[發明專利]水煤漿潔凈燃燒的有機工質鍋爐

有效

• 申請號: 201310377131.7
• 申請日: 2013-08-26
• 公開（公告）號: CN103438439A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 劉建國;劉加勛;韓向新;姜秀民
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F23C10/00
• 分類號: F23C10/00;F23C10/18
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

技術領域

本發明涉及到一種工業鍋爐，尤其涉及一種水煤漿潔凈燃燒的有機工質鍋爐。

背景技術

水煤漿是由大約70%的煤、29%的水和1%的添加劑通過物理加工得到的一種低污染、高效率、可管道輸送的煤基流體燃料。它改變了煤的傳統燃燒方式，顯示出巨大的環保與節能優勢。在我國豐富煤炭資源的保障下，水煤漿也已成為替代石油、天然氣等能源的最基礎、最經濟的潔凈能源。

有機工質鍋爐能在較低的運行壓力下，獲得較高的工作溫度，具有低壓、高溫的技術特性，與利用蒸汽加熱相比，有機工質具有加熱均勻、操作簡單、安全環保、節約能源、控溫精度高、操作壓力低等優點。因此，在現代工業生產中，有機工質已被作為傳熱介質得到廣泛的應用。

傳統的水煤漿有機工質鍋爐采用霧化燃燒方式，主要存在的問題是：

（1）高溫燃燒火焰中心溫度在1450℃以上，在小空間燃燒室中易結焦；

（2）著火條件差，燃燒不穩定；

（3）鍋爐煤種適應性差，需洗精煤制漿，運行成本高；

（4）負荷調節范圍小，低負荷時易使燃燒率低大幅降低；

（5）屬于高溫燃燒，污染物排放高；

（6）鍋爐供漿系統復雜且運行壓力高容易照成供漿泵和漿槍的磨損。

諸多問題的存在影響了清潔燃料水煤漿在有機工質爐的推廣和使用，研究開發一種水煤漿高效清潔燃燒的有機工質鍋爐對水煤漿的應用推廣和節能減排具有重大意義。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種能使水煤漿等流體燃料清潔燃燒的有機工質鍋爐。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種水煤漿潔凈燃燒的有機工質鍋爐，解決水煤漿霧化懸浮燃燒，尤其是在小空間燃燒室中易結焦、燃燒不穩定這一世界級難題。

為實現上述目的，本發明提供了一種水煤漿潔凈燃燒的有機工質鍋爐，包括布風裝置、燃燒室、旋渦分離燃盡裝置、尾部對流受熱面部件，燃燒室分為密相區和稀相區，密相區采用倒梯形結構，在密相區的回流區設置埋管；稀相區四周設置水冷壁；相區上部設置漩渦分離燃盡裝置；漩渦分離燃盡裝置后部設置尾部對流受熱面部件。

燃燒室的密相區采用倒梯臺形結構，從而在密相區內部形成流化床料與燃料顆粒的內循環運動，在密相區的回流區設置埋管形成受熱面，以吸收密相區燃料燃燒所釋放的熱量，使密相區床溫控制在850～1050℃；埋管布置在倒梯形密相區的回流區，避免了布風板上面主氣流帶著顆粒直接沖刷而造成的埋管快速磨損。

優選地，埋管設置在回流區的兩側。

優選地，埋管設置在回流區的四周。

優選地，埋管外表面焊有防磨環或防磨鰭片，以進一步減輕燃料對埋管的磨損，延長埋管的使用壽命；杜絕埋管破損后有機工質泄露進入燃燒室引起的安全事故。

優選地，水冷壁是方形螺旋盤管水冷壁，充分高效吸收高溫煙氣的輻射熱量和對流熱量，使整個燃燒室煙溫低于灰熔點，防止燃燒室與后續受熱面結焦。

優選地，漩渦分離燃盡裝置包括水冷管，所述水冷管上敷設耐火材料，漩渦分離燃盡裝置下部設有回輸通道。分離下來的水煤漿顆粒團經回輸通道滑移進入密相區，實現了燃料的循環燃燒，強化了可燃氣體與空氣的混合燃盡，克服了工業水煤漿鍋爐矮小空間內燃燒效率偏低的缺陷。

優選地，尾部對流受熱面部件為管束、省煤器或空氣預熱器之一，進一步吸收煙氣的熱量，使排煙溫度降至合理水平。

優選地，還包括水煤漿粒化器。水煤漿以顆粒團噴灑在密相區，實現高效燃燒，密相區溫度運行在850～1050℃，可有效抑制熱力型NOx的生成與排放。

優選地，水煤漿粒化器設置在稀相區前墻。

優選地，水煤漿粒化器設置在稀相區左右墻。

水煤漿粒化器設置在稀相區前墻或者左右墻，能夠適應不同的操作環境。

本發明的有益效果是：實現了水煤漿的低溫、高效潔凈燃燒，并具有負荷調節性能好、運行費用低、降低勞動強度、對水煤漿的適應性強，拓寬了制漿的煤種范圍并可降低制漿成本、在燃燒過程中直接脫硫脫硝、可對水煤漿燃燒過程實施深度經濟脫硫、減少NOx的排放、輔助配套系統簡潔可靠、節省設備投資等優點，本發明是有機工質鍋爐技術領域的一場革命，對有機工質鍋爐技術將產生深遠的影響。

以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是本發明水煤漿潔凈燃燒的有機工質鍋爐一個較佳實施例的結構示意圖。