锅炉燃烧系统的制作方法

本发明涉及一种燃烧设备领域，更具体地说，它涉及一种锅炉燃烧系统。

背景技术：

锅炉是在许多需要用到蒸汽的生产中不可或缺的一个设备，通过燃烧燃料，将蒸发出蒸汽进行生产，而蒸汽在产生的过程中，锅炉燃烧的状况对蒸汽的产生和燃料的利用率存在十分重大的影响。

公开号为CN104315505A的中国专利公开了一种循环流化床锅炉，包括炉腔、返料装置及自前向后依次布置燃烧室、旋风分离器、尾部烟道，炉膛为全悬吊的水冷壁，水冷壁布风板上均匀布置有风帽，在尾部烟道上方悬吊有高温过热器；低温过热器、省煤器、空预器为支撑结构；锅炉采用全钢架结构，炉前向后共设置有四排排立柱，其特征在于所述风帽改为小钟罩式风帽，风帽上端通过夹套连接有一风帽头，本发明结构合理，易于更换风帽，彻底解决风帽磨损和风室倒灰问题，且给风稳定，返料运行稳定，能保证整个燃烧系统运行平稳，这种锅炉燃烧虽然能够进行循环，但是其所有的残渣全部回流到锅炉内，因此，在一定程度上，煤灰与煤的比例难以控制，因此，煤的燃烧速度难以掌控，同时，分离器分离的煤灰部分较大，在返料的过程中，这部分煤灰不适合与煤进行混合，其会破坏煤与煤灰的均匀度，因此，造成煤燃烧效率和速度难以把控的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种锅炉燃烧系统，其在于解决锅炉燃烧速度的控制以及热能高效利用的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种锅炉燃烧系统，包括锅炉以及置于锅炉下方的风室，所述锅炉靠近风室位置连接有加料系统，所述风室连接点火器，所述锅炉的尾部连接有旋风分离器，所述旋风分离器包括抽取口、出风口以及出灰口，抽取口与锅炉尾部连接，出风口连接有尾气处理装置，出灰口位置设有回灰装置，所述尾气处理装置上设有风管，所述风管分别与加料系统、锅炉以及点火器连接。

通过采用上述技术方案，通过回灰装置让部分灰回到锅炉，另外部分从出灰口排出，从而达到回灰量的控制，另外，通过设置风管，将尾气的热量进行吸收，并返还给加料系统对煤进行加热，让煤能够进行预热，另外点火器的风进行预热，能够让点火器更加容易点燃，另外一部分冲洗回到锅炉，对从而使得锅炉进入的空气不是冷空气，不需要预热，不会对锅炉产生损坏，同时也能够减少煤燃烧热量的损耗，提高了热能的利用率。

本发明进一步优选为：所述的加料系统包括与锅炉连接的输煤管、用于盛放燃料的煤斗以及分别连接煤斗与输煤管的定量输送装置，所述定量输送装置一端连接煤斗，另一端与落料管连接。

通过采用上述技术方案，输煤管将煤直接输送到锅炉，定量输送装置将没从煤斗位置进行输送到落料管，从而达到控制送煤量的目的。

本发明进一步优选为：所述的定量输送装置包括外壳以及安装在外壳内的输送带，输送带一端连接煤斗，另一端连接落料管，所述落料管位置设有用于将燃冲入落料管的喷管，所述落料管上设有送料控制器。

通过采用上述技术方案，通过喷管的设置，可以将煤吸附送入到落料管，进而防止煤被锅炉内的气流反冲回来。

本发明进一步优选为：所述的喷管与风管连接，所述落料管与外壳连接的位置设有进煤斗，所述喷管伸入进煤斗。

本发明进一步优选为：所述的煤斗连接有粉碎器，所述粉碎器包括与煤斗连接的安装筒、安装筒内的转轴以及凸起条，所述凸起条呈螺旋状固定在转轴上，凸起条与安装筒内壁存在间隙。

