[其他]煤粉燃燒爐中一次空氣交換的方法和裝置

在審

• 申請號: 101986000004994
• 申請日: 1986-08-16
• 公開（公告）號: CN1005209B
• 公開（公告）日: 1989-09-20
• 發明（設計）人: 阿爾伯特·D·拉魯;羅格·A·克洛克;諾曼·F·史密斯
• 申請（專利權）人: 巴布科克和威爾科斯公司
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 孫蜀宗

用于粉狀燃料（如：煤）燃燒器的一次空氣交換裝置包括一次空氣和粉狀燃料混合物的供應管路。具有在供應管路內的進氣口的分離器。粉狀燃料的大約９０％通過該分離器，只有約１０％隨大約一半的一次空氣進入該分離器。這些空氣與少量燃料的混合物從分離器送至噴嘴，并在此處被輸送進燃爐的燃燒器喉部。熱空氣被噴射進由一半一次空氣與大百分比粉狀燃料組成的剩余混合物內，以便在將其噴射進燃爐燃燒之前加熱之。

本發明一般說來涉及煤粉燃燒器，特別是用于燃燒器中的一種新式和有效的一次空氣交換方法和裝置，它可產生富燃料混合物，并且具有較高的初始溫度以便改善煤粉點火狀況。

煤粉燃燒器中的一次空氣可用來預熱煤粉并改善煤粉的點火性能。這對難燃煤來說尤其重要。Dougan等人申請并轉讓給Babcock和Wilcox公司的美國4，448，135號專利，是有關一種在煤粉輸送管路的煤空氣分離裝置，該裝置將含煤粉的空氣分離成富煤流和貧煤濕流，用以改善低負載下的運行狀況。

Cooper的美國4，173，189號專利和Carver等人的美國4，381，718號專利都是涉及一種預熱助燃空氣的鍋爐系統。Trozzi的美國4，412，496號專利則是涉及一種將煤，空氣流分離成單獨的氣流的鍋爐系統。Brashears等人的美國4，492，171號專利涉及一種固態燃料燃燒器，在該燃燒器中燃燒之前先將燃料與助燃空氣混合在一起。Azuhata等人的美國4，515，094號專利涉及一種燃燒器，這種燃燒器具有一級和二級噴嘴，可將具有特殊比例的燃燒流噴進燃燒室。這些參考資料都為改進固態燃料燃燒器的工況和效率做出了努力。

然而，眾所周知，將較熱的一次空氣輸入至燃燒器可有效地改善不同燃料的點火性能，特別有利于用極難點燃、含有低揮發性物質的煤，這種煤一般至少在200°F以上才可能點燃。當采用低揮發成份的煤時，從磨煤機出來的一次空氣，通常具有約150～175°F的溫度;對于低揮發性煤來說，這一溫度可高達200°F。進一步提高溫度應該是有利的，然而這將受到限制;首先受磨煤機所得到的一次空氣的溫度的限制，其次受磨煤機機械設計的限制，一般磨煤機允許的最大出口溫度為200°F。

一種替代的辦法是采用料倉系統，該系統利用“新鮮”的一次空氣流把煤從料倉輸送到燃燒器。例如，輸送這種煤的一次空氣流的溫度可在500～600°F范圍內。這樣會大大增進揮發性極低的煤的點燃性。然而，當采用料倉系統時存在一些問題。這類系統一般是用氣力輸送將煤從磨煤機輸送到料倉，而后將空氣排出。然后，將煤從料倉輸送至燃燒器所用的空氣被加熱，而且常常比將煤粉直接從磨煤機輸送到燃燒器的同樣空氣所能達到的溫度要高。這是因為磨煤機的限制而采用旁通。然而，在現代工廠中，基本上從未使用過料倉系統，這是因為要增加開支，而且在儲存煤粉中有潛在的爆炸危險。設置空氣/煤分離設備、存儲料倉、控制器，中和設備及類似設備開支是很大的。料倉系統還存在難以計量煤的流量的缺點，由于這一原因，一次空氣交換系統比料倉系統更為可取。

改進現有系統的點火性能也是有利。用點燃性能差的難燃燃料的燃燒器，須燃燒大量的油或天然氣以維持燃料的穩定性。當這些輔助燃料的價格按熱量計比煤貴二至三倍時，就是一種既貴又不能很好利用寶貴資源的做法。因而，為改進燃燒器性能而增加費用很容易被證明是有道理的。

在傳統燃燒器中燃燒不同燃料的另一種方法是采用專門的燃爐設計。低揮發性煤和無煙煤通常是在下進料的“W”型爐中燃燒，這些爐有低耐火材料爐襯。這一安排是根據熱爐和點燃及燒完這些煤附加的滯留時間來確定的。這種爐的設計是有效的，但比傳統的墻燒式設計要貴得多。一次空氣交換式燃燒器可用于燃用相當廣范圍的難燃燃料的傳統燃爐設計。

因此，本發明的一個目的是改進煤粉的點燃性，同時避免燃燒器效能的下降。本發明的另一個目的是提供一種設計簡單、結構牢固、造價低廉的煤粉燃燒器用一次空氣交換器。本發明的進一步目標是從燃燒前的煤/空氣混合物中排除部分一次空氣，并用已知熱的空氣代替，這部分空氣量可根據燃煤的點火要求來確定。