本实用新型涉及煤化工技术领域，特别是涉及一种利用煤浆燃烧生产过热蒸汽装置。
背景技术：
在工业生产中，中低压的饱和蒸汽和过热蒸汽被广泛用作加热热源和动力驱动来源。对于石化及火力发电等大型企业，蒸汽生产装置一般采用大型燃煤/燃气锅炉，燃料为粉煤或天然气。对于印染、纺织、食品等中小型企业，局限于资金投入和生产规模，主要采用链排式燃煤锅炉，燃料为小粒径块煤。上述锅炉都是将置于炉膛内燃烧，释放的热量积蓄在炉膛内，通过受热面与水进行热交换，从而产生符合使用条件的饱和/过热蒸汽。
粉煤燃烧锅炉的热效率一般在80％-90％之间，链排式燃煤锅炉的热效率最高只有76％左右，并且会随着锅炉使用年限增加而降低。传统燃煤锅炉效率偏低，主要原因为：锅炉炉膛积蓄的热量通过各个受热面与水进行壁面传热，传热效率会受到壁面热阻的影响，随着受热壁面出现盐沉积结垢，壁面热阻增大，导致传热效率逐渐降低。对于蒸汽用量较大的企业来说，提高锅炉效率意味着生产成本的大幅降低，开发高热效率的新型蒸汽锅炉是十分必要的。
此外，粉煤燃烧锅炉设备投资较高，一般中小型企业很难承担，而天然气锅炉的运行成本高昂，会大幅增加企业生产成本，压缩利润。因此，面向印染、纺织、食品等行业，开发一种投入较低、热效率高的过热蒸汽生产装置能够降低企业生产成本，具有比较广阔的市场前景。
技术实现要素：
基于此，本实用新型的目的在于，提供一种利用煤浆燃烧生产过热蒸汽装置，其具有热损失小、产汽效率高、环境友好的优点。
一种利用煤浆燃烧生产过热蒸汽装置，包括燃烧反应釜、煤浆输送单元、空气输送单元和蒸汽输送单元；所述燃烧反应釜包括釜体、进料主管、进料侧管、烧嘴和点火器，所述进料主管和进料侧管均与所述烧嘴连接，所述烧嘴和点火器设置在所述釜体内，所述釜体的上部设置有过热蒸汽出口；所述煤浆输送单元包括煤浆储罐，所述煤浆储罐的出口与进料主管连接；所述空气输送单元与所述进料侧管连接；所述蒸汽输送单元与所述燃烧反应釜的过热蒸汽出口连接。
本实用新型的利用煤浆燃烧生产过热蒸汽装置通过设置燃烧反应釜、煤浆输送单元、空气输送单元和蒸汽输送单元，利用煤浆输送单元和空气输送单元向燃烧反应釜内分别输送煤浆和空气，煤浆中的煤粉在燃烧反应釜中燃烧，燃烧释放的热量会在短时间内直接被水吸收而产生大量过热蒸汽，这种接触式的燃烧传热方式将燃料燃烧和蒸汽产生两个过程完全耦合，避免了燃煤锅炉壁面传热以及烟气排放产生的热损失，能够大幅度增加燃烧反应釜的热效率，从而提高整个系统的产汽效率，同时减少烟气排放也避免对环境造成污染。
进一步地，所述燃烧反应釜还包括加热器，所述加热器设置在所述釜体的外壁上。
进一步地，所述烧嘴通过密封法兰固定在所述釜体的顶部。
进一步地，所述煤浆输送单元还包括煤浆输送管、煤浆输送泵和煤浆输送阀，所述煤浆储罐的出口经所述煤浆输送管与所述进料主管连接，所述煤浆输送泵和煤浆输送阀设置在所述煤浆输送管上。
进一步地，所述空气输送单元包括空气压缩机、一级空气输送管、空气缓冲罐和一级空气输送阀，所述空气压缩机的出口经所述一级空气输送管与所述进料侧管连接，所述空气缓冲罐和一级空气输送阀均连通设置于所述一级空气输送管上，所述一级空气输送阀位于所述空气缓冲罐的下游。
进一步地，所述燃烧反应釜还包括多个二次空气喷嘴，所述多个二次空气喷嘴均匀设置在所述釜体中部。
进一步地，所述空气输送单元还包括多个二级空气输送管和多个二级空气输送阀，所述各二级空气输送管的入口与所述一级空气输送管连接并位于所述空气缓冲罐和一级空气输送管之间，所述各二级空气输送管经一所述二级空气输送阀与一所述二级空气喷嘴连接。
