[發明專利]垂直預熱分段低溫燃燒固定床鍋爐

有效

• 申請號: 201210439884.1
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN103791486A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 蘇壯強;陳堅;張立新;王振宇;王福山;刁曉光
• 申請（專利權）人: 國惠環保新能源有限公司;瓦房店市永寧機械廠
• 主分類號: F23B30/06
• 分類號: F23B30/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明是應用在固定床鍋爐，利用垂直預熱、分段低溫燃燒方法，將傳統固定床鍋爐的缺陷徹底改變，并提高固定床鍋爐燃燒熱效率及綜合性能的一種技術。本燃燒方式主要應用于燃煤鍋爐，也可用于生物質鍋爐、垃圾鍋爐等不同燃料鍋爐。

背景技術：

固定床鍋爐使用歷史悠久，技術十分成熟，特別是鏈條鍋爐由于其結構簡單，操作方便，故障率低，耗電少等優點得到廣泛應用。但傳統固定床鍋爐對煤種的適應性較窄，如鏈條鍋爐僅適合燃燒高熱值燃煤(揮發分太少還不好燒)，往復爐排鍋爐僅適合較低熱值燃煤，且灰分要高一些。同時傳統固定床鍋爐還有燃燒熱效率低，易結焦，爐渣中殘碳不易燒盡，能源利用率低等諸多缺陷。傳統固定床鍋爐要想進一步提高燃燒效率已很困難。

發明內容：

固定床鍋爐可以是鏈條爐排，也可以是往復爐排，將爐排片等距離固定在移動橫梁上，爐排片之間間隙均等，保證了鼓風均勻的從爐排片之間的縫隙中吹出，同時均勻的小縫隙有效地防止漏煤落入風室。橫梁由可調速電動機驅動從前至后做緩慢移動，爐排片托著煤層隨之做緩慢移動。

將煤斗的垂直下落段加長，煤層預熱段移至煤斗的垂直下落段上，垂直下落段與爐膛相鄰，材料采用耐熱鋼并盡量增大內導熱面積，保證落入爐排的燃煤上表層溫度達到400度以上，接近燃點溫度，為燃煤進入爐排即點燃創造了條件。當被預熱的煤落到爐排上，得到鼓風提供的氧氣便可立即燃燒。

將爐排從前至后分成二至四段，小鍋爐可減少段落，每段下部配獨立的風室，每個風室配獨立的鼓風機，鼓風風壓、風量可連續調節，煤層各區域均能獲得最佳風壓、風量和不同的風源。

鼓風前后共分成二至四個獨立風室，由各個獨立可調鼓風機分別供風，煤層各區域均能獲得最佳風壓、風量和不同的風源。第二風室、第三風室為主要燃燒區，兩風室風源可以不同，可采用混配風和空預器來的熱風組合，小鍋爐可減少此階段風室。

風室設計成大容量高風室，高度大于1500mm，全密封結構，設大尺寸密封門，用于檢修和除灰，底部不設除灰裝置；風室與爐排運動部件的密封，采用專用側密封和金屬絲縱密封，保證了風室的密封性能，提高了鼓風風壓；風室上部與爐排之間采用斜角隔柵式風量調節機構，布風均勻，連續可調(見本公司同時申報的另一項專利技術《大容積區域可調風量全密封均壓風室組》)。各風室風源可采用高溫風、中溫風、低溫風、混合風等，因地制宜根據實際需要連接；爐排第一風室具有干餾功能，控制供風量保持缺氧燃燒，只要干餾出可燃氣體，不要求燃盡。最后一個風室用于冷渣，鼓風采用冷風，冷風將渣中的余熱全部回收至爐膛，被預熱的空氣沿后拱和中拱進入鍋爐氣體燃燒區，與第一風室干溜出來的可燃氣燃燒，排渣溫度小于120度。

燃煤從垂直預熱到爐排各階段，燃料層最高溫度始終不超過1100攝氏度，燃燒的全過程不發生灰熔，保證了燃料層自始至終良好的通風性能，確保燃料完全燃盡。最好能控制燃燒溫度在850-1000攝氏度之間，以獲得更好的環保性能。采用干式排渣，鍋爐尾部安裝螺旋除渣機，將干渣螺旋擠出并保證鍋爐尾部密封。

本發明創造的優點：

本專利發明的垂直預熱、分段低溫燃燒技術將傳統固定床鍋爐的缺陷徹底改變，固定床鍋爐的燃燒熱效率亦大幅提高，可與流化床鍋爐燃燒熱效率相比美，而固定床鍋爐的優點都保留下來，使燃煤鍋爐的煤利用率較大幅度提高，在中國當前以燃煤為主要能源的歷史時期意義十分重大。

燃煤全程低溫燃燒，煤層最高溫度不高于1100攝氏度，煤層不會發生結焦，煤層自始至終良好的通風性能，保證了煤的完全燃盡。

爐排前部上方設置氣體燃燒區，可燃氣體來自第一風室干餾出來的氣體，氧氣來自最后一個風室為冷渣而產生的高溫風，在這個氣體燃燒區形成一個高溫區域，干餾出來的可燃氣體在此燃盡，并在這個高溫區域對剛生成的煙氣進行二次燃燒，將煙氣中的含碳飛灰燃盡，同時將煙氣中部分氮氧化物還原，可減少煙氣中氮氧化物的排放。

由于將煤的預熱移至垂直下落段，節省了爐排面積；爐排上的分段依次為干餾段、主燃段、燃盡段、冷渣段(小鍋爐可減少中間段落)。每段風室及鼓風機獨立配置，可任意調節每段的風壓與風量，也可設計不同的風源，可用經空預器預熱的高溫風，也可根據需要使用廢煙氣的混合風。由于風的選用十分靈活，燃燒工況可根據不同的煤種控制在不同的狀態，使燃燒始終處于最佳狀態，保證了鍋爐的高效、穩定燃燒。

附圖說明：

圖1為垂直預熱分段低溫燃燒固定床鍋爐的示意圖。

圖中：1、煤倉；????????13、第二風室；