专利名称：用优质煤粉做辅助燃料的带有预燃室的煤粉工业锅炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及煤粉工业锅炉，具体为一种以中质煤粉为燃料、用于供应蒸汽或热水 的用优质煤粉做辅助燃料的带有预燃室的煤粉工业锅炉。
背景技术：
煤粉燃烧是公认的煤的高效洁净燃烧方式之一，其燃烧效率通常可达95%以上， 是其它燃烧方式所难以达到的。煤粉燃烧技术也是一项成熟的燃烧技术，在大型电站锅炉 上应用相当普遍，煤粉电站锅炉上的煤粉燃烧器一般采用油点火和无油点火两种方式油 点火是以可燃气体作为油燃烧器的引火燃料，以油品作为点火的辅助燃料，点火时先由气 体燃料火炬点燃油燃烧器(或直接点燃燃油燃烧器)，油燃烧器持续运行一段时间，以加热 炉膛，同时通过空气预热器提高一、二次风的温度。一般油燃烧器的热功率是主燃烧器的 50% 70%，连续运行时间和炉膛加热温度视煤质而定。一般要连续运行4小时以上，将炉 膛温度加热至800°C以上，将一、二次风也加热到较高温度，才能将煤粉气流投入，靠炉膛内 的高温环境提供足够热量，满足煤粉燃料着火热量的需求。每次点火的燃油消耗量十分可 观，点火成本相当昂贵；无油点火是利用等离子体及高能电火花等作为点火火源，其设备昂 贵，投资大，运行维护技术复杂；由于受到成本高、无法控制污染物排放严重等方面的制约， 使得这项燃烧技术在小型工业锅炉上未得到良好的应用。为了在工业锅炉上应用煤粉燃烧 技术，实现低能耗、低排放，近年来研发了煤粉工业锅炉。煤粉工业锅炉是以煤粉为燃料，与高效燃烧器，高效布袋除尘器、高效脱硫装置配 套，实现高效、低温、清洁燃烧，在炉内抑制硫氧化物、氮氧化物形成，减少黑烟产生，并通过 烟气处理，控制锅炉污染物排放，最终使燃煤锅炉热效率，污染物排放达到燃油燃气锅炉的 水平；但煤粉工业锅炉由于在点火和燃烧稳定环节上受投资和运行成本的限制，目前所公 知的煤粉工业锅炉所采用的点火方式只有旋流燃烧器点火方式，旋流燃烧器点火方式是用 少量油、气燃料在极短的时间内(数分钟甚至1分钟之内)将含煤粉气流直接点燃，并维持 煤粉燃烧器稳定运行。由于每次启动点火，锅炉都出于冷态，辅助燃料在极短时间内也无法 将一、二次风加热，煤粉的着火燃烧条件很差，因此只能使用着火温度低、火焰传播速度快 以及着火条件好的优质煤粉(一般要求煤的干燥无灰基挥发份不大于30%，收到基灰分不 大于15%，低位发热值接不小于25000kJ/kg)作为锅炉的燃料。实践证明，当使用中质煤 粉(及煤的干燥无灰基挥发份在20% -25%，收到基灰分在20% -25%，低位发热值低于 23000kJ/kg)时，煤粉就无法正常点燃，极大地限制了煤粉工业锅炉的推广使用。
发明内容
本发明为了解决现有煤粉工业锅炉使用中质煤粉作为燃料无法正常点燃从而限 制煤粉工业锅炉推广使用的问题，提供了一种用优质煤粉做辅助燃料的带有预燃室的煤粉 工业锅炉。本发明是采用如下技术方案实现的用优质煤粉做辅助燃料的带有预燃室的煤粉工业锅炉，包括炉膛和主燃烧器，炉膛和主燃烧器之间设有与两者连通的预燃室，预燃室侧 壁上固定有与其连通的辅助燃烧器，辅助燃烧器上设有磨煤制粉系统，且辅助燃烧器内设 有点火装置。磨煤制粉系统和点火装置为本领域技术人员容易实现的。