多孔壁風(fēng)耦合空氣分級(jí)的煤粉燃燒爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤粉燃燒爐，特別是一種多孔壁風(fēng)耦合空氣分級(jí)的煤粉燃燒爐。
【背景技術(shù)】
[0002]煤粉的空氣分級(jí)燃燒技術(shù)是應(yīng)用最為廣泛的低氮氧化物燃燒技術(shù)，其特征是將燃燒所需的部分空氣(又稱(chēng)分離燃盡風(fēng))從距主燃燒器適當(dāng)距離引入，從而將燃燒區(qū)域拆分為貧氧燃燒區(qū)(又稱(chēng)還原區(qū))和富氧區(qū)。煤粉空氣分級(jí)燃燒技術(shù)對(duì)于降低氮氧化物排放非常有效，但也存在如下缺點(diǎn):1)水冷壁容易發(fā)生高溫腐蝕。采用空氣分級(jí)燃燒，爐膛的貧氧燃燒區(qū)產(chǎn)生了大量的硫化氫、一氧化碳和殘?zhí)康冗€原性物質(zhì)。一旦發(fā)生偏斜，氣流就將強(qiáng)烈地撞擊水冷壁，引發(fā)水冷壁高溫腐蝕和結(jié)渣。2)煤粉燃燒效率降低。采用空氣分級(jí)燃燒，推遲了煤粉燃燒，飛灰含碳量增加，降低了燃燒效率。
[0003]為了防止高溫腐蝕，人們?cè)跔t膛側(cè)墻加裝貼壁風(fēng)來(lái)提高水冷壁上的氧化氣氛，以消除H2S等還原性氣體。但是，貼壁風(fēng)的引入常常引發(fā)如下問(wèn)題:1)貼壁風(fēng)為水平方向，并與水冷壁面平行，對(duì)于煤粉燃燒而言是一種無(wú)效風(fēng)，不能提高燃燒效率；2)貼壁風(fēng)為集中送風(fēng)，在爐膛內(nèi)分布不均勻，導(dǎo)致了爐膛出口煙溫、煙速分布不均，加劇受熱面的吸熱偏差，容易引發(fā)安全事故。貼壁風(fēng)之所以產(chǎn)生上述問(wèn)題，原因有二:1)風(fēng)向平行于水冷壁，導(dǎo)致其不能參與煤粉燃燒；2)集中進(jìn)風(fēng)的配風(fēng)方式，引起配風(fēng)在爐內(nèi)分布不均勻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:如何提供一種能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)低氮氧化物排放和煤粉高效燃燒，并能防止高溫腐蝕、結(jié)渣和受熱偏差的煤粉燃燒爐。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:多孔壁風(fēng)耦合空氣分級(jí)的煤粉燃燒爐，該燃燒爐的頂蓋上有第一風(fēng)管，距離頂蓋1/10~1/4之間爐體高度的爐壁為多孔壁，多孔壁外面被風(fēng)室環(huán)繞包圍，第二風(fēng)管連接在風(fēng)室上，風(fēng)室下方的爐體上第三風(fēng)管，燃燒爐的出口在爐體的底部，出口處有旋風(fēng)分離器，爐體沿著高度方向有多根樣氣引管，每根樣氣引管上有多個(gè)引氣
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[0006]空氣在多孔壁沿反應(yīng)爐高度方向多層引入，增強(qiáng)了煤粉氣流的擾動(dòng)，提高了煤粉燃燒效率，進(jìn)一步降低了氮氧化物濃度。
[0007]作為一種優(yōu)選方式:頂蓋與第一風(fēng)管相連部分設(shè)計(jì)成向下的圓臺(tái)狀，圓臺(tái)母線(xiàn)與豎直高度方向夾角為15~60°。在壓力作用下，煤粉和空氣混合物從第一風(fēng)管進(jìn)入爐體，在連接部分噴出，均勻地布滿(mǎn)燃燒爐頂部的空間，為煤粉的充分燃燒做好了準(zhǔn)備。