通过采用上述技术方案，粉碎器对煤进行粉碎，凸起条的螺旋设置能够起到碎煤和传送煤的作用。通过凸起条与安装筒的间隙，达到碎煤的效果。

本发明进一步优选为：所述的输煤管上连有送煤风管，送煤分管上设有煤风管以及冷风管，所述热风管与风管连接，所述冷风管以及热风管上均设有电磁阀。

通过采用上述技术方案，送煤风管的温度不能够过高，过高的温度会对煤造成影响。而一般送煤风控制在100摄氏度左右，因此需要通过热风管和冷风管进行调节其温度，另外，夏天和冬天的温度都不相同，因此，需要控制进风的量，达到控制内部温度平衡的目的。

本发明进一步优选为：所述的尾气处理装置包括连接旋风分离器的换热管、与换热管连接的除尘器、以及抽取除尘器的空气的脱硫塔和将空气排出的烟窗，所述风管穿设在换热管上。

通过采用上述技术方案，换热管将尾气的热量进行吸收，可以是的除尘器进去的尾气温度相对降低，从而可以减弱高温对除尘器的损坏，另外，在进行脱硫和排出，减少温室效应。

本发明进一步优选为：所述的风管包括进风端、出风端以及安装在换热管上的换热部，换热部包括集合头以及细管，所述细管两端均设置有所述集合头，集合头设有连接孔以及分孔，所述细管插接在分孔内，所述连接孔分别与进风端或者出风端连接。

通过采用上述技术方案，分孔和细管将风管的空气进行分流，从而接触面积大，换热效率高。

本发明进一步优选为：所述的出风端设有若干分管，且分管上均设有流量测量计以及流量控制阀。

通过采用上述技术方案，通过分管，将热后的空气送入到指定位置，同样的，各个位置需要的空气的量不同，温度不同，因此，通过流量测量计以及流量控制阀控制流量，达到控制温度和供给量的目的。

本发明进一步优选为：所述的旋风分离器上设有回炉管道，所述回炉管道两端分别与锅炉以及旋风分离器连通，所述旋风分离器上设有返料充气管，所述返料充气管与回炉管道相对设置，所述返料充气管与分管连接。

通过采用上述技术方案，通过返料充气管，控制回炉管道的气压，从而控制回流的流量和流速，达到控制煤灰量的目的。

附图说明

图1为本实施例的系统结构图；

图2为本实施例的加料系统结构图；

图3a为粉碎器的结构图；

图3b为凸起条的第一种结构的截面图；

图3c为凸起条的第二种结构的截面图；

图4为图2中A处的放大图；

图5为送煤风管热风管与冷风管接头处结构图；

图6为送煤风管温度控制电路图；

图7为回炉管道位置结构图；

图8为换热管位置的结构图；

图9为换热部的结构图；

图10a为集合头结构图；

图10b为图9中的B处放大图。

附图标记：1、锅炉；2、风室；3、加料系统；31、煤斗；32、落料管；33、粉碎器；331、安装筒；332、转轴；333、凸起条；334、间隙；34、定量输送装置；341、外壳；342、输送带；35、输煤管；351、进煤口；352、第一插板；36、送煤风管；361、冷风管；362、热风管；37、喷管；4、旋风分离器；41、出灰口；5、尾气处理系统；51、换热管；52、除尘器；53、脱硫塔；54、烟窗；6、点火器；7、输油系统；8、风管；81、进风端；82、换热部；821、集合头；822、连接孔；823、密封件；824、密封孔；825、细管；826、分孔；827、套件；828、弹性件；829、密封槽；83、出风端；84、流量测量计；85、流量控制阀；9、返料结构； 91、出口；92、回炉管道；93、反料充气管；95、气枪；96、滤网；97、遮挡板；98、第一电磁阀；010、控制装置；020、混合器；100、温度传感器；200、比较电路；201、反相器；300、开关电路；400、阀芯电机。

