专利名称：一种抛煤机反转链条炉促燃降污节能系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种抛煤机反转链条炉促燃降污节能系统。
背景技术：
自改革开放以来，我国逐渐兴起了热电供应行业，热电厂的数量和装机容量急剧增长。为相关行业提供了较为经济的热电能源，为社会经济发展提供了动力和能源保障的同时，又改变了热能消费企事业单位传统上那种自我供给的模式，避免了大量的重复投资， 大量地减少了分散污染源。作为热厂供热系统的关键设备，煤为燃料的抛煤机反转链条炉得到了广泛的应用。但同时，作为集中供热热电经营企业，在应用这类锅炉生产蒸气时，也存在着两个普遍关心的课题一直未能很好地解决如何有效提高燃煤的有效利用率以降低能耗；如何尽量减少污染物排放。抛煤机链条炉是在正转链条炉排锅炉的基础上发展起来的，它的燃烧机理既有链条炉层燃的特点又有悬浮燃烧煤粉炉的特点，在燃烧设备结构上使链条炉排反转并在炉膛空间增加了机械抛煤设备使粒煤以颗粒大小在炉排面上分层分布，细煤屑则在炉镗空间呈悬浮态分布。因此，层燃通风阻力小透气性好，炉排层燃比较完全。细煤屑则在炉镗空间完成悬浮燃烧。因此，抛煤机链条炉具有煤种适应性强、负荷适应性好、调节比较灵敏等优点。虽然抛煤机链条炉优点显著，但也存在诸多缺陷，主要体现在烟气黑度等级高、飞灰量大、飞灰含碳量高等方面，排烟黑度一般在林格曼黑度3级左右，严重时高达5级；烟尘排放浓度一般都在500mg/Nm3以上，有的高达1000mg/Nm3以上，超过国家排放标准的十几倍甚至几十倍；烟尘中含碳量一般在60% 70%，可见问题的严重性。造成这些问题的原因主要包括5个方面(1)抛煤机抛在炉膛空间燃烧的是直径在Imm左右的煤屑，而不是达到煤粉要求、 直径在IOktm以下的煤粉。因此，在现有抛煤机链条炉炉膛空问，悬浮可燃物完全燃烧的物理条件是不具备的。(2)煤粉炉悬浮燃烧时设有煤粉燃烧器，它是保证煤粉良好燃烧的重要手段，但也存在不完全燃烧现象；而抛煤机锅炉不但没有煤粉燃烧器，而且把煤屑抛入炉膛空间燃烧时几乎是没有采取强化措施的，因此，不能保证煤屑正常燃烧。(3)抛煤机锅炉的炉膛是开放型的矩形直筒子没有前后拱，空间很大。因此，尽管炉内过剩空气量很大，但煤屑与空气仍不可能充分混合，悬浮可燃物燃烧反应的物理条件较差，造成煤屑因缺氧而减慢化学反应的进程，产生不完全燃烧现象。(4)抛煤机锅炉炉膛不高，烟气流程短，再加上抛煤口距炉膛出口烟囱太近，进一步缩短了烟气流程，使煤屑燃烧时间缩短，加剧了不完全燃烧现象。(5) 二次风虽然是抛煤机锅炉中常用的悬浮燃烧强化手段，但因其应用的是纯物理强化原理，且风道易被煤灰堵塞，往往达不到预期的鼓风量和鼓风强度。因此，作用不大， 效果不佳。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供了一种利用水蒸气作为促燃剂的抛煤机反转链条炉促燃降污节能系统。本实用新型能提高热效率、降低能耗，显著降低对大气环境的污染。为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是一种抛煤机反转链条炉促燃降污节能系统，包括信号采集装置、控制系统、水蒸气促燃剂添加管道、调节执行系统和促燃剂分配器；其中信号采集装置分别与抛煤机炉的炉膛和控制系统连接，控制系统与调节执行系统连接，控制系统与调节执行系统之间安装有水蒸气促燃剂添加管道；调节执行系统与促燃剂分配器连接，促燃剂分配器又与抛煤机炉的炉膛连通。系统的理论依据在锅炉燃烧系统中加入高温高压水蒸气促燃，将对整个燃烧过程产生显著的化学和物理作用。