锅炉富氧燃烧装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种锅炉富氧燃烧装置，涉及窑炉设备【技术领域】；本实用新型采用富氧煤粉燃烧器对煤粉进行富氧燃烧，该富氧煤粉燃烧器是四风道燃烧器；四风道煤粉燃烧器相较三风道燃烧器增加了中心风，中心风的设计可稳定燃烧火焰长度和温度，并调整射流中心回流区的负压，改变头部高温区的位置及大小，促进煤粉固定碳的燃烧，还可以降低火焰中的O2浓度，从而减少NOx的生成。它可以解决现有的燃煤锅炉存在的锅炉燃烧效率低下、能源浪费严重、污染物排放超标的问题。
【专利说明】锅炉富氧燃烧装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及锅炉设备【技术领域】，尤其是一种用于燃煤锅炉的锅炉富氧燃烧装置。
【背景技术】
[0002]能源紧缺、气候异常已经成为今天我国各级政府及各行各业首要关注的热点，随着全球经济的快速增长，对能源的需求越来越大，能源已成为制约经济增长的瓶颈。国家有关部门资料显示:目前国内在用工业锅炉60万台，蒸汽产能165万吨，年耗标煤4亿吨，其中48万台锅炉为燃煤工业锅炉，10t/h以下的工业锅炉实际运行效率只有65%左右，比国外先进水平低15?20%。在现有技术中，我国中小型工业燃煤锅炉一般可分为层燃锅炉、往复锅炉、链条锅炉等，它们一般以块煤、混煤等原煤为燃料，部分采用粗制煤粉。由于这些工业燃煤锅炉系统的结构特点使其存在许多问题，例如出力不足、锅炉燃烧效率低下、能源浪费严重、污染物排放超标等等。导致上述问题的主要原因，是这些工业燃煤锅炉系统的整体技术装备水平较低。在国外发达国家，中小型工业煤粉锅炉系统已在20世纪90年代初期实现了产业化，这些锅炉系统的特点是:精制煤粉燃烧、热效率高，可与燃油、燃气锅炉相媲美；低温燃烧、尾气排放水平高，污染程度极低。但国外这些中小型工业煤粉锅炉系统，存在着技术流程复杂、设备庞杂的缺点，特别是设备价格昂贵，不适合在我国广泛推广使用。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是提供一种锅炉富氧燃烧装置，它可以解决现有的燃煤锅炉存在的锅炉燃烧效率低下、能源浪费严重、污染物排放超标的问题
[0004]为了解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是:这种锅炉富氧燃烧装置，包括锅炉，空气过滤器，鼓风机，膜分离器；还包括有富氧煤粉燃烧器；所述富氧煤粉燃烧器包括壳体；在所述壳体内以其轴线为中心依次设置有中心风通道，旋流风道，煤风道和直流风道；所述壳体一端连接有由多节管子构成的进风管道，所述中心风通道，旋流风道，煤风道和直流风道一端从所述进风管道穿出；所述壳体另一端设置有喷嘴；在所述壳体内的所述旋流风道一端设置有旋流器；所述旋流风道和所述直流风道伸出所述进风管道的一端分别与一次风管道连通；所述进风管道至少有一节管子分为两段，该两段管子通过弹性管连接；所述空气过滤器的入口接收空气，该空气过滤器的出口通过管道与所述鼓风机入口连接，所述鼓风机的出口与所述膜分离器的入口连通；所述膜分离器的一个出口通过管道与真空泵连通，另一出口用于排放废气；所述真空泵的出气端与第一储气罐的入口连通，该第一储气罐出口与增压风机的入口连通，所述增压风机的出口与第二储气罐的进气口连通；所述第二储气罐的出口分别与所述富氧煤粉燃烧器的所述中心风道和所述一次风管道连通；煤炭料仓的进料口用于接收煤炭，其出料口与螺旋输送机连通，所述螺旋输送机的出口与粉磨机的入口连通，所述粉磨机的出口与高压风机的入口连通，所述高压风机的出口与所述富氧煤粉燃烧器的所述煤风道连通；所述富氧煤粉燃烧器的壳体与所述锅炉连接；所述鼓风机，真空泵，增压风机，高压风机，粉磨机和螺旋输送机均与电气控制装置连接。
[0005]上述技术方案中，更为具体的方案还可以是:所述喷嘴为高分散外风喷嘴；所述进风管道通过连接件与移动小车连接。
[0006]进一步地:所述弹性管为波纹管。