302、301：光耦合器；

R1、R2、R3、R4、Rf：电阻；

D1、D2：二极管；

Q1、Q2：三极管；

M1、M2：开关管；

A1、A2：比较器；

Ks1、Ks2：继电器；

V0：电信号；

V1：第一比较信号；V2：第二比较信号；

Vs1：第一判断信号：Vs2：第二判断信号。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

一种锅炉燃烧系统，如图1所示，包括锅炉1，锅炉1底部设置有风室2，且锅炉1靠近风室2部位设有加料系统3，锅炉1连有旋风分离器4，在旋风分离器4尾端设有尾气处理系统5，风室2连接有点火系统，在尾气处理系统5连有热循环系统，热循环系统分别与锅炉1、旋风分离器4、点火系统以及加料系统3连接。通过加料系统3对锅炉1加料，随后通过风室2位置的点火器6进行点火，并且通过风室2，将点燃的燃料吹起，让其上升，在锅炉1内进行流动，让煤燃烧由原本的静止状态变成动态的燃烧，从而煤燃烧的更为充分。燃烧过后，继而通过旋风分离器4将燃烧后的尾气混合物进行抽离，然后分离成尾气和煤灰，分别流出进行后续处理，煤灰一部分排出，另一部分通过返料结构9反入锅炉1中，尾气进入到尾气处理系统5进行处理后排入大气中。

如图2所示，加料系统3包括煤斗31、定量输送装置34以及输煤管35。煤斗31储存燃料煤，并放入到定量输送装置34上进行输送，随后进入到输煤管35导入到锅炉1中。在输送管的中间段设有送煤风管36，送煤风管36将空气通入到输煤管35中，为输煤管35内的煤提供一定的推力，将煤推入到锅炉1内，同时，空气可以将煤进行疏松，从而在煤进入到锅炉1内的时候，会将送入的煤进行冲开，从而让煤在锅炉1内与原来的煤进行混合，并且相对均匀的混合。在定量输送装置34上设置喷管37，将定量输送装置34内的煤送入到输煤管35内，同时，通过将喷管37直接朝向输煤管35，空气直接进入到输煤管35中，将煤吸入。输煤管35上设有进煤口351，进煤口351与定量输送装置34连通。定量输送装置34包括外壳341以及安装在外壳341内的输送带342，煤斗31的落料管32设置于输送带342的输入端，进煤口351设置于输送带342的输出端，在落料管32上安装有第一插板352，用于控制落料管32的煤的量。在进煤口351位置设置第二插板，控制输煤管35的输煤量，第二插板通过电机驱动。

在煤斗31连接有粉碎器33，粉碎器33包括转轴332、设置在转轴332上的凸起条333以及安装转轴332的安装筒331，转轴332通过电机驱动，凸起条333呈螺旋状固定在转轴332上。安装筒331的内壁与凸起条333之间存在间隙334，且间隙334宽度从远离落料管32位置至靠近落料管32位置逐渐减小设置，让煤在进入安装筒331后，其挤压粉碎的程度逐渐增加，从而能够让稍微大一点的煤团先经过初步粉碎再进行进一步的粉碎而达到燃烧的标准。安装筒331与落料管32之间呈一定的角度设置，一般角度在90-180°之间，为了方便转轴332以及驱动转轴332转动的电机的安装，一般设置为135°，能够方便煤下落，同时也能够方便电机安装。在煤进入安装筒331的位置设有第三插板，调节进入安装筒331内煤的速度。凸起条333的截面设置呈三角形结构，这样，在粉碎时，凸起条333的结构相对较强，不会轻易发生形变，粉碎时，能够有一个导向面（三角形的表面，间隙334为凸起的棱与安装筒331内壁的距离），导向面可以设置呈弧面，让煤在粉碎时，进入间隙334前的开口较大，容易进入，通过弧面的设置，其挤压力瞬间变大，从而对煤团进行挤压粉碎，粉碎的效率高。

点火系统包括设置在风室2两侧的点火器6、为点火器6输送点火用的燃油的油管以及为油管供油的油罐，油罐内设有油泵，为油管供油，油管上设有节流阀，控制油路的供油大小，点火器6还接有供气管，通过点火器6与油管的油进行混合进行喷雾形成混合燃气，最后通过点火器6点燃，达到点燃锅炉1的目的，这种点火器6与内燃机上的点火器6原理相同。在油管进入点火器6的位置设置回油管，将多余的油通过回油管回流到油罐中。

