CN85100561A - 水煤浆及煤粉立式前置复合燃烧装置 - Google Patents
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Abstract
一种水煤浆及煤粉立式前置复合燃烧装置。它具有立式预燃室，前置燃烧室，转弯烟室，细灰沸腾炉或层燃炉，入炉旋转燃烧器。在预燃室出口处设置反吹高速稳燃射流，在本装置内能燃尽煤浆及煤粉总量的20-50％。
采用本发明对原锅炉本体改动较少，使燃油锅炉改烧水煤浆和煤粉炉改烧劣质煤后能得到相近的锅炉出力和得到较高的燃烧效率，并能实现低污染燃烧。
Description
本发明属于燃烧装置。
七十年代末美国瑞典等开始研究高浓度水煤浆，现已取得实验室研究的初步成功，目前正处于工业性试验阶段。我国于81年4月由浙江大学首先开展水煤浆的基础研究，并取得实验室研究和工业中间试验的成功。目前正开始工业性试验。水煤浆的应用可代替原来燃油锅炉的燃料油。但目前国内外的燃油锅炉容积热负荷为200×103～400×103大卡/米3·时，一般煤粉炉约为120×103～170×103大卡/米3·时，因而普遍认为燃油锅炉改烧水煤浆后锅炉出力将下降30%～50%左右。同时改烧水煤浆后炉底沉灰，特别是平底油炉的炉底沉灰无法解决。因此，如何解决不降低或少降低锅炉出力和炉底出灰问题是水煤浆推广应用的关键。此外，燃用劣质煤的煤粉炉存在着火不稳定，燃烧效率低，经常要用油助燃，锅炉出力下降等问题。本发明就是针对上述问题提出的。经文献资料检索未发现类似的装置。
附图是水煤浆及煤粉立式前置复合燃烧装置的示意图。图中〔1〕是立式预燃室，〔2〕是前置燃烧室，〔3〕是转弯烟室，〔4〕是细灰沸腾炉或层燃炉，〔5〕是入炉旋流燃烧器，〔6〕是锅炉本体，〔7〕是空气加热器，〔8〕是一次空气入口，〔9〕是二次空气入口，〔10〕是三次空气入口，〔11〕是水煤浆及煤粉加料口，〔12〕是雾化介质入口，〔13〕是冷却水进出口，〔14〕是烟气出口，〔15〕是沸腾风，〔16〕是反吹高速稳燃射流。
本发明的要点在于立式前置复合燃烧装置具有立式预燃室，前置燃烧室，转弯烟室，细灰沸腾炉或层燃炉，在预燃室出口处可设置反吹高速稳燃射流。在本装置内可燃烬总煤浆量及煤粉量的20-50%。
采用本发明可以：（1）增大炉膛的容积，并由于本装置内基本为绝热炉壁，因而可实现高强度燃烧。在本装置中可烧去煤浆及煤粉量的20-50%，在原锅炉本体内将烧去煤浆及煤粉量的50-80%。它取于原燃油炉及煤粉炉容积热负荷，这样就可保证燃料在容积较小的炉膛内充分燃烬，达到提高锅炉出力的目的。（2）采用立式预燃室和高速反吹射流或旋流燃烧器产生稳定的强回流区及绝热炉壁的辐射，保证了水煤浆及劣质煤粉的稳定着火和燃烧。目前国内所用的煤粉预燃室都采用卧式，本装置采用立式，预燃炉内不易堆渣。（3）采用多段送风一次风量占10～20%使预燃室内减少加热空气所耗热量并处于贫氧燃烧。在预燃室出口即L/D＝1.2～1.5处送入二次风。以后在沸腾炉或层燃炉内和锅炉本体入口处分段送风。使NOX的排放量降低。（4）在转弯烟室的下方设置细灰沸腾炉或层燃炉，在前置燃烧室后烟气转弯时，使粗煤粒分离。由于转弯烟室截面扩大也可沉降部份水煤浆和煤粉颗粒，粗煤粒在沸腾炉内或层燃炉内燃烬。要求除去40%左右的灰量。细灰可随烟气排走。
立式预燃室一次风为直流或旋流型，一次风量为总风量的10～20%，风速为10米/秒左右。预燃室的长度L与直径D之比L/D＝1.2～1.5，视燃料种类的变化有所改变。炉膛截面热负荷为6×106大卡/米3时以上，在煤浆主喷嘴和煤粉燃烧器旁边装有点火用小油量喷嘴。在预燃室出口300～500毫米处装有高速反吹射流，其风速为100～200米/秒。使高温烟气回流，形成稳定点火区。二次风在预燃室出口处送入，采用旋转气流，其风量为总风量的40%左右，风速为30-40米/秒。在试验炉内预燃炉内径φ200mm，L/D＝1.4，一次风量为10～20%风速为8-10米/秒。采用山东八一煤浆和抚顺煤煤浆，其浓度为63-70%均能顺利着火和稳定燃烧，炉内温度可达1480℃，炉壁无结渣运行正常。
前置燃烧室炉体内壁涂有高温耐火层，在其外壳附近装有水冷盘管，使外壳温度不致太高。燃料基本上在绝热的高温炉膛内高强度燃烧。其炉温维持在1500℃左右。
燃烧烟气进入烟气转弯室后，在转弯的过程中分离粗煤粒进入沸腾炉或层燃炉，使粗煤粒进一步燃烬。在炉内灰分可定期排除。在其中可排除灰分的40%左右。未被分离的飞灰随烟气进入锅炉本体，大部份细灰可随烟气排出锅炉。烟气在进入锅炉本体的入口处装有三次风，以一定角度从割向送入，其风量约占20～40%，风速为30-40米/秒。其目的是使烟气充分混合，并提供燃烬所需的全部空气量，使所有煤浆或煤粉得到完全燃烬。
采用本发明的优点是：（1）对原锅炉本体改动较少，使燃油锅炉改烧水煤浆和煤粉炉改烧劣质煤后能得到相近的锅炉出力和得到较高的燃烧效率。（2）在本装置内可清除沉降灰的40%左右，可基本上解决锅炉的出灰问题。（3）由于分段送风使NOX的排放量低。（4）在预燃室内能稳定着火和燃烧。（5）可应用较低温度预热空气或用冷风。（6）由于分离了40%左右的灰分，可减轻锅炉尾部受热面的磨损。（7）煤浆加入石灰乳燃烧可有较高的脱硫效率。（8）可以强化劣质煤粉的燃烧，不用或少用助燃油，提高劣质煤粉锅炉燃烧效率。
Claims (3)
1、一种煤浆、煤粉的燃烧装置，其特征在于它具有立式预燃室[1]、前置燃烧室[2]、转弯烟室[3]、细灰沸腾炉或层燃炉[4]、入炉旋流燃烧器[5]。
2、根据权利要求1所述的燃烧装置，其特征在于在予燃室出口处设置反吹高速稳燃射流〔16〕。
3、根据权利要求1.2所述的燃烧装置，其特征在于在本装置内燃烬总煤浆及煤粉量的20-50%。
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