[0008]作為一種優(yōu)選方式:風(fēng)室內(nèi)部空間為直管狀結(jié)構(gòu)，二次風(fēng)管為兩根或者兩根以上，沿直管狀圓周切線(xiàn)布置均勻安裝在風(fēng)室周?chē)嗫妆诩礌t壁上開(kāi)有大量小孔，小孔面積之和為多孔壁所在爐壁總面積的1/4~1/3。清潔空氣通過(guò)多孔壁上的小孔以垂直于水冷壁面方向均勻吹入反應(yīng)爐，將硫化氫等還原性物質(zhì)與壁面隔離，防止水冷壁的高溫腐蝕；同時(shí)這些清潔空氣摻混進(jìn)入煤粉氣流，增強(qiáng)了煤粉氣流的擾動(dòng)，提高了煤粉燃燒效率；而且，多孔壁風(fēng)沿反應(yīng)爐高度方向多層引入，相當(dāng)于多次空氣分級(jí)燃燒，可進(jìn)一步降低氮氧化物排放；多孔壁風(fēng)的吹入還相當(dāng)于進(jìn)行吹灰，可防止結(jié)渣；多孔壁風(fēng)均勻吹入反應(yīng)爐，將在爐內(nèi)均勻分布，不會(huì)產(chǎn)生受熱偏差。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1的A-A截面視圖；
圖3是圖1的B-B截面視圖；
圖4是圖1的C-C截面視圖；
圖5是圖1的D-D截面視圖；
其中，1、第一風(fēng)管，2、頂蓋，3、風(fēng)室，4、第二風(fēng)管，5、第三風(fēng)管，6、爐體，7、樣氣引管，8、多孔壁，9、小孔，10、取樣孔，11、旋風(fēng)分離器，12、煙囪，N1、第一風(fēng)管入口 ；N2、多孔壁風(fēng)入口 ；N3、第三風(fēng)管入口 ；N4、爐體出口。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1-圖5所示，高壓的空氣和煤粉混合物從第一風(fēng)管?chē)娚溥M(jìn)入煤粉燃燒爐的爐體，在爐體頂部均勻地布滿(mǎn)燃燒爐頂部的空間，然后開(kāi)始燃燒，不充分燃燒的混合物順著爐體向下在多孔壁處經(jīng)過(guò)充分燃燒后繼續(xù)向下移動(dòng)，通過(guò)第三風(fēng)管進(jìn)口后處于富氧狀態(tài)，煤粉已經(jīng)被充分燃燒，在爐體出口經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器分離后，固體渣從旋風(fēng)分離器排出，氣體通過(guò)煙囪經(jīng)過(guò)過(guò)濾后排出到大氣。本發(fā)明通過(guò)樣氣引管實(shí)時(shí)觀(guān)察爐體內(nèi)部氣流的成分，通過(guò)控制第二風(fēng)管和第三風(fēng)管進(jìn)風(fēng)量，不僅使煤粉處于完全燃燒狀態(tài)，而且不會(huì)產(chǎn)生大量的氮氧化物。
[0011]如圖2和圖4所示，距離頂蓋1/10~1/4之間爐體高度的爐壁為多孔壁，多孔壁外面被風(fēng)室環(huán)繞包圍，第二風(fēng)管連接在風(fēng)室上，風(fēng)室內(nèi)部空間為直管狀結(jié)構(gòu)(即是一種環(huán)形帶狀結(jié)構(gòu))，二次風(fēng)管為兩根或者兩根以上，沿直管狀圓周切線(xiàn)布置均勻安裝在風(fēng)室周?chē)?，多孔壁即爐壁上開(kāi)有大量小孔，小孔面積之和為多孔壁所在爐壁總面積的1/4~1/3?？諝馔ㄟ^(guò)多孔壁上的小孔以垂直于爐體多孔壁面方向均勻吹入反應(yīng)爐，將H2S等還原性物質(zhì)與壁面隔離，防止多孔壁面的高溫腐蝕；同時(shí)這些空氣摻混進(jìn)入煤粉氣流，增強(qiáng)了煤粉氣流的擾動(dòng)，提高了煤粉燃燒效率；而且，多孔壁風(fēng)沿反應(yīng)爐高度方向多層引入，相當(dāng)于多次空氣分級(jí)燃燒，可進(jìn)一步降低氮氧化物，多孔壁風(fēng)的吹入還相當(dāng)于進(jìn)行吹灰，可防止結(jié)渣，多孔壁風(fēng)均勻吹入反應(yīng)爐，將在爐內(nèi)均勻分布，不會(huì)產(chǎn)生受熱偏差。