工作时，首先通过 磨煤制粉系统制造优质煤粉，然后在一次风的作用下吹动优质煤粉从辅助燃烧器的喷嘴喷 出，接着通过点火装置将喷嘴处喷出的优质煤粉点燃，这时优质燃煤在预燃室内稳定燃烧 将预燃室加热，由于预燃室的体积远小于炉膛体积，当预燃室内达到一定温度时，预燃室内 的高温温度场已经形成，具备了中质煤粉的点火温度，这时向主燃烧器供应中质煤粉，中质 煤粉通过主燃烧器的喷嘴进入预燃室，中质煤粉在预燃室被点燃后接着吹入锅炉炉膛内燃 烧，克服了现有煤粉工业锅炉使用中质煤作为燃料无法正常点燃从而限制煤粉工业锅炉推 广使用的问题，同时辅助燃烧器的热功率仅为主燃烧器热功率的10%以下即可满足预燃室 的温度要求，优质煤粉的消耗量较小，具有成本低的优点。磨煤制粉系统包括鼓风机、送风管分配器、煤仓和与煤仓连通的磨煤机，鼓风机和 送 风管分配器之间设有与两者连通的送风管，送风管分配器上分别设有与其连通的一次风 管和二次风管，一次风管的另一端与磨煤机连通且磨煤机与辅助燃烧器之间设有与两者连 通的一次风管，二次风管的另一端与辅助燃烧器连通。工作时，将煤仓中的优质煤粉通过 磨煤机磨成粉状，然后启动鼓风机，鼓风机将空气吹进送风管，接着进入一次风管和二次风 管，一次风管内的空气吹动磨煤机内的优质煤粉进入辅助燃烧器，为辅助燃烧器提供辅助 燃料和辅助燃料燃烧所需空气，二次风管中的空气可进一步保证辅助燃料的充分燃烧。预燃室的内壁设有耐火层，因此预燃室具有保温蓄热作用，减少了预热器内热量 的释放，进一步节省了优质煤粉的消耗量。预燃室侧壁设有火焰监测器，用于煤粉燃烧熄火保护，同时当预燃室内的火焰不 稳定时即可通过点火装置将辅助燃烧器点燃，进一步促进主燃烧器内喷出的中质煤粉充分 燃烧，减少有害气体产生的同时提高了锅炉的燃烧效率。预燃室侧壁设有温度监测器，这样即可准确得出预燃室内的温度，从而对辅助燃 烧器燃烧的时间进行合理的控制，起到节省优质煤粉的作用。点火装置包括设置在辅助燃烧器内的燃气燃烧器(燃气点火器)以及电火花发生 器，当对辅助燃烧器内喷出的优质煤粉点燃时，在燃气管内通过天然气或石油液化气，然后 通过电火花将天然气或石油液化气点燃，进而实现在很短时间(一分钟之内)对优质煤粉 点燃的要求，此种结构设计的点火装置更加合理节能。本发明通过合理的设计克服了现有煤粉工业锅炉使用中质煤粉作为燃料无法正 常点燃从而限制煤粉工业锅炉推广使用的问题，降低点火成本的同时使用中质煤粉作为燃 料也能正常燃烧，大大的降低了煤粉工业锅炉的成本，而且燃烧中质煤粉的燃烧效率较高 且稳定性较高，同时具有结构简单、操作方便的优点。以一台热功率7MW的主燃烧器为例计算的点火费用及点火费用回收期计算如下 表使用优质烟煤作辅助燃料点火费用核算表 由计算可见，一台依照本发明设计的额定热功率为7MW的煤粉工业锅炉一次点火 费用仅为131. 07元，相比使用优质烟煤的同等容量的煤粉工业锅炉，每小时可节约燃料费 用327. 27元，一次点火费用支出仅用0. 40小时(24分钟)即可回收，整个系统设备回收期 仅61天，其经济效益相当可观。
图1为本发明的结构示意图。图中1-炉膛，2-主燃烧器，3-预燃室，4-耐火层，5-辅助燃烧器，6_煤仓，7_磨 煤机，8-鼓风机，9-送风管分配器，10-送风管，11- 一次风管，12- 二次风管，13-火焰监测器.
