[發明專利]多重燒咀煤粉燃燒裝置

無效

• 申請號: 201210000106.2
• 申請日: 2012-01-04
• 公開（公告）號: CN103196137A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 劉柏謙
• 申請（專利權）人: 劉柏謙
• 主分類號: F23D1/00
• 分類號: F23D1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明提出了一種可以燃燒不同煤質煤粉的燃燒裝置，適合于工業生產用鍋爐、供暖鍋爐等領域，特別是鍋爐負荷變化較大的工業生產和供暖過程。在鍋爐受熱面不變條件下，實現中小型煤粉鍋爐的變負荷運行。?

背景技術

中國能源結構中有70％左右的份額是煤炭，煤炭主要是燃燒利用，其中差不多一半左右用于鍋爐。中國擁有50～60萬臺工業鍋爐，這些鍋爐除強制改燒天然氣以外幾乎都是燃煤鍋爐，每年煤炭消耗量超過4億噸。燃煤鍋爐中，容量在20t/h以下的約占80％，平均容量約為4t/h以上，且絕大部分為傳統鏈條爐排鍋爐和固定爐箅手燒爐，鍋爐效率不高，通常在60％左右。后者鍋爐運行的電耗高，鍋爐排放的粉塵對環境的影響大。?

煤顆粒燃燒受到一些因素的制約，如溫度、氧氣供給、燃料濃度以及其他物理條件。另外，顆粒尺寸、混合條件等也決定著煤顆粒的燃盡效果。?

層燃鍋爐燃用數十毫米尺寸的顆粒，以層狀方式在爐排上燃燒。這種燃燒方式的缺點表現在：1.顆粒燃盡時間相差較大而爐排運轉速度固定。2.層狀燃燒的透氣性不均勻，即使可以采用輔助的分層手段，細顆粒對燃燒空氣的阻力也構成對燃燒過程的巨大妨礙。3.對操作技術依賴較大。操作人員的熟練程度直接影響燃燒效果。?

從燃燒學角度看，煤顆粒燃盡時間正比于煤顆粒尺寸的平方，燃燒細的煤顆粒需要的燃盡時間短。另一方面，燃燒需要及時供應燃燒需要的氧氣，這在煤粉鍋爐上通過二次風來實現。除了及時供氧外，所供的氧氣還需要與煤粉良好混合。這些燃燒過程在煤粉鍋爐上已經得到了較好的實現。?

煤粉燃燒有一個重要的缺陷，煤粉制備的電耗太高。火力發電廠使用的中速磨的磨煤電耗高達6～9kWh/t，球磨機電耗是中速磨的1.5～2倍。而小型工業鍋爐不可能得到這一等級的磨煤電耗，除非一些工業鍋爐聯合使用中速磨制粉，采用管道輸送或罐車輸送供粉。一旦采用集中制粉，按鍋爐配送的運營方式，工業鍋爐燃燒煤粉就可以克服制粉電耗高的缺點，達到與火電廠相同的制粉運行成本。?

這樣，工業鍋爐燃燒煤粉，提高燃燒效率和鍋爐效率就獲得了經濟運行的渠道。如果一些鍋爐房不具備集中送粉條件，可以采用小型多級風扇磨，雖然電耗仍然偏高，但由于鍋爐效率提高的經濟效益遠高于磨煤電耗的消耗，經濟效益仍然是可觀的。?

煤粉在工業鍋爐上使用已有多年歷史。早期的應用是在層燃鍋爐上作為獨立燃燒系統出現。即層狀燃燒系統不變，在爐膛中噴入煤粉，強化爐膛中出現的燃燒和傳熱過程，獲得了很好的技術效果。但由于每臺鍋爐配備一臺磨煤機，磨煤機電耗“吃掉”了很大一部分節能效果。?

煤粉工業鍋爐研究的專利申請和授予情況比較簡單，雖然上世紀有過一些專利(如李春甫提出的適用各種工業、民用鍋爐的鍋爐煤粉燃燒器(申請號95111916.8))，但很多專利在實施過程中顯示出的缺陷導致煤粉在工業鍋爐上的應用止步不前。2005年之前不論文獻還是專利，工業鍋爐燃燒煤粉都鮮有報道。2005年起，煤炭科學研究總院圍繞煤粉工業鍋爐獲得了10項左右專利，至少有三種爐型獲得了專利(200520002170.X一種臥式工業煤粉鍋爐，200920108895.5一種雙爐膽臥式工業煤粉鍋爐和200920108897.4一種雙鍋殼臥式工業煤粉鍋爐)，相關專利涉及到自動控制系統、除塵系統和供油系統等。文獻表明，煤炭科學研究總院的煤粉燃燒技術具有良好的燃燒效果，燃燒效率和鍋爐效率等具體指標都十分優秀，試驗裝置中的燃燒溫度不超過1200℃(冀飛，紀任山，何海軍，王乃繼，工業煤粉鍋爐煤種適應性的燃燒試驗研究)，燃燒裝置也進行過細致的計算機優化(紀任山，煤粉工業鍋爐燃燒的數值模擬，第34卷第12期煤炭學報，2009)，而且已經形成系列化產品(何海軍，紀任山，王乃繼，高效煤粉工業鍋爐系統的研發與應用，煤炭科學技術第37卷第11期，2009年)。但相關文獻也反映出，煤炭科學研究總院開發的煤粉工業鍋爐有“挑食”的毛病。即只能“吃細糧”燒好煤。如何海軍(2009)給出的例子，煤粉鍋爐燃燒的是26359kJ/kg(6295kcal/kg)熱值的煤，1kg這樣的原煤相當于0.9kg標準煤。這就使煤粉工業鍋爐?的應用受到極大限制。優質煤產區的用戶(25.12MJ/kg或6000kcal/kg，郭德生，王楠，史培甫，新型高效小煤粉鍋爐系統節能減排功效突出，節能2010年)和接受遠距離煤粉配送的用戶對這項技術是歡迎的。?