一种带煤粉燃烧器的复合式链条炉的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种带煤粉燃烧器的复合式链条炉，包括炉膛、链条炉排，所述炉膛设于链条炉排上方，所述炉膛包括炉墙，炉膛内设有炉前拱，且炉前拱与链条炉排头部上方的炉墙相接，所述复合式链条炉还包括磨煤机储煤仓、给煤机、磨煤机、粗粉分离器、燃烧器，所述磨煤机储煤仓、给煤机、磨煤机从上至下依次连通且给煤机上设有燃烧器一次喷风装置，所述磨煤机、粗粉分离器、燃烧器依次连通，所述燃烧器设于链条炉排尾部上方的炉墙上，所述燃烧器上设有燃烧器二次喷风装置，所述燃烧器二次喷风装置通过燃烧器上侧的壳体与炉膛连通。将链条炉床层燃烧与煤粉悬浮燃烧相结合，并去除原链条炉的炉后拱，提高了链条炉的燃烧效率又降低了设备的成本。
【专利说明】一种带煤粉燃烧器的复合式链条炉
【技术领域】
[0001]本发明专利涉及一种将链条炉床层燃烧和煤粉悬浮燃烧相结合的燃烧装置，尤其涉及一种煤粉燃烧器布置在链条炉的后部，取代链条炉后拱的复合式链条炉。
【背景技术】
[0002]我国燃煤工业锅炉以链条炉居多，现有的链条炉通常包括炉膛、前拱、后拱、炉排，其中位于炉膛后部的后拱作用在于:除了将燃尽区上部多余过剩空气推向前部，以达到与着火区上部过剩的挥发分相混合而完善可燃气体的燃烧之外，还将促使燃烧区后部的高温排烟气推向前拱区，以提高前拱区温度的作用。后拱的作用还有一点是，保持后拱区较高的温度，以保证与促进炉膛后半部燃烧过程的完善。
[0003]这种链条炉的燃烧效率普遍比较低，据浙江省特种设备研究院在2012年对3000多台链条锅炉效率测试报告，其平均效率约为68%。造成链条炉效率低的原因为:(1)排烟过量空气系数大，达2.5-3.5，这使得锅炉排烟热损失很大。(2)炉渣含碳量高和漏煤量大，造成机械不完全燃烧损失大。
[0004]通过试验和计算可以确定造成过量空气系数大的原因有二:第一，链条炉排渣口和炉墙的漏风。第二，链条炉的配风方式是造成过量空气系数大的最主要原因。在链条炉中煤块是堆积在链条炉排上的，其厚度约为80-250mm。而空气是从炉排底部向上穿过，煤和空气最重要的反应发生在燃料层中，如果空气在该燃料层中反应不完全，则没有经过有效反应的空气直接进入炉膛。虽然链条炉中也有部分气体燃料在炉膛中燃烧，但所占份额小。这就使得许多空气在炉膛内得不到有效利用，造成了链条炉过量空气系数过大。如果降低过量空气系数，则会导致链条炉排上的煤燃烧不够完全，使得炉渣热损失增大。
[0005]造成机械热损失大的主要原因是炉渣含碳量高和链条炉排漏煤。这主要是煤块粒度不均匀造成的。采用机械化煤炭开采后，使得原煤中含有很多末煤，细小的末煤会导致链条漏煤和造成燃烧时的穿孔。煤炭供应市场化使得燃煤粒度和质量很难获得保证。
