統(tǒng)均適用于本申請。在本申請一種優(yōu)選的實施例中，上述密封系統(tǒng)20為鋼結(jié)構(gòu)的密封室。上述抽風(fēng)機(jī)22優(yōu)選使用羅茨風(fēng)機(jī)。

本申請所提供的上述燃燒試驗爐中一維燃燒試驗爐系統(tǒng)10采用現(xiàn)有的一維爐即可。在本申請一種優(yōu)選的實施例中，上述一維燃燒試驗爐系統(tǒng)10包括：燃料供給裝置11，燃料燃燒裝置13，按照燃料流動方向設(shè)置在燃料供給裝置11的下游，用于對燃料進(jìn)行燃燒試驗；煙氣處理裝置15，按照燃料流動方向設(shè)置在燃料燃燒裝置13的下游，用于對燃料燃燒裝置13燃燒后排放的煙氣進(jìn)行處理并排放。

上述燃料供給裝置11供給輸送燃料至燃料燃燒裝置13中，燃料在燃料燃燒裝置13中進(jìn)行燃燒試驗，燃燒后的煙氣排放至煙氣處理裝置15中進(jìn)行后續(xù)的煙氣處理。將包含上述一維燃燒試驗爐系統(tǒng)10置于本申請的密封系統(tǒng)20中進(jìn)行燃燒試驗，由于該一維燃燒試驗爐系統(tǒng)10能夠處于不同的海拔高度的模擬環(huán)境中，因而上述燃燒試驗也更能準(zhǔn)確體現(xiàn)燃料在不同海拔高度下的燃燒特性。

上述優(yōu)選的實施例中，上述燃料燃燒裝置13采用現(xiàn)有的燃料爐即可，比如可以是三層結(jié)構(gòu)的燃燒爐。在本申請一種優(yōu)選的實施例中，上述燃料燃燒裝置13包括：燃燒器131，通過送風(fēng)管道與燃料供給裝置11相連通；爐本體132，燃燒器131嵌設(shè)在爐本體132上，多級加熱爐體133，沿爐本體132的軸向方向圍繞爐本體132設(shè)置；煙氣處理裝置15按照燃料的流動方向設(shè)置在爐本體132的下游，并與爐本體132相連通。

上述優(yōu)選實施例中，燃燒器131是用于對燃料供給裝置11輸送來的燃料點燃燃燒。燃料在爐本體132內(nèi)進(jìn)行繼續(xù)燃燒并釋放煙氣。多級加熱爐體133圍繞爐本體132設(shè)置用于對爐本體內(nèi)的燃料燃燒環(huán)境保溫，以減少爐本體132本身的散熱對燃料燃燒特性產(chǎn)生不良影響。

上述優(yōu)選實施例中的加熱爐體133優(yōu)選為電加熱爐體，包括圍繞爐本體132周向設(shè)置的電加熱元件，如電加熱盤管。上述優(yōu)選實施例中的爐本體132采用現(xiàn)有技術(shù)中的爐本體即可。在本申請一種優(yōu)選的實施例中，上述爐本體132包括外爐體1321和套設(shè)在外爐體1321內(nèi)的內(nèi)爐體1322，每級加熱爐體133圍繞外爐體1321設(shè)置。

其中，外爐體1321可以一體成型，也可以由多級爐體組裝而成。煤粉等燃料在內(nèi)爐體1322內(nèi)加熱均勻膨脹，形成無軸向混合的柱塞狀流動。上述多級加熱爐體133可以根據(jù)需要設(shè)置為6～12級加熱爐體133，本申請中優(yōu)選使用6級加熱爐體133。

在燃料燃燒的不同階段，燃料的燃燒特性參數(shù)存在一定的差異。為了準(zhǔn)確測量燃燒試驗的特性參數(shù)，可以根據(jù)燃料的不同或者燃燒試驗的不同，在不同的燃燒階段選擇合適的位置設(shè)置測量孔進(jìn)行實時測量。在本申請一種優(yōu)選的實施例中，爐本體132上設(shè)置有測量孔，每級加熱爐體133上也設(shè)置有測量孔，爐本體132上的測試孔與每級加熱爐體133的測試孔疊置。在每級加熱爐體133及與其所對應(yīng)的爐本體132上均設(shè)置有一一對應(yīng)的測量孔，以便于對煤粉等燃料在燃燒不同階段的燃燒特性參數(shù)進(jìn)行實時測量。具體的測量根據(jù)試驗要求沿火焰流程測定火焰溫度、抽取煙氣及焦碳試樣。

在本申請的上述燃燒試驗爐中，煙氣處理裝置15采用現(xiàn)有的煙氣處理裝置即可。在本申請一種優(yōu)選的實施例中，煙氣處理裝置15包括：煙道151，設(shè)置在爐本體132遠(yuǎn)離燃燒器131的一端；除塵器152以及引風(fēng)機(jī)153；煙道151、除塵器152以及引風(fēng)機(jī)153沿?zé)煔饬鲃臃较蛞来芜B通。

如果對燃料燃燒后的煙氣中的氣體成分及含量進(jìn)行測量，也可以在煙道151上設(shè)置一個或多個測量孔。由于煙氣通過引風(fēng)機(jī)排入空氣中，為防止空氣污染，在進(jìn)行排放之前進(jìn)行了除塵處理。

上述優(yōu)選實施例中，具體的除塵器152采用現(xiàn)有設(shè)計的除塵器即可。在本申請一種優(yōu)選的實施例中，上述除塵器152包括沿?zé)煔饬鲃臃较蛞来卧O(shè)置的旋風(fēng)除塵器1521和布袋除塵器1522。旋風(fēng)除塵器1521的具體數(shù)目可以根據(jù)需要合理設(shè)置，本申請中優(yōu)選旋風(fēng)除塵器1521至少為2個。

