锅炉受热面3顶部设有排烟口 4。
[0036]旋风筒贫氧燃烧装置包括旋风筒1、中心筒2、烟气导管7和二次风旋流器6。旋风筒I的下部侧壁上设有一次风口 11，一次风口 11微向下倾斜设置;每个旋风筒I侧壁上设有两个用于在旋风筒I中形成旋风的一次风口 11。旋风筒I的底部中心开有通孔，中心筒2穿过旋风筒I底部的通孔伸入旋风筒I内部，中心筒2顶部为通孔且与旋风筒I顶部内壁间隔设置，中心筒2与旋风筒I连接处密封。旋风筒I内位于一次风口 11的下方设有熔融渣池10，熔融渣池10的底部设有第一排渣口 9。中心筒2的底部设有第二排渣口8，烟气导管7—端垂直连接中心筒2，另一端连接二燃室5，在烟气导管7与二燃室5的入口处设有次风旋流器6，用于送入补燃的二次风。
[0037]为了实现贫氧燃烧，褐煤半焦粉由一次空气和再循环烟气由微向下倾斜的一次风口 11送入旋风筒I中熔融渣池10上方的环形区域，褐煤焦在强烈的高温熔渣加热作用下迅速热解并燃烧，一次空气的过量空气系数维持在小于I的范围内。小颗粒在气流的作用下迅速燃烧，由于强烈的湍流燃动，小颗粒的灰熔融液滴合并长大并在离心力的作用下甩到旋风筒I壁面上，在重力的作用下流入熔融渣池10，而大颗粒的焦粉也在离心力的作用下黏附在熔融渣膜上，在重力作用下缓慢流入熔融渣池10，残焦的颗粒边流动边发生气化和燃烧反应，流入熔融渣池10后停留时间显著增加，提高了碳的燃尽率。熔融渣池10上方反应区的温度采用调整过量空气系数和再循环烟气率控制，维持比灰熔融温度高100?200°C。熔融渣池10有较大的热容量，可以迅速完成残焦的气化燃烧。由于熔融渣池10内有一层熔渣，可保证渣池温度的稳定性和熔渣流动性，多余的熔渣由第一排渣口 9排出。在环型反应区，生成的气体产物完成与熔渣的气液分离，气体从旋风筒I上部的折返区沿中心筒2向下并经过烟气导管7送入二燃室5。在烟气导管7与二燃室5的入口处通过二次风喷口 6送入补燃的二次风，在二燃室5里面以1.05?1.1的小过量空气系数完成完全燃烧。完全燃烧后生成的高温烟气从二燃室5向上，依次通过各锅炉受热面3，烟气与锅炉受热面3换热温度降低至一定的温度从排烟口 4排出锅炉，系统中同时设置烟气再循环风机将一定量的排烟引入一次风□ 11。
[0038]本发明褐煤半焦贫氧燃烧锅炉的结构与工艺特点是:
[0039]在由氮化硅制成的绝热高温旋风筒I与中心筒2形成的环形通道内，所通入的过量空气系数低于I，形成贫氧燃烧条件，同时在这个区域有较厚的熔融渣池10，残焦完成熔融燃烧，生成的烟气中含有较多的可燃气体。熔融渣池的温度较高，有利于残碳的完全转化，同时使排渣顺利。倒置的旋风筒使得熔渣与气体产物实现最大程度的分离。同时由于高温贫氧燃烧生成的氮氧化物也显著减少。在二燃室中，由于是均相燃烧，可以维持较低的过量空气系数，以减少污染物的生成。该种锅炉的特点是每一个锅炉本体可以配置多个旋风筒贫氧燃烧装置，每一台旋风筒贫氧燃烧装置可单独运行，从而提高了褐煤半焦贫氧燃烧锅炉的负荷调节比例。
【主权项】
