[实用新型]一种高温煤粉燃烧器冷却与余热利用的系统

说明书

本实用新型公开了一种高温煤粉燃烧器冷却与余热利用的系统，包括燃烧器和锅炉系统，所述燃烧器和燃烧器后端的炉膛分别连接锅炉系统，所述锅炉系统，包括二条运行路线，其中第一条运行路线由软化水箱通过入水管道与燃烧器连接，燃烧器再通过出蒸汽管道与除氧器连接，第二条运行路线是由炉膛顶端的锅筒通过出蒸汽管道与除氧器连接，所述第一条路线和第二条路线均通过除氧器与锅炉连接，所述软化水箱与除氧器相连接的入水管道上设有除氧泵，所述除氧器内部设有液位变送器和温度变送器。本实用新型可以为燃烧器进行高效冷却，以保证生产安全，同时还可对燃烧器冷却汽化所产生的热量进行回收利用，从而达到提高锅炉产能的目的。

技术领域

本实用新型涉及煤粉工业锅炉技术领域，尤其涉及一种高温煤粉燃烧器冷却与余热利用的系统。

背景技术

高效低NOx液排渣粉煤燃烧技术是在煤粉燃烧器内采用分区段控制、高热负荷状态下以低过量空气燃烧、旋风燃烧、煤粉气化燃烧等组合的技术路线，在燃烧过程中抑制NOx生成，最终达到低NOx排放的优异特性，同时，在煤粉燃烧器的燃烧室内实现液态渣捕集。煤粉燃烧器是该项技术的关键设备，其燃烧室工作温度通常在1500℃以上，炉衬结构工作环境异常恶劣，除了长期处于高温、强还原性气氛和高速气流的冲刷环境下以外，还受到与之直接接触的熔渣侵蚀，为实现炉衬持久而稳定地工作，较为有效的方法是采用“以渣抗渣”来缓解炉衬侵蚀问题，其核心是对燃烧器的炉衬进行有效冷却，使炉衬表面能够形成一层固态渣层，以期提高炉衬抗侵蚀能力。

大气式热力除氧器除氧器广泛应用于工业锅炉的给水除氧，其工作压力略高于大气压力，一般控制在0.02MPa(表压)，以保证逸出的气体自动排出除氧器。除氧器所需加热蒸汽由锅炉锅筒直接供给，通常将除氧器内的水加热到104℃，进行热力除氧。加热蒸汽量一般占锅炉产汽量的10％～15％，是锅炉系统的内耗工艺环节，而这导致了高品位的蒸汽浪费。

液排渣粉煤粉工业锅炉在运行时，需对燃烧器的炉衬进行有效冷却，冷却水与燃烧器金属筒壁面持续进行换热产生了大量的常压饱和蒸汽，且常压饱和蒸汽通过汽化冷却带走的热量占锅炉系统总输入热量比例较大，这些蒸汽和热量若得到合理的利用可对燃烧器稳定运行状况影响很大，且直接关乎锅炉运行的经济效益。

若将燃烧器冷却过程中所产生的低品位蒸汽用于给除氧器内的水加热热能，除氧器所需加热蒸汽不足部分才由锅炉锅筒高品位蒸汽提供，把燃烧器冷却过程和除氧器除氧过程巧妙地结合在一起，实现能量在数量上保持平衡，在质量上合理匹配，就能够很好地解决锅炉锅筒高品位蒸汽“大材小用”问题，避免燃烧器冷却汽化产生的低品位蒸汽难于利用和热量浪费等问题。同时，燃烧器汽化冷却是在常压下进行的，大气式热力除氧器与燃烧器通过水冷却夹套直接相连，使得夹套水冷却式燃烧器的受压安全性能差的技术难题迎刃而解。

现有技术中，煤粉燃烧器大多采用类似于水冷却夹套直接连接除氧器的水冷方法进行冷却，出口水温控制在95℃以下，其原理为：燃烧器外侧为双圆筒夹套空腔结构，在双圆筒夹套空腔结构内通有强制循环的冷却水，冷却水吸热带走一部分热量，冷却水与金属筒壁持续换热产生大量低品质的热水，如果企业没有合理利用冷却水热量的需求，这些热量将会散失到大气空间中，造成热污染、降低了热效率也增大了企业的成本。

若煤粉燃烧器的冷却采用常压水汽化冷却方式，将出水水温提高到沸点，该沸水不会影响燃烧器的冷却功能，也不会产生低压蒸汽。因水的比热与水的汽化潜热数值相差很大，无相变时水冷却所需要的水量远高于汽化冷却所需水量，对于同一冷却系统而言，二者相差7～8倍。汽化冷却所产生的蒸汽可以直接进入大气式热力除氧器中，除氧器中的软水和蒸汽充分混合，达到除氧器额定压力下的饱和温度，从水中分离出的空气由除氧器顶部排入大气。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高温煤粉燃烧器冷却与余热利用的系统，通过利用汽化冷却方式以保证燃烧器的生产安全，同时对冷却汽化所产生的热量还可进行回收利用，从而提高锅炉的产能问题。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：