[其他]內除塵沸騰床燃燒室

在審

• 申請號: 87104755
• 申請日: 1987-07-06
• 公開（公告）號: CN87104755A
• 公開（公告）日: 1988-03-30
• 發明（設計）人: 王懷彬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F23C11/02
• 分類號: F23C11/02
• 代理公司: 哈爾濱工業大學專利事務所
• 代理人: 黃錦陽

本發明屬于沸騰燃燒技術。

沸騰燃燒技術應用于鍋爐燃燒，是近二十幾年發展起來的一項新技術。由于沸騰床燃燒鍋爐能經濟地同時解決能源和環境保護問題，因此引起世界各工業技術國家的高度重視。許多技術問題正不斷得到圓滿解決。

中國是開發和研制沸騰床燃燒鍋爐最早的國家，目前擁有2200臺沸騰床燃燒鍋爐，其單位容量有6t/h的工業鍋爐到130t/h的電站鍋爐。由于采用的是簡單的鼓泡床，因此還有不少問題需要得到解決。其中最主要的問題有兩個：一是飛灰含碳量高，燃燒效率低。通常，飛灰含碳量達30～48%，燃燒效率為70～80%，僅有個別鍋爐燃燒效率可達95%。二是鍋爐出口灰塵排放濃度大，污染環境。通常，在鍋爐尾部裝有機械除塵器的條件下，其排塵濃度還達數百到上千克/標準立方米煙氣，造成飛灰嚴重污染環境。目前，這種簡單的鼓泡床正在被其它的燃燒方式代替。

近些年來，國外在沸騰床燃燒鍋爐技術方面的研究進展很快，提出了所謂第二代沸騰床-循環床。它與鼓泡床的主要區別是，在懸浮段之后（爐膛外）直接裝有高溫旋風分離器，利用它把從懸浮段帶出的細顆粒分離下來，并重新送回沸騰床燃燒。這樣循環燃燒，既可減少飛灰可燃物損失，提高燃燒效率，又能降低飛灰帶出量，減輕環境污染。通常，循環床的燃燒效率為92-99%，固體顆粒對環境的污染可以控制在環保指標允許的范圍內。

雖然循環床能克服鼓泡床的某些缺點，但仍存在許多不完善之處。除了本身有一些技術問題，例如物料回送問題、旋風分離器及回送料腿結焦等問題，需要進一步研究解決外，還存在著一個對鍋爐容量的限制問題。大量的技術經濟論證表明，采用循環床，只有當鍋爐容量大于68～90t/h時才合算。當鍋爐容量小于68～90t/h時，采用循環床是不經濟的。特別是，當鍋爐容量小于10t/h時，采用循環床就更不經濟。具體表現在：一、設備投資大，結構復雜。二、自用電耗高。三、由于外置旋風分離器的存在，增加了壁面的散熱損失及可能的漏風損失。四、操作系統復雜，運行管理費用高。這些問題是循環床本身所無法克服的缺點。因此，要解決這些問題，還需另辟新徑。

本發明的主要目的在于：

1、提高小容量、特別是10t/h以下的沸騰床燃燒鍋爐的經濟性及其性能。

2、實現沸騰床燃燒鍋爐節約能源，保護環境兩項指標。使小容量沸騰床燃燒鍋爐得以廣泛使用。

其任務是，在沸騰床懸浮段上安裝煙氣空氣射流內除塵裝置，使細顆粒在爐內轉向旋轉燃燒。

本發明創造的詳細內容如下：

工作原理：圖1是內除塵沸騰床燃燒室的結構示意圖。它由沸騰床部分Ⅰ（包括布風系統、給煤和除灰、冷渣機構）、內分離裝置部分Ⅱ（包括進風管、風室和噴嘴）、分離室（即懸浮段部分）和凈化煙氣出口等組成。在沸騰床懸浮段沒有分離裝置，分離裝置由進風管5，風室3和噴咀2組成，進風管5與風室3連接，噴咀2安裝在燃燒室懸浮段的室壁上，其中一端在風室3中，另一端通向燃燒室內，噴咀向下傾斜設置，向下傾斜夾角為25°-35°，噴咀水平方向上與室壁法線夾角為50°-55°。

噴咀由耐熱鑄鐵加工而成，導向長度為200-250mm，管徑為10-15mm，迎風口為流線型擴口園管，噴咀在燃燒室內設3-6層，層距S₂為300-500mm，每層2-4個，同一層內的各個噴咀成90°-180°均勻分布，各層噴咀縱向為直線分布。工作時，空氣由進風管6送入沸騰床Ⅰ，來自于鍋爐尾部的煙氣及部分空氣經管道5送入分離裝置Ⅱ。燃料由給煤機構9送入沸騰床，由于鼓風的作用便在其中沸騰燃燒。因為燃料的粒徑不同，一部分細粒被氣流帶到沸騰層上部（即懸浮段）。進入分離裝置的高壓混合氣經氣室分配后，以50-80米/秒的速度從分離室壁上均勻分布的若干噴嘴切向射入分離室，并向下強烈旋轉運動。當由沸騰層帶出的細顆粒進入旋轉氣流時，便被旋轉氣流產生的離心力甩向壁面附近，并轉向沸騰層沉降。這樣便實現了細顆粒在爐內直接分離循環，而凈化的煙氣經出口排出。