产生水煤气反应灼热的煤焦中适时地介入水蒸气后，发生如下反应，产生水煤气C0+H2，同时也促进煤焦的燃烧反应过程2C+02 — 2C02C+C02 —2C0C+H20 —C0+H2C0+H2+02 — C0+H20产生的水煤气在炉腔内充分燃烧，释放大量热量，使锅炉出力和煤燃烧效率显著提高。强化一氧化碳的燃烧活性锅炉内燃煤的多相燃烧反应中的主要燃烧物质是一氧化碳，而一氧化碳继续氧化燃烧变成二氧化碳的反应中起活动作用的是H、0和OH等原子或原子团，其中介入的水蒸气被分解成OH参与反应从而促进了一氧化碳的氧化反应，其反应按下列方式展开C0+0H — C02+HH+02 — OH+O0+H2 — OH+HC0+0H — C02+H因此，CO燃烧反应的总效果是0H+2C0+02+H2 — 2C02+0H+2H从上式可见，每产生两个(X)2分子，同时产生两个H原子。这两个H原子又能起活化中心的作用，促进一氧化碳的燃烧反应进一步继续扩大，因而也就强化了一氧化碳的燃烧。由于锅炉燃烧室的温度高达700°C，因此，水蒸气的加入与一氧化碳充分混合，肯定会迅速地使燃烧反应趋向完全，促进煤焦核心燃烧充分性。由于促燃剂的加入能使燃烧速度提高，同时连锁反应迅速，使得燃烧空间形成了 “爆燃反应”，破坏了焦炭的无机盐硬壳，增强了各种可燃物质充分燃烧的机会，促进了煤粒核心煤焦的燃烧充分性。本实用新型的有益效果为本实用新型的系统能使燃煤在锅炉炉膛的燃烧周期快速燃尽，降低了各种可燃污染物烟气、二氧化硫、颗粒物和黑烟的残留外排。提高了燃煤效率，特别是飞灰可燃物的燃尽率，不但有利于提高热效率、降低能耗，更重要的是有利于显著降低对大气环境的污染。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是实施例1工作原理框图。
具体实施方式
实施例1本实施例的一种抛煤机反转链条炉促燃降污节能系统，如图1，图2所示；包括信号采集装置2、控制系统3、添加管道7、调节执行系统4和促燃剂分配器5 ；其中信号采集装置2分别与抛煤机炉的炉膛1和控制系统3连接，控制系统3与调节执行系统4连接，控制系统3与调节执行系统4之间安装有水蒸气促燃剂添加管道7 ；调节执行系统4与促燃剂分配器5连接，促燃剂分配器5又与抛煤机炉的炉膛1连通。促燃系统运行过程中促燃剂供给的多少关系到炉内燃料燃烧工况，因此，必须采用控制系统3进行调节和控制。首先由信号采集装置2完成对锅炉相关信号的检测，再转换成控制系统3可识别的标准信号，经控制系统3的分析和处理，输入调节执行系统4，调节执行系统4由此完成由水蒸气促燃剂添加管道7输送来的水蒸气供给量的调节，然后输送促燃剂到达促燃剂分配器5，分配后介入燃烧区域，实现促燃目标。本实施例的系统主要由信号采集、控制、剂量调节及促燃剂分配四个功能单元组成，其功能是实现促燃剂介入剂量的实时控制，以满足燃烧反应的最合适需要。图3是本实施例一种抛煤机反转链条炉促燃降污节能系统工作原理框图。信号采集装置2完成燃料进给信号的输入，经变送器21后到达控制系统3中的控制装置31，在控制系统3中，通过将输送来的信号与给定值进行比较，在给定值范围内就进入控制系统3中的伺服放大装置32， 与给定值偏差较大时，就直接发出报警显示。然后将通过伺服放大装置32放大后的信号输送给调节执行系统4中电动执行器41，电动执行器41由此完成由水蒸气促燃剂添加管道7 输送来的水蒸气供给量的调节，然后输送促燃剂到达促燃剂分配器5，然后进入抛煤机炉的炉膛1。信号采集单元，该单元的工作包括信号的采集和变换两部分。(1)信号采集控制信号是指反映炉内燃煤燃烧状态的因素，包括输出工况因子和输入工况因子两类。