[发明专利]一种燃用低挥发分、高灰分劣质煤的锅炉

说明书

技术领域

本发明属于工业煤粉锅炉技术领域，具体涉及一种燃用低挥发分、高灰分劣质煤的锅炉。

背景技术

燃煤工业锅炉作为我国社会各领域普遍采用的热工装备，近年来在装备技术、运行管理上都取得一定进步，但总体上没有改变低效、粗放的状况，分析其原因主要有燃料质量、燃烧及装备水平、污染治理及监测、运行管理等多方面的原因，但核心是燃烧和装备技术进步的问题。

煤粉燃烧技术具有燃尽率高、烟气热损失小等优点，是目前大型燃煤发电锅炉的主导燃烧技术。目前全国约有数百台在用的煤粉工业锅炉，应用于北方地区冬季供热或工业企业供热，锅炉热效率高，在配套了环保装置后，烟气可以洁净排放。

但是目前工业煤粉锅炉由于其炉膛小，水冷度大，燃烧空间有限，基本上都燃用挥发分较高、灰分较低的优质煤，不适于燃用低挥发分、高灰分劣质煤。在一些地区由于燃用低挥发分、高灰分劣质煤，出现锅炉点火困难，甚至无法点燃，炉膛燃烧不稳定，飞灰含碳量高，经常灭火、爆燃，不仅无法保证锅炉的运行经济型，而且还威胁到锅炉运行的安全。这严重的限制了煤粉工业锅炉的应用和推广。

在我国东、中部的一批老能源基地呈现出资源枯竭趋势及全国能源需求还在不断增长的情况下，我国优质煤资源越来越短缺，而且其售价也在不断攀升，为了充分利用我国的劣质煤资源，降低工业锅炉运行成本，开发燃用低挥发分、高灰分劣质煤的工业煤粉锅炉，对煤粉工业锅炉的推广具有重要的现实意义。

发明内容

本发明是为了解决燃用低挥发分、高灰分劣质煤的煤粉锅炉存在的点火和燃烧问题，而提供了一种燃用低挥发分、高灰分劣质煤的锅炉。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种燃用低挥发分、高灰分劣质煤的锅炉，包括固定在炉体前部的立式前置炉膛，立式前置炉膛由水冷壁围护而成，其中水冷壁内表面敷设耐火涂料层；所述的立式前置炉膛底部的炉膛出口与冷却室连通，其中炉膛出口的前端设有冷渣斗，下部设有渣池；所述的炉膛出口与冷却室的连接处设有凝渣管束；所述的立式前置炉膛上布置有燃烧器、燃尽风喷口、折焰角，燃尽风喷口布置于距最下层一次风口4~5米处，折焰角布置在靠近炉膛出口的位置。

进一步地，所述的立式前置炉膛为立式圆柱形或矩形结构，数量为1-4个，在安装使用时，具体前置炉膛的数量、结构视锅炉容量、锅炉房的布置、煤种特性而定，其中布置3个前置炉膛时，结构示意图如图4所示。

所述的立式前置炉膛由耐火材料构成绝热炉膛，炉膛内不布置受热面，其目的是在炉膛内形成高温火焰，保证煤粉在有限空间内燃尽，炉渣以液态形式流出炉膛底部。

所述的燃烧器为直流燃烧器，在立式前置炉膛内上部切向布置2~4组，工作时，在炉内形成向下的螺旋射流火焰，炉膛出口布置在炉膛底部与冷却室连接的位置，在距最下层一次风口4~5米处布置燃尽风喷口，在保证燃烧效率的同时减少NOx排放。

所述的燃烧器为旋流燃烧器，布置在炉膛的顶部，工作时，在炉内形成向下的旋转射流火焰，炉膛出口布置在炉膛底部与冷却室连接的位置，旋流燃烧器采用大回流区，强扩展的高旋流数的燃烧器，也采用燃料分级和燃尽风结构来保证燃烧效率的同时减少NOx排放。

所述的冷渣斗为前部高后部低的结构，且向炉膛出口倾斜10~15o，保证熔渣能顺利流入渣池，并在与冷却室连接处设置凝渣管束，使进入冷却室的烟气中不带有熔渣，保证冷却室不结渣。

所述的冷却室由水冷壁围护形成，根据立式前置炉膛的布置形式和数量设置成合适的矩形截面结构，采用合适的容积热负荷将烟气降到合理的温度进入尾部对流烟道。

所述的折焰角为环形折焰角，也可以根据火焰形状、流态设计成其他结构。

本发明在煤粉工业锅炉现有技术的基础上，在锅炉的前部设置一个或多个圆形或矩形的立式前置炉膛，炉膛可以由水冷壁内表面应敷设耐火涂料或用耐火材料构成绝热炉膛，以形成高温火焰，保证煤粉在有限空间内燃尽，炉渣以液态形式流出炉膛底部；在前置炉膛内燃烧器可以采用燃料分级的一次风口及燃尽风喷口的直流燃烧器，在上部切向布置2~4组，在炉内形成向下的螺旋射流火焰；也可以在前置炉膛前部布置采用燃料分级和燃尽风结构的旋流燃烧器，在炉内形成向下的旋转射流火焰，保证燃烧效率的同时减少NOx排放；炉膛底部设置成倾斜炉底，并布置有折焰角，使熔渣能顺利流入渣池，并在与冷却室连接处设置凝渣管束，使进入冷却室的烟气中不带有熔渣，保证冷却室不结渣。

本发明结构简单，操作方便，可有效解决低灰熔点煤粉锅炉结渣问题，保证锅炉的正常运行。

附图说明