[0007]进一步:所述鼓风机为高压离心风机；所述真空泵为干式罗茨真空泵。
[0008]由于采用了上述技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有的有益效果是:
[0009]I)、燃烧器采用四风道煤粉燃烧器，增设了中心风，燃烧热效率高，同时减少NOx的排放。
[0010]2)、使用超细煤粉达到悬浮燃烧的状态，燃烧热效率高，对煤种的适应性强，火焰辐射力大，有效提高锅炉的热效率和出力。
[0011]以国内某厂20t/h煤粉锅炉为例，富氧助燃(流量200Nm3/h，浓度28%)和空气助燃比较，得出的综合应用效果如下表:
[0012]
涵试项目富氧助燃空气助燃差僮
煤粉消耗(kg++t蒸汽)122136-H
丨炉瞠温度(5C)1450HOO-50
丨康气温度(iC)174I S3-9
丨二次.R1: GW/h)2520028000-2S00
全炉效率(?)80.6372.33-8.3
烟气■欽标准ft于国家标雄冒黑烟
[0013]按上述测试结果计算，节能率(耗煤):(136 - 122) +136=10.3%，年(300天)可节约实物煤=14X20X24X300=2016000 kg，即2016 t，煤价按500元/t计，年创经济效益为:2016X500=1008000元，即100.8万元；烟气可达标排放，经济效益和环保效益显著。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的示意图。
[0015]图2是富氧煤粉燃烧器结构示意图。
[0016]图3是图2的局部放大图。
[0017]图4是富氧煤粉燃烧器的喷嘴示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详述:
[0019]图1所示的锅炉富氧燃烧装置，包括锅炉101，空气过滤器109，鼓风机108，膜分离器107和富氧煤粉燃烧器102 ;图2，图3和图4所示的富氧煤粉燃烧器102包括壳体；在壳体内以其轴线为中心依次设置有中心风通道01，旋流风道02，煤风道03和直流风道04 ；壳体一端连接有由四节管子构成的进风管道，中心风通道01，旋流风道02，煤风道03和直流风道04 —端从进风管道穿出；壳体另一端设置有喷嘴05 ;该喷嘴为高分散外风喷嘴；在壳体内的旋流风道02 —端设置有旋流器06 ;旋流风道02和直流风道04伸出进风管道的一端分别与一次风管道09连通；进风管道有两节管子分为两段，该两段管子通过波纹管08连接；进风管道通过连接件与移动小车07连接。
[0020]空气过滤器109的入口接收空气，该空气过滤器的出口通过管道与高压离心风机108连接，高压离心风机108的出口与膜分离器107的入口连通；膜分离器107的一个出口通过管道与干式罗茨真空泵106连通，另一出口用于排放废气；干式罗茨真空泵106的出气端与第一储气罐105的入口连通，该第一储气罐105出口与增压风机104的入口连通，增压风机104的出口与第二储气罐103的进气口连通；第二储气罐103的出口分别与富氧煤粉燃烧器102的中心风道01和一次风管道09连通；煤炭料仓113的进料口用于接收煤炭，其出料口与螺旋输送机112连通，螺旋输送机112的出口与粉磨机111的入口连通，粉磨机111的出口与高压风机110的入口连通，高压风机110的出口与富氧煤粉燃烧器102的煤风道03连通；富氧煤粉燃烧器102的壳体与锅炉101连接；高压离心风机108，干式罗茨真空泵106，增压风机104，高压风机110，粉磨机111和螺旋输送机112均与电气控制装置114连接。