具体实施例方式用优质煤粉做辅助燃料的带有预燃室的煤粉工业锅炉，包括炉膛1和主燃烧器2， 炉膛1和主燃烧器2之间设有与两者连通的预燃室3，预燃室3侧壁上固定有与其连通的辅 助燃烧器5，辅助燃烧器5上设有磨煤制粉系统，且辅助燃烧器5内设有点火装置。磨煤制 粉系统包括鼓风机8、送风管分配器9、煤仓6和与煤仓6连通的磨煤机7，鼓风机8和送风 管分配器9之间设有与两者连通的送风管10，送风管分配器9上分别设有与其连通的一次 风管11和二次风管12，一次风管11的另一端与磨煤机7连通且磨煤机7与辅助燃烧器5 之间设有与两者连通的一次风管11，二次风管12的另一端与辅助燃烧器5连通；预燃室3 的内壁设有耐火层4 ；预燃室3侧壁设有火焰监测器13 ；预燃室3侧壁设有温度监测器；点 火装置包括设置在辅助燃烧器5内的燃气燃烧器以及电火花发生器。
权利要求
用优质煤粉做辅助燃料的带有预燃室的煤粉工业锅炉，包括炉膛(1)和主燃烧器(2)，其特征在于炉膛(1)和主燃烧器(2)之间设有与两者连通的预燃室(3)，预燃室(3)侧壁上固定有与其连通的辅助燃烧器(5)，辅助燃烧器(5)上设有磨煤制粉系统，且辅助燃烧器(5)内设有点火装置。
2.根据权利要求1所述的用优质煤粉做辅助燃料的带有预燃室的煤粉工业锅炉，其特 征在于磨煤制粉系统包括鼓风机(8)、送风管分配器(9)、煤仓(6)和与煤仓(6)连通的磨 煤机(7)，鼓风机(8)和送风管分配器(9)之间设有与两者连通的送风管(10)，送风管分配 器(9)上分别设有与其连通的一次风管(11)和二次风管(12)，一次风管(11)的另一端与 磨煤机(7)连通且磨煤机(7)与辅助燃烧器(5)之间设有与两者连通的一次风管(11)，二 次风管(12)的另一端与辅助燃烧器(5)连通。
3.根据权利要求1或2所述的用优质煤粉做辅助燃料的带有预燃室的煤粉工业锅炉， 其特征在于预燃室(3)的内壁设有耐火层(4)。
4.根据权利要求1或2所述的用优质煤粉做辅助燃料的带有预燃室的煤粉工业锅炉， 其特征在于预燃室(3)侧壁设有火焰监测器(13)。
5.根据权利要求3所述的用优质煤粉做辅助燃料的带有预燃室的煤粉工业锅炉，其特 征在于预燃室(3)侧壁设有火焰监测器(13)。
6.根据权利要求1或2所述的用优质煤粉做辅助燃料的带有预燃室的煤粉工业锅炉， 其特征在于预燃室(3)侧壁设有温度监测器。
7.根据权利要求3所述的用优质煤粉做辅助燃料的带有预燃室的煤粉工业锅炉，其特 征在于预燃室侧壁设有温度监测器。
8.根据权利要求1或2所述的用优质煤粉做辅助燃料的带有预燃室的煤粉工业锅炉， 其特征在于点火装置包括设置在辅助燃烧器(5)内的燃气燃烧器以及电火花发生器。
9.根据权利要求3所述的用优质煤粉做辅助燃料的带有预燃室的煤粉工业锅炉，其特 征在于点火装置包括设置在辅助燃烧器(5)内的燃气燃烧器以及电火花发生器。
10.根据权利要求5所述的用优质煤粉做辅助燃料的带有预燃室的煤粉工业锅炉，其 特征在于点火装置包括设置在辅助燃烧器(5)内的燃气燃烧器以及电火花发生器。
全文摘要
本发明具体为一种用优质煤粉做辅助燃料的带有预燃室的煤粉工业锅炉，解决了现有煤粉工业锅炉使用中质煤粉作为燃料无法正常点燃从而限制煤粉工业锅炉推广使用的问题。炉膛和主燃烧器之间设有与两者连通的预燃室，预燃室侧壁上固定有与其连通的辅助燃烧器，辅助燃烧器上设有磨煤制粉系统，且辅助燃烧器内设有点火装置。本发明通过合理的设计克服了现有煤粉工业锅炉使用中质煤粉作为燃料无法正常点燃从而限制煤粉工业锅炉推广使用的问题，降低点火成本的同时使用中质煤粉作为燃料也能正常燃烧，大大的降低了煤粉工业锅炉的成本，而且燃烧中质煤粉的燃烧效率较高且稳定性较高，同时具有结构简单、操作方便的优点。
文档编号F23K1/00GK101846313SQ20101019995
公开日2010年9月29日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者任彦斌, 杜铭华, 王欢, 王民发, 贾德威, 赵红卫, 辜俊杰, 郎凤娥, 郎慧德, 郎秀荣, 郎鹏德, 郝泽 申请人:山西蓝天环保设备有限公司