[0006]另外，煤粉燃烧火炬具有一定的长度。一般煤粉燃烧的火炬长度为4_5m，如果没有足够的空间，煤粉火炬直接冲刷到水冷壁，则在水冷壁上必然会发生结渣。由于链条炉在炉膛宽度方向上比较短，一般不太能够满足煤粉火炬的长度要求。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于针对现有技术中的链条炉的不足，提供一种在链条炉的后部增设一个煤粉燃烧器的复合式链条炉。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决:一种带煤粉燃烧器的复合式链条炉，包括炉膛、链条炉排，所述炉膛设于链条炉排上方，所述炉膛包括炉墙，炉膛内设有炉前拱，且炉前拱与链条炉排头部上方的炉墙相接，所述复合式链条炉还包括磨煤机储煤仓、给煤机、磨煤机、粗粉分离器、燃烧器，所述磨煤机储煤仓、给煤机、磨煤机从上至下依次连通且给煤机上设有燃烧器一次喷风装置，所述磨煤机、粗粉分离器、燃烧器依次连通，所述燃烧器设于链条炉排尾部上方的炉墙上。
[0009]作为优选，所述燃烧器上设有燃烧器二次喷风装置，所述燃烧器二次喷风装置通过燃烧器上侧的壳体与炉膛连通。
[0010]作为优选，所述粗粉分离器与磨煤机之间增设有一根回粉管。
[0011]作为优选，所述炉前拱上设有链条炉二次喷风装置。
[0012]作为优选，所述燃烧器为内部设有角度控制器的直流煤粉燃烧器且煤粉喷射轨迹与水平方向的夹角α为8-20°。
[0013]作为优选，所述燃烧器的喷煤口到炉前拱的距离大于5m。
[0014]根据本发明的技术方案，将链条炉床层燃烧与煤粉悬浮燃烧相结合，并去除原链条炉的炉后拱，链条炉的床层燃烧为煤粉燃烧提供了热源，提高了工业煤粉锅炉的运行安全性和稳定性、且投资小、应用煤种广泛，比较适合我国的国情；利用煤粉火炬自身的气流刚性起到原后拱的作用，把煤粉火炬中的高温烟气和燃烧着的煤粉直接送到链条炉前部，利于煤的预热与点燃，强化了链条炉的着火，优化了燃烧条件，此外，煤粉燃烧与链条炉床层燃烧相辅助，提高了链条炉的效率与出力，并减轻了炉排的热负荷。同时去除了链条炉的后拱，避免了安装及维修后拱的费用。另外，复合燃烧方式具有节煤的特点，因此本发明更具经济性。
[0015]采用链条炉床层燃烧与煤粉悬浮燃烧相结合的复合燃烧方式，大颗粒的煤用于链条炉燃烧，而小颗粒的煤用于磨制煤粉并通过燃烧器通入炉膛进行悬浮燃烧，一方面粒度比较均匀的煤在链条炉排上可以烧得更完全，减少漏煤和炉渣热损失，另一方面，用细颗粒原煤磨制成煤粉不但可以降低磨煤电耗，而且煤粉通入炉膛内进行悬浮燃烧，大量煤粉悬浮在炉膛内燃烧，可以充分利用炉膛内的氧量，从而为降低过量空气系数创造了条件，达到降低排烟热损失的目的。
[0016]本发明采用链条炉床层燃烧与煤粉悬浮燃烧相结合的复合燃烧方式，减小了排烟热损失、炉渣热损失与漏煤损失，复合燃烧方式锅炉效率比链条炉燃烧可以提高10-15%。
[0017]本发明把煤粉燃烧器布置在链条炉排的后部，燃烧器的喷煤口到炉前拱的距离大于5m，为煤粉火炬的燃烧提供足够的空间，避免燃烧着的煤粉直接冲刷水冷壁而引起的结渣。
[0018]作为优选，本发明在燃烧器上增设一个燃烧器二次喷风装置，且燃烧器二次喷风装置通过燃烧器上侧的壳体引入链条炉膛中，与燃烧器出口处的煤粉相混合一同喷入炉膛内，喷射方式为从后向前喷，喷射轨迹为向上倾斜式的抛物线。此处去除了原链条炉的后拱，由所喷射的煤粉火炬的自身刚性完成后拱的功能，通过计算与实际经验，我们知道链条炉后拱角度较小。其中煤粉喷射角度应根据锅炉负荷及强化燃烧的要求合理控制，以保证煤粉火炬既完成类似于后拱的强化传热、燃烧功能，又保证锅炉的效率与出力。综合分析，喷射煤粉火炬与水平方向的夹角的范围是8-20°，喷射角度的控制由燃烧器出口处的角度控制装置完成。