进一步地，所述蒸汽输送单元包括蒸汽缓冲器和蒸汽输送阀，所述燃烧反应釜的过热蒸汽出口与所述蒸汽缓冲器的入口连接，所述蒸汽缓冲器的出口与所述蒸汽输送阀连接。
进一步地，还包括除渣单元，所述除渣单元包括除渣器和排渣阀，所述除渣器设置在所述釜体的底部，所述除渣器内设置有除渣叶片，所述排渣阀与所述除渣器的出口连接。
进一步地，所述除渣单元还包括排渣池，所述排渣阀的出口与所述排渣池连通。
相对于现有技术，本实用新型的利用煤浆燃烧生产过热蒸汽装置通过设置燃烧反应釜、煤浆输送单元、空气输送单元和蒸汽输送单元，利用煤浆输送单元和空气输送单元向燃烧反应釜内分别输送煤浆和空气，煤浆中的煤粉在燃烧反应釜中燃烧，燃烧释放的热量会在短时间内直接被水吸收而产生大量过热蒸汽，这种接触式的燃烧传热方式将燃料燃烧和蒸汽产生两个过程完全耦合，避免了燃煤锅炉壁面传热以及烟气排放产生的热损失，能够大幅度增加燃烧反应釜的热效率，从而提高整个系统的产汽效率，同时减少烟气排放也避免对环境造成污染。本实用新型的利用煤浆燃烧生产过热蒸汽装置具有热损失小、产汽效率高、环境友好的优点。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。
附图说明
图1是本实用新型的利用煤浆燃烧生产过热蒸汽装置的结构示意图，
具体实施方式
请参阅图1，本实用新型的利用煤浆燃烧生产过热蒸汽装置，包括燃烧反应釜10、煤浆输送单元20、空气输送单元30、蒸汽输送单元40和除渣单元50。煤浆输送单元20和空气输送单元30分别向燃烧反应釜10输送煤浆和空气，混合后的煤浆和空气在燃烧反应釜10内燃烧，煤浆中的水分加热后蒸发为过热蒸汽，过热蒸汽经蒸汽输送单元40向用汽装置输送，除渣单元50用于清理燃烧反应釜10内的废渣。
所述燃烧反应釜10包括釜体11、进料主管12、进料侧管13、烧嘴14、点火器、加热器15和多个二次空气喷嘴16。所述釜体为压力容器，所述釜体的上部设置有过热蒸汽出口，本实施例的釜体11的设计压力为8-10MPa，设计温度为1000℃。
所述进料主管12和进料侧管13均与所述烧嘴14连接。所述烧嘴14和点火器设置在所述釜体11内，本实施例的所述烧嘴14优选地通过密封法兰固定在所述釜体的顶部。所述加热器15设置在所述釜体的外壁上，通过加热器15可以在点火前对釜体11进行预热，本实施例的加热器15优选地设置为电磁加热器15。所述多个二次空气喷嘴16均匀设置在所述釜体中部，二次空气喷嘴16可以为釜体11内补充空气，确保煤浆中的煤粉得到充分燃烧，本实施例优选地设置了四个二次空气喷嘴16。
所述煤浆输送单元20包括煤浆储罐21、煤浆输送管22、煤浆输送泵23和煤浆输送阀24。所述煤浆储罐21的出口与进料主管12连接，所述煤浆储罐21的出口经所述煤浆输送管22与所述进料主管12连接，所述煤浆输送泵23和煤浆输送阀24设置在所述煤浆输送管22上。本实施例的煤浆输送阀24为气动控制阀。煤浆储罐21可以储存配制完成的煤浆，并经煤浆输送管22向进料主管12输送煤浆。
所述空气输送单元30与所述进料侧管13连接。本实施例的所述空气输送单元30包括空气压缩机31、一级空气输送管32、空气缓冲罐33、一级空气输送阀34、多个二级空气输送管35和多个二级空气输送阀36。
