一種褐煤半焦貧氧燃燒鍋爐的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及鍋爐技術領域，特別涉及一種褐煤半焦貧氧燃燒鍋爐。
【背景技術】
[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，不利于運輸，制約了褐煤的大規(guī)模利用。將褐煤提質，分級分質綜合利用，對于褐煤的開發(fā)具有重要意義。
[0003]在褐煤利用領域，中低溫熱解技術是一種較有發(fā)展前途的褐煤分級分質利用技術。熱解固體產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熱能。其中用于鍋爐直接燃燒加熱工質生產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重要。
[0005]當前，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燃燒也曾得到較多的應用。旋風燃燒是人為組織的一種穩(wěn)定可控的高速旋轉火焰，燃燒火焰充滿度較高，擾動能力極其強烈，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度。由于固體燃料在燃燒室中存在一定的積蓄量，在旋風爐中具有相當長的滯留時間，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。旋風燃燒具有燃燒強度高、捕渣率高、燃燒穩(wěn)定等優(yōu)點，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，燃煤電廠承擔著重要的電力調峰任務，要求電站鍋爐能夠在寬廣的負荷范圍內穩(wěn)定高效運行?，F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荷運行之間的矛盾。因此，有必要提出一種新的燃燒鍋爐，既能實現高效低污染燃燒，也能夠實現較大的負荷調節(jié)性。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種褐煤半焦貧氧燃燒鍋爐，以解決現有煤粉爐鍋爐燃燒強度低、負荷調節(jié)范圍窄、污染物排放超標的問題;本發(fā)明鍋爐具有燃燒強度高、捕渣率高、污染物排放低、負荷調節(jié)范圍廣等優(yōu)點。
[0009]為達到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術方案予以實現的:
[0010]一種褐煤半焦貧氧燃燒鍋爐，包括若干旋風筒貧氧燃燒裝置和鍋爐本體;鍋爐本體包括二燃室、設置于二燃室上部的鍋爐受熱面和排煙口；旋風筒貧氧燃燒裝置為一個倒置的帶有中心筒的絕熱旋風分離器;所述旋風筒貧氧燃燒裝置連接鍋爐本體的二燃室。
[0011]進一步的，旋風筒貧氧燃燒裝置包括旋風筒、中心筒、煙氣導管和二次風旋流器；旋風筒的下部側壁上設有一次風口；旋風筒的底部中心開有通孔，中心筒穿過旋風筒底部的通孔伸入旋風筒內部，中心筒頂部為通孔且與旋風筒頂部內壁間隔設置，中心筒與旋風筒連接處密封;旋風筒內位于一次風口的下方設有熔融渣池，熔融渣池的底部設有第一排渣口；中心筒的底部設有第二排渣口，煙氣導管一端垂直連接中心筒，另一端連接二燃室。
[0012]進一步的，在煙氣導管與二燃室的入口處設有用于送入補燃二次風的二次風旋流器。
[0013]進一步的，一次風口向下傾斜設置。
[0014]進一步的，每個旋風筒側壁上設有兩個用于在旋風筒中形成旋風的一次風口。
[0015]進一步的，鍋爐受熱面塔式布置。
[0016]進一步的，褐煤半焦粉在一次空氣作用下沿切向或割向從旋風筒下部一次風口進入中心筒和旋風筒之間的環(huán)形空間，在環(huán)形空間的下部形成為高溫燃燒氣化區(qū)，在這個區(qū)域保持過量空氣系數小于1，維持反應為貧氧燃燒氛圍；生成煙氣在旋風筒內強烈旋轉脫除液態(tài)熔渣，然后煙氣通過二燃室與旋風筒之間的煙氣導管進入二燃室，在進入二燃室時補充部分二次空氣，以旋轉射流進入二燃室;煙氣在二燃室內充分燃燒并進一步放熱，然后生成高溫煙氣上行分別通過塔式布置的鍋爐各個受熱面，完成傳熱，將煙氣降低至排煙溫度后從排煙口排出。
[0017]進一步的，中心筒和旋風筒由氮化硅材料制成，中心筒和旋風筒之間形成的旋風燃燒室為絕熱燃燒室。
[0018]進一步的，二燃室內進行的燃燒為均相燃燒，過量空氣系數為1.05?1.1。
[0019]進一步的，熔融渣池上方反應區(qū)的溫度比灰熔融溫度高100?200°C。
[0020]進一步的，旋風筒貧氧燃燒裝置為多個且均勻分布于鍋爐本體外周。
[0021]與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0022]1、旋風筒內采用熔融貧氧燃燒，將大部分燃料氮轉化為氮氣，在二燃室采用分級空氣燃燒，降低了氮氧化物的排放。
[0023]2、旋風筒環(huán)室空間內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，提高了碳的轉化率。每個旋風筒有2個對稱布置的一次風進口，在旋風筒內形成強旋轉氣流;在旋風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，實現高碳轉化率;渣池下面開有排渣孔，旋風筒里的溫度維持在灰熔融溫度以上，可實現順利液態(tài)排渣。
[0024]3、渣池里的氣化燃燒主要為碳氧放熱反應，使得渣池處維持局部高溫，有利于提高燃燒強度和提高熔融渣的流動性。
[0025]4、旋風筒燃燒室里的強烈旋轉氣流，將焦渣甩到壁面而實現熔融液滴與煙氣的分離，提高了補渣率，大大減輕了后續(xù)塔式鍋爐受熱面的沾污和后續(xù)的除塵負擔。
[0026]5、在旋風筒和二燃室之間的中心管下部設有第二熔渣分離室，未來得及分離的液態(tài)渣進入這個渣池被捕捉，進一步減少了煙氣中的飛灰份額實現液態(tài)渣與氣體產物的盡可能分離。
[0027]6、在二燃室進口設有旋轉射流的補充二次風，維持整體過量空氣系數在較低的水平，在二燃室進行的主要是均相燃燒，降低了氮氧化物的生成。
[0028]7、旋風筒、中心筒和絕熱導管均采用氮化硅材料，提高了設備的耐熱震性能。
[0029]8、一臺鍋爐可以配多個旋風筒貧氧燃燒設備。
【附圖說明】
[0030]以下結合附圖及【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0031]圖1為本發(fā)明一種褐煤半焦貧氧燃燒鍋爐的結構示意圖；
[0032]圖2為圖1的俯視圖。
[0033]圖中:1、旋風筒;2、中心筒;3、鍋爐受熱面;4、排煙口；5、二燃室;6、二次風旋流器；
7、煙氣導管;8、第二排渣口；9、第一排渣口；10、熔融渣池;11、一次風口。
【具體實施方式】
[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，