[0019]作为优选，所述粗粉分离器与磨煤机间增设有一根回粉管，粗粉分离器对磨制好的煤粉加以筛选，把不符合要求的煤粉颗粒导回磨煤机中重新磨制，以使煤粉磨制得更完全，从而提高煤粉的燃烧效率。
[0020]作为优选，本发明在链条炉前拱适当位置处加设链条炉二次喷风装置，此处二次风取自炉膛尾部的热烟气，与煤粉燃烧器所喷射的煤粉火炬在炉膛空间形成扰流，使煤粉浓度分布更加均匀，燃烧更加稳定，可防止火焰偏烧及脉动现象的发生。链条炉二次风量的调节与喷入角度的控制，与所喷射的煤粉火炬以一定角度相互对冲，以保证炉膛空间区域燃烧稳定。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明实施例1的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述:
实施例如图1所示一种带煤粉燃烧器的复合式链条炉，包括链条炉储煤仓12、分层给煤装置13、炉膛1、链条炉排2，所述链条炉储煤仓12与下端的分层给煤装置13相通，且两者设于链条炉排2进口端上方，所述炉膛I设于链条炉排2上方，所述炉膛I包括炉墙14，炉膛I内设有炉前拱10，且炉前拱10与链条炉排2头部上方的炉墙相接，且相接处设有链条炉二次喷风装置11，所述复合式链条炉还包括磨煤机储煤仓3、给煤机4、磨煤机5、粗粉分离器9、燃烧器8，所述磨煤机储煤仓3、给煤机4、磨煤机5从上至下依次连通且给煤机4上设有燃烧器一次喷风装置6，所述磨煤机5、粗粉分离器9、燃烧器8依次连通，所述粗粉分离器9与磨煤机5之间增设有一根回粉管15，所述燃烧器8设于链条炉排2尾部上方的炉墙上，燃烧器8上设有燃烧器二次喷风装置7，所述燃烧器二次喷风装置7通过直流煤粉燃烧器8上侧的壳体引入炉膛I中。如图中箭头所示，从直流煤粉燃烧器8中喷射出的煤粉轨迹与水平方向的夹角α为8-20°，所述直流煤粉燃烧器8所喷射煤粉火炬长度为4一5m ο
[0023]首先，对原煤进行筛分，把大颗粒煤通入链条炉储煤仓12中，把筛分的末煤通入磨煤机储煤仓3中。
[0024]在链条炉体一侧安装有链条炉储煤仓12，链条炉储煤仓12中的给煤通入下端的分层给煤装置13，分层给煤装置13把颗粒大小不均的给煤加以分层，有序的落在下端的链条炉排2上，链条炉排2在电机(图中未画出)的拖动下，顺时针转动，同时上述给煤在链条炉排2上发生床层燃烧，依次经历了预热阶段、挥发分析出阶段、燃烧阶段、燃尽阶段。
[0025]在链条炉体的另一侧，布置有磨煤机储煤仓3，磨煤机储煤仓3的给煤与燃烧器一次喷风装置6所提供的燃烧器一次风在给煤机4处相遇。其中燃烧器一次风来自省煤器(图中未画出)出口处的热烟气，此处的燃烧器一次风主要用于煤粉磨制过程中的干燥、煤粉的预热、煤粉的输送，给煤机4用于调节给煤量以控制燃烧负荷。给煤与热烟气通入到磨煤机5中，磨煤机5为小型风扇磨煤机，以供应充足的煤粉。磨制好的煤粉被热烟气携带至粗粉分离器9中，粗粉分离器9对煤粉加以筛选，把不符合要求的煤粉颗粒通过回粉管15导回磨煤机5中重新磨制，把符合要求的煤粉颗粒通入直流煤粉燃烧器8中，直流煤粉燃烧器8的布置位置为炉排尾部上侧炉墙处，优选燃烧器8为直流燃烧器，以加长煤粉喷射的扬程，喷射扬程在4-5m左右。