风室2安装在锅炉1底部，同时点火器6安装在风室2上，风室2上连接有进风管8，通过进风管8将风室2内填充空气，将锅炉1底部的煤吹起，并且向上吹动，从而让煤在锅炉1内进行流动。同时，风室2的底部设有出渣口，煤燃烧后，虽然部分煤灰在尾气中，随尾气排出，但是还有大部分是直接沉淀下来，进入风室2，在风室2底部积留。因此在风室2的底部开设出渣口，在出渣口连接出渣管道，将煤渣导出，在煤渣管中间段设置挡板，挡板通过电机驱动。在出渣管尾部连接冷渣机，将煤渣输送到冷渣机内，进行冷却后通过输送带342输送到渣库。出渣口设置多个，可以进行交替工作。

其中，旋风分离器4包括抽取口、出风口以及出灰口41，抽取口与锅炉1连通，将锅炉1燃烧的尾气进行抽取并将气体和固体分离，气体从出风口出去，进入到尾气处理系统5，固体从出灰口41排出。很多时候，纯煤在燃烧时，燃烧速度快，而温度上升需要的是持续的加热，因此，温度上升并不明显，导致其热效率相对较低，因此，在煤燃烧时其为了控制燃烧的速度，需要在煤里面参杂一些其他固体灰尘，而煤灰其本事是煤燃烧留下的产物，其作为参杂务能够起到循环利用的效果，一方面能够对煤进行预热，另外，也不需要额外进行增加其他杂质，比较方便。因此在旋风分离器4的出灰口41位置设置回炉管道92作为返料结构9，将部分煤灰回流到锅炉1内，进而与煤进行混合，降低煤的燃烧速度。

由于煤和煤灰的比例的不同，会造成燃烧的不同状态，因此，在回炉管道92设置有控制煤灰回流速度和流量的控制装置010。旋风分离器4的底部出灰口41一侧设置有向外凸的部分，且形成竖直向上的出口 91，在出口 91的尾部连接回流管道，这样，煤灰回炉的时候，不会直接平直进入管道，其会通过出口 91形成一个弯道，这样，让大部分的煤灰还是沿出灰口41排出，一小部分煤灰在气流的作用下进入回流管道。同时，煤灰也存在大颗粒和小颗粒的，大颗粒进入到锅炉1内占用的面积大，与煤的接触面积比较小，不适合作为混合的煤灰，而小颗粒煤灰与煤的混合比较均匀，利于煤的燃烧，因此，在回流时，在出灰口41位置设置台阶形成的出口 91可以通过重力将部分大颗粒排除。

如图7所示，为了让煤灰进入到锅炉1里的颗粒均为较小的颗粒，在出口 91位置设置滤网96，通过滤网96过滤掉大颗粒的煤灰。由于滤网96容易堵塞，因此，在滤网96的一侧，一般是空气是从滤网96前面流进，从后面流出，在滤网96后面设置反震装置，在清理滤网96的时候将滤网96进行震动，进而将卡在滤网96上的灰尘进行震落。反震装置是通过气枪95对滤网96进行喷射，而且，气枪95是间歇式喷气，造成对滤网96的震动，达到清理滤网96的效果。但是一般在工作时，内部气压不适合采用气枪95进行震动实施清理，因此，这种设备一般是在停机的时候使用。

为了控制进入锅炉1的流量，在回炉管道92上加设第一电磁阀98，通过第一电磁阀98控制流量进入。同样的，其可以采用遮挡板97代替，通过推动遮挡板97进行截流，达到控制流量的目的。遮挡板97采用第一伺服电机控制，遮挡板97一端置于回炉管道92内，另一端置于回炉管道92外，在回炉管道92上设置供遮挡板97滑动的滑动架，第一伺服电机固定在滑动架上，第一伺服电机上安装齿轮，在遮挡板97边缘设置齿条，齿条与齿轮啮合，达到控制遮挡板97的目的。