本申請的上述煙氣處理裝置15中，煙道151是直接與燃料燃燒裝置13中燃燒的煙氣排放口相連通的管道，當(dāng)一維燃燒試驗爐系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)時，該煙道151通常設(shè)置在爐本體132的底部。在本申請的一種優(yōu)選實施例中，煙道151垂直于爐本體132的軸向方向設(shè)置。即當(dāng)一維燃燒試驗爐系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)時，一維燃燒試驗爐系統(tǒng)的爐本體132立置、煙道151水平布置，整體呈“L”型。

上述燃料供給裝置11根據(jù)所欲試驗的燃料的種類的不同而略有差異。在實際燃燒試驗中，根據(jù)所欲研究的燃料的種類進(jìn)行合理選擇。比如，當(dāng)燃料為煤粉時，任何能夠提供煤粉并將煤粉輸送到燃料燃燒裝置13的裝置均適合本申請。在本申請一種優(yōu)選的實施例中，上述燃料供給裝置11包括：供料機(jī)111，以及送風(fēng)機(jī)112，通過送風(fēng)管道與燃燒器131相連通，供料機(jī)111通過運(yùn)料管道與送風(fēng)管道相連通。

送風(fēng)管道通過送風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)力動力將運(yùn)料管道從供料機(jī)111運(yùn)送來的燃料吹送至燃燒器131中進(jìn)行引燃燃燒。

本申請中的送風(fēng)管道采用現(xiàn)有的兩次送風(fēng)管道的設(shè)計形式，即包括一次風(fēng)管道1121和二次風(fēng)管道1122，一次風(fēng)管道1121和二次風(fēng)管道1122均與燃燒器131相連通。為了方便控制燃料的運(yùn)送量或者運(yùn)送與否，優(yōu)選在上述運(yùn)料管道和送風(fēng)管道上均設(shè)置有閥門113。

以燃料煤粉為例，簡述本申請的燃燒試驗爐的工作過程如下：

(1)試驗前開啟抽風(fēng)機(jī)22，通過其產(chǎn)生的抽吸作用將密封系統(tǒng)20內(nèi)的大氣壓力降低至所要求的值，并通過壓力表21進(jìn)行監(jiān)測。

(2)送風(fēng)機(jī)112提供煤粉燃燒所需的空氣，其中送風(fēng)管道與供料機(jī)111送出的煤粉混合后經(jīng)一次風(fēng)管道1121送入燃料燃燒裝置13的燃燒器131內(nèi)，二次風(fēng)則經(jīng)由二次風(fēng)管道1122送入燃燒器131內(nèi)。

(3)燃料燃燒裝置13中的爐本體132立置、煙道151水平布置，整體呈“L”型，整個爐本體132由上爐體和六級組裝而成的外爐體1321及內(nèi)爐體1322組成，其中，每級的外爐體1321外還設(shè)置有電加熱元件控制外爐體1321溫度的加熱爐體133。每級加熱爐體133及與其對應(yīng)的外爐體1321和內(nèi)爐體1322上均設(shè)有測量孔，可以根據(jù)試驗要求沿火焰流程測定火焰溫度、抽取煙氣及焦碳試樣。煤粉在內(nèi)爐體1322內(nèi)加熱均勻膨脹，形成無軸向混合的柱塞狀流動。煤粉在六級爐體內(nèi)燃燒后經(jīng)內(nèi)爐體1322轉(zhuǎn)向水平設(shè)置的煙道151，后分別經(jīng)兩個旋風(fēng)除塵器1521和布袋除塵器1522除塵后，經(jīng)引風(fēng)機(jī)153排出密封系統(tǒng)20外。

4)在整個一維燃燒試驗爐系統(tǒng)10外使用密封系統(tǒng)20進(jìn)行密封，通過布置在密封系統(tǒng)20內(nèi)的抽風(fēng)機(jī)22對一維燃燒試驗爐系統(tǒng)10進(jìn)行抽氣，布置在密封系統(tǒng)20內(nèi)的壓力表21可以準(zhǔn)確判定系統(tǒng)內(nèi)的壓力是否滿足試驗要求。其中，按照電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 1106-2009《煤粉燃燒結(jié)渣特性和燃盡率一維火焰爐測試方法》進(jìn)行燃燒試驗，其中，送風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口位于密封裝置內(nèi)。

本申請能夠模擬實際大氣環(huán)境，能夠得到更加真實可靠的煤粉燃燒特性試驗結(jié)果。采用本申請燃燒試驗爐，對某一煤種進(jìn)行了不同海拔高度下的燃燒特性試驗，燃燒測量結(jié)果如圖2和圖3所示，可以明顯看出，隨著海拔高度從500m升高到3000m，一維燃燒試驗爐的第六級飛灰中的含碳量逐漸從0.6％增加到2.8％，煤粉的燃盡率則由99.7％降低到98.8％，飛灰含碳量增加2.2％，燃盡率降低1％左右，說明了在高海拔條件下煤粉的燃燒受到大氣壓和空氣密度變化的影響。

從以上的描述中，可以看出，本實用新型上述的實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)效果：本申請設(shè)計合理，操作簡單，使用便利。通過將一維燃燒試驗爐系統(tǒng)進(jìn)行整體密封和抽氣處理，可以在試驗室內(nèi)精確模擬不同海拔條件下的真實大氣環(huán)境，便于開展不同大氣環(huán)境下的煤粉燃燒特性試驗，所獲取的試驗數(shù)據(jù)和結(jié)果更具說服力。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。