[发明专利]一种小型旋风熔融煤粉炉

说明书

本发明涉及一种小型旋风熔融煤粉炉，属于煤粉燃烧设备领域。一种小型旋风熔融煤粉炉由叶片型旋流燃烧器、涡旋熔融燃烧室、高温烟气引出管，燃尽室和换热炉膛组成。其中叶片型旋流燃烧器作为一次风和煤粉混合入口，由外壳和旋流叶片组成，并与涡旋熔融燃烧室顶端相连；涡旋熔融燃烧室上部左右两侧各布置有一个切向倾斜向下（倾斜角度可调节）的高温空气入口，下部为出渣口；高温烟气引出管由涡旋熔融燃烧室顶部居中位置引出，并在水平段布置有两个切向的入风口，高温烟气引出管水平端部经一定扩角最终与燃尽室相连，燃尽室上部为换热炉膛，换热炉膛里布置有受热面，高温烟气在换热炉膛里进行热量交换。本发明改善了目前推行的小煤粉炉煤种适应性差，炉膛温度低，燃烧不稳定及飞灰含碳量高的问题。

技术领域

本发明涉及到燃煤工业煤粉炉，具体为小型旋风熔融煤粉炉。

背景技术

我国现有工业锅炉50多万台，其中燃煤锅炉约占到85%，而目前中小型燃煤锅炉普遍采用层燃方式，在燃烧过程中经常有漏煤、飞灰、排烟等损失，因而运行效率很低。同时，工业燃煤锅炉是除电站锅炉外的第二大煤烟型污染源，污染严重，很难集中处理。随着环境问题的日益突出，政府有关部门对工业锅炉节能减排等环保方面的要求也越来越高，鉴于我国富煤，贫油、少气的资源特点，完全将锅炉改造成燃油、燃气锅炉不太现实。因而，由于小煤粉炉高效，节能，减排的优势，小型煤粉锅炉的研制就显得很有必要。目前，通过学习德国等发达国家小煤粉锅炉的成功经验，煤炭科学研究总院已研制出拥有自主知识产权的高效煤粉锅炉系统，并在山西、辽宁等地进行了推广，效果较好。

但目前推广的小煤粉锅炉也存在一些问题。首先，小煤粉锅炉要求燃用高挥发分、高热值、高灰熔点、弱粘结性、低硫低灰低水的优质烟煤，即只能烧最优质的Ⅲ类烟煤，对煤质的要求较高；同时，由于炉膛水冷度较大，导致炉膛温度较低，燃烧较不稳定；而且，由于炉膛较小，火焰行程不够长，没有足够的燃尽时间，导致飞灰含碳量和烟气中残存的CO量较高,从而降低小煤粉锅炉的锅炉效率。

因此，为了推广使用小煤粉炉，利用其技术优点，必须通过一些结构变化及运行方式的改变来克服上述的缺点。

发明内容

本发明的目的是通过燃烧和换热结构上的分离及锅炉运行方式的改变，来克服目前小煤粉锅炉存在的煤质要求高，燃烧不稳定，飞灰含碳量高等问题，同时进一步尝试降低NOx的排放，使其更加环保可靠。

本发明采用的技术方案是：小型旋风熔融煤粉炉包括叶片型旋流燃烧器，旋风熔融燃烧室，高温烟气引出管，燃尽室和换热炉膛。运行时，一次风携带煤粉由叶片型旋流燃烧器由旋风熔融燃烧室顶部螺旋给入；旋风熔融燃烧室上部左右两侧设置有切向高温空气入口，高温空气相当于切向二次风，进入燃烧室点燃煤粉，形成高温熔融状态；燃烧室下部设置有出渣口，熔渣沿壁面流下由此排出。高温烟气引出管由燃烧室顶部居中位置引出，煤粉燃烧产生的高温烟气经引出管导入燃尽室，最终进入换热炉膛，其中引出管水平段布置有切向风口，适量烟气和空气混合物由此喷入，一方面用于保证旋风熔融燃烧室内未燃尽的挥发分和煤粉完全燃尽，另一方面相当于烟气再循环，也可以降低NOx的生成。

其进一步特征在于：采用叶片型旋流燃烧器与旋风筒式燃烧室的结合，极大地增强了煤粉和空气的混合程度及煤粉的停留时间，同时，高温空气入口倾斜向下且角度可调（范围为10°~80°），减少了煤粉刚进入燃烧室就从高温烟气引出管逃逸的的比例，同时进一步加强了扰动，燃烧更加彻底。与此同时，为了降低NOx的生成，携带煤粉的一次风和高温空气二次风加在一起的过量空气系数保持在0.7-0.9之间，未完全燃烧成分会在高温空气引出管的水平段与由水平切向风口进入的空气混合进一步燃尽。

小型旋风熔融煤粉炉高温空气和煤粉混合燃烧，形成液态排渣，可以降低烟气中飞灰含量，有利于环保。

附图说明：

图1为本发明一种小型旋风熔融煤粉炉的示意图;