所述空气压缩机31的出口经所述一级空气输送管32与所述进料侧管13连接，所述空气缓冲罐33和一级空气输送阀34均连通设置于所述一级空气输送管32上，所述一级空气输送阀34位于所述空气缓冲罐33的下游。本实施例的一级空气输送阀34为气动控制阀。一级空气输送管32输送的空气在烧嘴14与煤浆混合并形成均匀的雾状液滴进入反应釜内。
所述各二级空气输送管35的入口与所述一级空气输送管32连接并位于所述空气缓冲罐33和一级空气输送管32之间，所述各二级空气输送管35经一所述二级空气输送阀36与一所述二级空气喷嘴16连接。本实施例优选地设置了四条二级空气输送管35和四个二级空气输送阀36。本实施例的二级空气输送阀36为气动控制阀。二级空气输送管35为釜体11内补充空气，确保煤浆中的煤粉得到充分燃烧。
所述蒸汽输送单元40与所述燃烧反应釜10的过热蒸汽出口连接。所述蒸汽输送单元40包括蒸汽缓冲器41和蒸汽输送阀42。所述燃烧反应釜10的过热蒸汽出口与所述蒸汽缓冲器41的入口连接，所述蒸汽缓冲器41的出口与所述蒸汽输送阀42连接。本实施例的蒸汽输送阀42为气动控制阀。蒸汽缓冲器41能够维持蒸汽的温度和压力稳定，保证蒸汽持续稳定地输入用汽装置，比如动力驱动装置、加湿装置或供热装置。
所述除渣单元50包括除渣器51、排渣阀52和排渣池53。所述除渣器51设置在所述釜体的底部，所述除渣器51内设置有除渣叶片，所述排渣阀52与所述除渣器51的出口连接，所述排渣阀52的出口与所述排渣池53连通。通过除渣叶片旋转以清除釜底沉积的废渣，除渣叶片能够耐受1000℃高温。
本实用新型的利用煤浆燃烧生产过热蒸汽装置的工作原理为：
(1)对煤浆储罐21中的煤浆进行预处理，可以根据需要控制煤浆浓度，保证煤浆中的煤粉分散均匀。
(2)预先利用加热器15将釜体11加热至所需温度(一般为600-800℃)，待温度稳定后关闭加热器15，开启煤浆输送泵23和空气压缩机31，将煤浆输送阀24、一级空气输送阀34和二级空气输送阀36调节至合适的阀位，开始向燃烧反应釜10中输入煤浆和空气。根据燃烧反应釜10内部的温度和压力，适当调节煤浆输送阀24和一级空气输送阀34，使得煤浆和空气的流量处于合适的范围。
(3)用点火器对烧嘴14点火，烧嘴14喷出的煤浆和空气的混合物在釜体11内燃烧。
(4)启动除渣器51，间歇开启排渣阀52，确保废渣及时排至排渣池53中。
(5)根据燃烧反应釜10所排出废渣的状态，适当调节二级空气输送阀36补入空气，确保煤浆中的煤粉燃烧充分。
(6)当蒸汽缓冲器41中蒸汽的温度和压力稳定后，对蒸汽进行在线实时检测。确认蒸汽缓冲器41中蒸汽的温度和压力满足使用条件，开启蒸汽输送阀42，过热蒸汽进入蒸汽输出管路，通过各级子管输送到用汽设备。
相对于现有技术，本实用新型的利用煤浆燃烧生产过热蒸汽装置通过设置燃烧反应釜、煤浆输送单元、空气输送单元和蒸汽输送单元，利用煤浆输送单元和空气输送单元向燃烧反应釜内分别输送煤浆和空气，煤浆中的煤粉在燃烧反应釜中燃烧，燃烧释放的热量会在短时间内直接被水吸收而产生大量过热蒸汽，这种接触式的燃烧传热方式将燃料燃烧和蒸汽产生两个过程完全耦合，避免了燃煤锅炉壁面传热以及烟气排放产生的热损失，能够大幅度增加燃烧反应釜的热效率，从而提高整个系统的产汽效率，同时减少烟气排放也避免对环境造成污染。本实用新型的利用煤浆燃烧生产过热蒸汽装置具有热损失小、产汽效率高、环境友好的优点。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。