回炉管道92由于其主要是用于输送煤灰，因此，其容易出现设备问题，因此，需要定时检修，但是，如果仅因为一点小故障就将将整个设备停机，生产停止有点不恰当，同时，滤网96也需要定时进行清理，因此，一般将回炉管道92成对设置，在出口 91位置设置一遮挡板97，遮挡板97左右滑动，且遮挡板97通过第二伺服电机控制进行左右滑动，达到控制回炉管道92的实用和清理。

在旋风分离器4的中间段靠近出灰口41设置反料充气管93，增加出灰口41的气压，同样，让出灰口41的出灰速度增加。另外，让回炉管道92的流速增加，在反了充气管上设置第二电磁阀，通过第二电磁阀控制反料充气管93的气流量，从而控制回炉管道92的流速。一般反料充气管93与回炉管道92分别相对设置。

如图1所示，在旋风分离器4的出风口连接尾气处理系统5，尾气处理系统5包括直接与出风口连接的换热管51（如图8所示）、与换热管51连接的除尘器52、与除尘器52连接的脱硫塔53以及与脱硫塔53连接将空气排出的烟窗54。换热管51上缠绕有风管8作为热循环系统，风管8通过换热管51进行加热，将风管8内的空气进行加热，再将风管8内的热空气分别输送到各个系统中进行使用，达到预热的目的。风管8穿设在换热管51上，风管8包括进风端81和出风端83，进风端81设有鼓风机。出风端83设有若干分管，各分管分别接入加料系统3以及点火系统，分管上均设有流量测量计84，用来测量风管8的流量，另外，在分管均上设有流量控制阀85（即电磁阀），控制各分管的流量。如图8、图9、图10a和图10b所示，在风管8穿过换热管51的位置为风管8的换热部82，换热部82设置呈若干细管825，且各细管825之间设有若干换热片。细管825两端均设有集合头821，集合头821一侧上设有若干分孔826，另一侧设有连接孔822，细管825插在分孔826内，通过连接孔822接入和接出，换热部82设置多个，且收尾相接，将空气从进风端81输入，经过换热部82后从出风端83流出，进入分管，由分管送入各个位置，这样的设置，让分在进入各个系统时已经进行预热，从而在空气使用时，不需要加热，这样进入锅炉1不需要吸热，从而让煤燃烧的热量不用再分出一部分进行预热，节约煤的使用，进而让这种锅炉1在燃烧时，煤的用量小，产生的废气少，一定程度上减少了对环境的影响。

如图9-10b所示，集合头821呈半环状设置，两个集合头821组合形成完整的环，将完整的环可以安装在换热管51上，在两个集合头821相对的面上以及集合头821与换热管51连接的面上设置密封件823，在密封件823位置设置凹槽，密封件823设置成薄膜，覆盖在凹槽上，凹槽内设置密封孔824，密封孔824与连接孔822连通，从而在充气时，使得两薄膜进行抵触，形成密封。

如图9和10a所示，集合头821的内壁上设置有分孔826，分孔826均与连接孔822连通，分孔826内设置台阶，在台阶上安装弹性件828，可以采用橡胶等弹性材料放置，或者采用弹簧（出于密封的考虑，采用橡胶作为弹性件828比较合适）。再抵触一套件827，套件827与分孔826滑动，且套件827外圈与分孔826紧密贴合，在套件827上设置密封槽829，细管825插接在槽内，为了方便插接，密封槽829的外员设置导入结构，其为开口大于槽宽度的弧面结构。