输出工况因子是指锅炉的出力、炉温、烟气温度、黑度、浓度、炉渣含碳量等指标；输入工况因子是指煤种、煤量、进风量等指标。由于锅炉燃烧系统的复杂性，输出工况因子与促燃剂介入量之间不存在明确的因果关系，而输入工况因子直接影响着炉内主燃区燃烧反应的方式和进程，由于促燃剂的介入同样会对炉内主燃区燃烧反应的方式和进程产生积极的影响，因此， 我们选择输入工况因子作为控制信号进行采集。这种信号又可分成两类，一类是实时变化信号，包括煤的实时送进速度、一次风送进流量等；另一类是非实时变化信号，包括煤种的湿度、粒度、含碳量等。对实时信号，采用传感器实时采集，对非实时信号，采用物理量手动操作输入。( 信号变换控制信号经传感器和手操采集后得到的是电压信号，因此，需经信号变换处理，变成电流信号后输入控制单元。[0038]控制单元该单元的工作是对输入信号进行处理、分析、运算及显示，同时对输出信号进行伺服放大，为执行单元(剂量调节器)提供良好的输入控制信号。剂量调节单元该单元的任务是依据控制单元输入的控制信号完成促燃剂介入量的调节，其调节元件是以开度为评价指标的电动执行阀。同时，在整个自动调节控制模块中，设置了信号反馈功能，一旦电动执行阀的输入信号因控制模块失控导致超出给定安全值的范围时，控制单元即进行报警显示，并驱动报警装置进行报警，最终自动切断控制单元的信号输出，使电动执行阀自行关闭。促燃剂分配单元促燃剂的分配由分配器完成，其目的是保证促燃剂介入炉内主燃区时的区位和剂量准确，以满足促燃所需的化学反应条件。不同类型的锅炉，其促燃剂介入的区位和各区位的剂量是不同的，即促燃剂的分配规则是不同的，对抛煤机炉而言，总体上以炉膛空间促燃为主、火床促燃为辅，而普通链条炉则以火床促燃为主、炉膛空间促燃为辅。依据促燃剂促燃降污节能的理论依据，设计了水蒸气促燃降污节能系统，该系统运行不需要改变锅炉原有本体结构，根据炉况自动控制，运行稳定可靠，正常运行时无须操作，锅炉开炉正常工作后即可投入运行，随进煤停止而停止。以连续可调蒸气量来满足燃烧的最合适需要，使系统运行稳定及反应灵敏。经对比测试，锅炉热效率提高4. 63%，出力提高5. 72%，烟气残碳量下降11.57%，烟气悬浮颗粒浓度下降观% (86mg/Nm3)，烟气排放的林格曼黑度在1. 5级以内，投资回收期小于半年，节能降污效果显著，能取得很好的社会经济效益和环保效益，具有良好的工程应用价值和推广前景。
权利要求1. 一种抛煤机反转链条炉促燃降污节能系统，其特征在于包括信号采集装置(2)、控制系统(3)、水蒸气促燃剂添加管道(7)、调节执行系统(4)和促燃剂分配器(5)；其中信号采集装置(2)分别与抛煤机炉的炉膛(1)和控制系统(3)连接，控制系统(3)与调节执行系统(4)连接，控制系统(3)与调节执行系统(4)之间安装有水蒸气促燃剂添加管道(7);调节执行系统(4)与促燃剂分配器(5)连接，促燃剂分配器(5)又与抛煤机炉的炉膛(1)连通。
专利摘要本实用新型公开了一种抛煤机反转链条炉促燃降污节能系统，包括信号采集装置、控制系统、水蒸气促燃剂添加管道、调节执行系统和促燃剂分配器；其中信号采集装置分别与抛煤机炉的炉膛和控制系统连接，控制系统与调节执行系统连接，控制系统与调节执行系统之间安装有水蒸气促燃剂添加管道；调节执行系统与促燃剂分配器连接，促燃剂分配器又与抛煤机炉的炉膛连通。本实用新型能提高热效率、降低能耗，显著降低对大气环境的污染。
文档编号F23L7/00GK202066048SQ201120066348
公开日2011年12月7日 申请日期2011年3月15日 优先权日2011年3月15日
发明者王文奎, 骆永标 申请人:绍兴文理学院