[0021]空气过滤器109配备双级高效过滤筒，一级湿式过滤筒在喷水条件下可滤除空气中大部分粉尘颗粒及油污，二级干式过滤筒可滤除剩余小颗粒粉尘，过滤效率达99% ;高压离心风机108连通空气过滤器109将洁净空气送入膜分离器107 ;膜分离器107由空气均配箱、膜组件、富氧均分管、外壳组成，高压离心风机108送入的高压风进入空气均配箱分别通入膜组件进行氧、氮分离，富氧空气由富氧均分管汇集后通入干式罗茨真空泵106的进口，膜分离器107根据膜组件的数量进行组装拼接，达到生产工艺要求的富氧流量；干式罗茨真空泵106，相比水环真空泵省略了水循环干燥工序，压缩后的富氧空气温度达120?150°C，提高了富氧燃烧热效率。四风道煤粉燃烧器相较三风道燃烧器增加了中心风，中心风的设计可稳定燃烧火焰长度和温度，并调整射流中心回流区的负压，改变头部高温区的位置及大小，促进煤粉固定碳的燃烧，还可以降低火焰中的O2浓度，从而减少NOx的生成。电气控制装置114包括控制柜、中控电脑、传感器、温度计、电动阀，控制柜包括单台设备启动柜，通过电缆连接中控室电脑、显示屏，温度计、电动阀通过传感器电缆接入中控电脑，从而测量富氧风的温度、压力等参数。
[0022]本发采用膜法负压制氧技术，膜法富氧的富氧浓度由膜两侧低高压比率、氧分子渗透系数等因素决定。采用膜法富氧一般可达到的富氧浓度为22% — 30%，在燃烧领域，富氧浓度在30%左右时综合经济效益最高。其工作流程为:在鼓风机和真空泵的压差驱动下，浓度为28%左右的富氧空气在核心模组建中产生，并对富氧空气进行加压处理，混合粉磨机产出的超细煤粉，然后通过燃烧器喷嘴共同注入锅炉炉体内部进行富氧燃烧。
【权利要求】
1.一种锅炉富氧燃烧装置，包括锅炉(101 )，空气过滤器(109)，鼓风机(108)，膜分离器(107);其特征在于:还包括有富氧煤粉燃烧器(102);所述富氧煤粉燃烧器(102)包括壳体；在所述壳体内以其轴线为中心依次设置有中心风通道(01)，旋流风道(02)，煤风道(03)和直流风道(04);所述壳体一端连接有由多节管子构成的进风管道，所述中心风通道(01)，旋流风道(02)，煤风道(03)和直流风道(04)—端从所述进风管道穿出；所述壳体另一端设置有喷嘴(05);在所述壳体内的所述旋流风道(02) —端设置有旋流器(06);所述旋流风道(02)和所述直流风道(04)伸出所述进风管道的一端分别与一次风管道(09)连通；所述进风管道至少有一节管子分为两段，该两段管子通过弹性管(08)连接；所述空气过滤器(109)的入口接收空气，该空气过滤器的出口通过管道与所述鼓风机(108)连接，所述鼓风机(108)的出口与所述膜分离器(107)的入口连通；所述膜分离器(107)的一个出口通过管道与真空泵(106)入口连通，另一出口用于排放废气；所述真空泵(106)的出气端与第一储气罐(105)的入口连通，该第一储气罐(105)出口与增压风机(104)的入口连通，所述增压风机(104)的出口与第二储气罐(103)的进气口连通；所述第二储气罐(103)的出口分别与所述富氧煤粉燃烧器(102)的所述中心风道(01)和所述一次风管道(010)连通；煤炭料仓(113)的进料口用于接收煤炭，其出料口与螺旋输送机(112)连通，所述螺旋输送机(112)的出口与粉磨机(111)的入口连通，所述粉磨机(111)的出口与高压风机(110)的入口连通，所述高压风机(110)的出口与所述富氧煤粉燃烧器(102)的所述煤风道(03)连通；所述富氧煤粉燃烧器(102)的壳体与所述锅炉(101)连接；所述鼓风机(108)，真空泵(106)，增压风机(104)，高压风机(110)，粉磨机(111)和螺旋输送机(112)均与电气控制装置(114)连接。
2.根据权利要求1所述的锅炉富氧燃烧装置，其特征在于:所述喷嘴(05)为高分散外风喷嘴；所述进风管道通过连接件与移动小车(07)连接。
3.根据权利要求1或2所述的锅炉富氧燃烧装置，其特征在于:所述弹性管(08)为波纹管。
4.根据权利要求1或2所述的锅炉富氧燃烧装置，其特征在于:所述鼓风机(108)为高压离心风机；所述真空泵(106)为干式罗茨真空泵。
【文档编号】F23K3/02GK203949172SQ201420351227
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年6月28日 优先权日:2014年6月28日
【发明者】王春文, 李文斌, 翟晓平 申请人:广西聚为能源科技有限公司, 王春文