1.一种褐煤半焦贫氧燃烧锅炉，其特征在于，包括若干旋风筒贫氧燃烧装置和锅炉本体； 锅炉本体包括二燃室(5)、设置于二燃室(5)上部的锅炉受热面(3)和排烟口(4); 旋风筒贫氧燃烧装置为一个倒置的带有中心筒的绝热旋风分离器;所述旋风筒贫氧燃烧装置连接锅炉本体的二燃室(5)。2.根据权利要求1所述的一种褐煤半焦贫氧燃烧锅炉，其特征在于，旋风筒贫氧燃烧装置包括旋风筒(I)、中心筒(2)、烟气导管(7)和二次风旋流器(6);旋风筒(I)的下部侧壁上设有一次风口( 11);旋风筒(I)的底部中心开有通孔，中心筒(2)穿过旋风筒(I)底部的通孔伸入旋风筒(I)内部，中心筒(2)顶部为通孔且与旋风筒(I)顶部内壁间隔设置，中心筒(2)与旋风筒(I)连接处密封;旋风筒(I)内位于一次风口(11)的下方设有熔融渣池(10)，熔融渣池(10)的底部设有第一排渣口(9);中心筒(2)的底部设有第二排渣口(8)，烟气导管(7)一端垂直连接中心筒(2)，另一端连接二燃室(5)。3.根据权利要求2所述的一种褐煤半焦贫氧燃烧锅炉，其特征在于，在烟气导管(7)与二燃室(5)的入口处设有用于送入补燃二次风的二次风旋流器(6)。4.根据权利要求2所述的一种褐煤半焦贫氧燃烧锅炉，其特征在于，一次风口(II)向下倾斜设置。5.根据权利要求2所述的一种褐煤半焦贫氧燃烧锅炉，其特征在于，每个旋风筒(I)侧壁上设有两个用于在旋风筒(I)中形成旋风的一次风口( 11)。6.根据权利要求1所述的一种褐煤半焦贫氧燃烧锅炉，其特征在于，锅炉受热面(3)塔式布置。7.根据权利要求2所述的一种褐煤半焦贫氧燃烧锅炉，其特征在于，褐煤半焦粉在一次空气作用下沿切向或割向从旋风筒下部一次风口(11)进入中心筒和旋风筒之间的环形空间，在环形空间的下部形成为高温燃烧气化区，在这个区域保持过量空气系数小于I，维持反应为贫氧燃烧氛围；生成烟气在旋风筒内强烈旋转脱除液态熔渣，然后烟气通过二燃室与旋风筒之间的烟气导管(7)进入二燃室，在进入二燃室时补充部分二次空气，以旋转射流进入二燃室;烟气在二燃室内充分燃烧并进一步放热，然后生成高温烟气上行分别通过塔式布置的锅炉各个受热面，完成传热，将烟气降低至排烟温度后从排烟口排出。8.根据权利要求2所述的一种褐煤半焦贫氧燃烧锅炉，其特征在于，中心筒和旋风筒由氮化硅材料制成，中心筒和旋风筒之间形成的旋风燃烧室为绝热燃烧室。9.根据权利要求2所述的一种褐煤半焦贫氧燃烧锅炉，其特征在于，二燃室内进行的燃烧为均相燃烧，过量空气系数为1.05?1.1;熔融渣池(10)上方反应区的温度比灰熔融温度高 100 ?200°C。10.根据权利要求1所述的一种褐煤半焦贫氧燃烧锅炉，其特征在于，旋风筒贫氧燃烧装置为多个且均匀分布于锅炉本体外周。
【专利摘要】本发明公开了一种褐煤半焦贫氧燃烧锅炉，包括若干旋风筒贫氧燃烧装置和锅炉本体；锅炉本体包括二燃室、设置于二燃室上部的锅炉受热面和排烟口；旋风筒贫氧燃烧装置为一个倒置的带有中心筒的绝热旋风分离器；所述旋风筒贫氧燃烧装置连接锅炉本体的二燃室。褐煤半焦粉在一次空气作用下沿切向或割向进入中心筒和旋风筒之间的环形空间，在环形空间的下部形成为高温燃烧气化区，在这个区域保持过量空气系数小于1，维持反应为贫氧燃烧氛围；含有可燃气体的烟气进入二燃室，充分燃烧生成高温烟气上行分别通过塔式布置的锅炉各个受热面，完成传热，将烟气降低至一定的排烟温度。本发明燃烧强度高、捕渣率高、污染物排放低、负荷调节范围广。
【IPC分类】F23C7/02, F23L9/00, F22B31/00
【公开号】CN105627280
【申请号】CN201610153272
【发明人】刘银河, 车得福, 张勇, 张玉斌, 杨天亮, 李庚达, 刘汉强, 郭桦
【申请人】西安交通大学, 烟台龙源电力技术股份有限公司, 国电新能源技术研究院
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月17日