在直流煤粉燃烧器8上布置有燃烧器二次喷风装置7，燃烧器二次喷风装置7所需空气量来自空气预热器(图中未画出)所加热的冷空气。燃烧器二次喷风装置7喷出的燃烧器二次风主要提供煤粉燃烧所需的空气量。此处燃烧器二次风未通入直流煤粉燃烧器8中，而是由直流煤粉燃烧器8上侧的壳体引入链条炉膛I中，与直流煤粉燃烧器8出口处的煤粉相混合一同喷入炉膛I内，喷射方式为从后向前喷，喷射轨迹为向上倾斜式的抛物线。综合分析，喷射煤粉火炬与水平方向的夹角的范围是8-20°，喷射角度的控制由直流煤粉燃烧器8出口处的角度控制装置完成。
[0026]为了加强炉膛I内部气流的扰动，以使炉内流场分布均匀，相应的煤粉浓度分布均匀，防止燃烧火焰不稳定、发生脉动及偏烧的情况，在链条炉前拱10适当位置处加设链条炉二次喷风装置11，此处二次风取自炉膛I尾部的热烟气。注意链条炉二次风量的调节与喷入角度的控制，与所喷射的煤粉火炬以一定角度相互对冲，以保证炉膛空间区域燃烧稳定。
[0027]本发明适用于各种中小型工业燃煤链条锅炉中。
[0028]总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
【权利要求】
1.一种带煤粉燃烧器的复合式链条炉，包括炉膛(I)、链条炉排(2)，所述炉膛(I)设于链条炉排(2)上方，所述炉膛(I)包括炉墙(14)，炉膛(I)内设有炉前拱(10)，且炉前拱(10)与链条炉排(2)头部上方的炉墙相接，其特征在于:所述复合式链条炉还包括磨煤机储煤仓(3)、给煤机(4)、磨煤机(5)、粗粉分离器(9)、燃烧器(8)，所述磨煤机储煤仓(3)、给煤机(4 )、磨煤机(5 )从上至下依次连通且给煤机(4 )上设有燃烧器一次喷风装置(6 )，所述磨煤机(5)、粗粉分离器(9)、燃烧器(8)依次连通，所述燃烧器(8)设于链条炉排(2)尾部上方的炉墙上。
2.根据权利要求1所述的带煤粉燃烧器的复合式链条炉，其特征在于:所述燃烧器(8)上设有燃烧器二次喷风装置(7 )，所述燃烧器二次喷风装置(7 )通过燃烧器(8 )上侧的壳体引入炉膛(I)中。
3.根据权利要求1或2所述的带煤粉燃烧器的复合式链条炉，其特征在于:所述粗粉分离器(9)与磨煤机(5)之间增设有一根回粉管(15)。
4.根据权利要求3所述的带煤粉燃烧器的复合式链条炉，其特征在于:所述炉前拱(10)上设有链条炉二次喷风装置(11)。
5.根据权利要求1或2或4所述的带煤粉燃烧器的复合式链条炉，其特征在于:所述燃烧器(8)为内部设有角度控制器的直流煤粉燃烧器且煤粉喷射轨迹与水平方向的夹角α为 8-20。。
6.根据权利要求5所述的带煤粉燃烧器的复合式链条炉，其特征在于:所述燃烧器(8)的喷煤口到炉前拱(10)的距离大于5m。
【文档编号】F23K1/00GK103471091SQ201310431673
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2013年9月22日
【发明者】池作和, 宋顺鑫, 张光学, 王进卿 申请人:中国计量学院