如图1、图2和图5所示，其中一分管与送煤风管36的热风管362连通，送煤风管36另外一侧连接冷风管361，冷风管361与热风管362接通，并将混合空气送入送煤风管36内。在冷风管361与热风管362连接的位置设置混合器020，通过三通的阀芯，进行旋转，将两个进入的孔进行封堵的大小不一而达到调节温度的目的（为冷热水龙头结构相似，阀杆上设置齿轮，通过阀芯电机400控制）。如图6所示，在送煤风管36上设置温度传感器100，将温度进行检测，输入到比较电路200进行比较。比较电路200包括比较器A1、A2，比较器A1的同相出入端输入比较信号V1，比较器A1的反相输入端与比较器A2的同相输入端耦接并与温度传感器100的输出端耦接，比较器A2的反相输入端输入比较信号V2，比较器A1、比较器A2的输出端输出通过反相器201处理的第一判断信号Vs1；比较器A2输出端输出通过反相器201处理的第二判断信号Vs2。

开关电路300包括开关管M1、M2、光耦合器301、302，开关管M1的控制端与反相器201的输出端通过第一判断信号Vs1控制，开关管M1另外两端分别与工作电压和用于控制电机进行反转的光耦合器301的低压控制端耦接，光耦合器301的另外两端与电机反转开关耦接；开关管M2的控制端与反相器201的输出端耦接，通过第二判断信号Vs2控制，开关管M2的另外两端分别与工作电压和用于控制电机正转的光耦合器302的低压控制端耦接，光耦合器302的另外两端与电机正转开关耦接。

当V0大于V1时（即实测温度大于最高预设温度），通过开关管M1将光耦导通，光耦合器301与继电器Ks1开关耦接，从而通过这个导通信号将继电器Ks1进行闭合，使电机接入反转电路，此时，冷风管361的开口增大，温度降低。开关管M2处于断开状态，光耦合器302不工作，从而继电器Ks2处于不工作状态；当V0小于V1时（即实测温度小于最高预设温度），通过开关管M2将光耦进行导通，光耦合器302与继电器Ks2开关耦接，从而通过这个导通信号将继电器Ks2进行闭合，使电机接入正转电路，此时，热风管362的开口增大，温度升高。开关管M1处于断开状态，光耦合器301不工作，从而继电器Ks1处于不工作状态。V0在V1与V2之间时（即温度在预设温度之间），光耦合器301、302均处于断开状态，此时电机不旋转，保持温度不变。

如图1所示，分管还与进风管8连通，这样，进入风室2的空气为热空气，而不是冷空气，从而不需要额外的加热工序对空气进行预热，从而节约了预热的步骤，同时，将尾部温度得以利用，从而煤燃烧的温度得到尽可能大的利用。风管8还与点火器6的供气管连通，供气管的空气采用分管内的空气，其温度高，分子比较活跃，因此与燃油混合更加充分，点火时能够更加方便有效。将多余分管直接接入锅炉1，对锅炉1进行加热，相当部分煤燃烧的热量，从而在一定程度上降低了煤的使用量。

如图1所示，尾气通过换热管51将器热量进行交换掉后可以进行后续工作，进入到尾气处理，此时尾气温度相对较低，从而空气中的一些杂质没有了热浮力，会向下沉，因此，尾气在第一阶段先进行除尘。一般可以采用布袋除尘器52进行除尘，因为尾气在换热后，温度相对降低，不会对布袋造成高温焦灼的影响，同时，布袋除尘器52在具有一定温度的空气除尘效果相对较好，不会出现结块的情况，因此，该步骤除尘可以采用布袋除尘器52进行。另外，布袋除尘器52出去的是部分灰尘，空气中比较细微的灰尘还是会从布袋中钻出，随空气一起进入到后道处理中，因此，可以将尾气过水。此过程中，设置有一水槽。尾气通过管道直接通入水中，水槽外部罩设一收集管道，尾气在进入水后从水槽冒出，进入到收集管道中，此时，可溶于水的杂质全部过滤掉。但是空气中在过滤前会存在部分二氧化硫等气体，其溶于水中会使得水呈酸性，因此不能够直接排放，为了让这些酸性气体进行脱硫，可以采用吸收剂浆液（氢氧化钙）进行喷雾吸收，随后形成固体，达到脱硫的目的。再将脱硫的气体通过烟窗54排出。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。