[0012]如圖3所示，第三風(fēng)管的引入空氣，使第三風(fēng)管以下的爐體處于富氧狀態(tài)，不僅能夠使煤粉充分燃燒，而且爐內(nèi)溫度處于下降狀態(tài)，氮氧化物不容易形成。
[0013]如圖5所示，爐體沿著高度方向有多根樣氣引管，每根樣氣引管上有多個(gè)引氣口，通過(guò)樣氣引管實(shí)時(shí)觀(guān)測(cè)爐體內(nèi)部不同高度范圍的成分組成，調(diào)整第二風(fēng)管和第三風(fēng)管的進(jìn)風(fēng)量，從而使不僅能夠把煤粉充分燃燒，而且不會(huì)生產(chǎn)大量的氮氧化物。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.多孔壁風(fēng)耦合空氣分級(jí)的煤粉燃燒爐，其特征在于:該燃燒爐的頂蓋上有第一風(fēng)管，距離頂蓋1/10~1/4之間爐體高度的爐壁為多孔壁，多孔壁外面被風(fēng)室環(huán)繞包圍，第二風(fēng)管連接在風(fēng)室上，風(fēng)室下方的爐體上第三風(fēng)管，燃燒爐的出口在爐體的底部，出口處有旋風(fēng)分離器，爐體沿著高度方向有多根樣氣引管，每根樣氣引管上有多個(gè)引氣口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔壁風(fēng)耦合空氣分級(jí)的煤粉燃燒爐，其特征在于:頂蓋與第一風(fēng)管相連部分設(shè)計(jì)成向下的圓臺(tái)狀，圓臺(tái)母線(xiàn)與豎直高度方向夾角為15~60°。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔壁風(fēng)耦合空氣分級(jí)的煤粉燃燒爐，其特征在于:風(fēng)室內(nèi)部空間為直管狀結(jié)構(gòu)，二次風(fēng)管為兩根或者兩根以上，沿直管狀圓周切線(xiàn)布置均勻安裝在風(fēng)室周?chē)?，多孔壁即爐壁上開(kāi)有大量小孔，小孔面積之和為多孔壁所在爐壁總面積的l/4~l/3o
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種煤粉燃燒爐，特別是一種多孔壁風(fēng)耦合空氣分級(jí)的煤粉燃燒爐。多孔壁風(fēng)耦合空氣分級(jí)的煤粉燃燒爐，該燃燒爐的頂蓋上有第一風(fēng)管，距離頂蓋1/10~1/4之間爐體高度的爐壁為多孔壁，多孔壁外面被風(fēng)室環(huán)繞包圍，第二風(fēng)管連接在風(fēng)室上，風(fēng)室下方的爐體上第三風(fēng)管，燃燒爐的出口在爐體的底部，出口處有旋風(fēng)分離器，爐體沿著高度方向有多根樣氣引管，每根樣氣引管上有多個(gè)引氣口。空氣在多孔壁沿反應(yīng)爐高度方向多層引入，增強(qiáng)了煤粉氣流的擾動(dòng)，提高了煤粉燃燒效率，進(jìn)一步降低了氮氧化物濃度。
【IPC分類(lèi)】F23C7/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105258111
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510685579
【發(fā)明人】周璐, 馬紅和, 馬素霞, 范江, 賈濤, 崔志剛, 歐聰, 尚福棟
【申請(qǐng)人】太原理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年10月22日