專利名稱：一種以煤代油的燃燒工藝及設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及燃燒技術的工藝流程和系統設備，特別適用于以煤代油的技術改造。
目前，我國油田、玻璃、陶瓷等行業普遍采用石油做鍋爐和窯爐的燃料，全國這三個行業每年的燃油量近6000萬噸，燒掉石油進口量的85％左右。如用燃煤全部代替這部分燃油，經估算每年可獲得600多億人民幣的效益，還可節約進口6000萬噸石油的200億美圓外匯。
以燃煤代替燃油是資源特征的要求，是經濟效益的需要。但由于改燃煤后，鍋爐爐窯無法排出燃煤的爐渣，原煤燃燒時會造成嚴重的煤煙污染，且原煤的燃燒性能也遠低于石油的燃燒性能，所以采用原煤代替燃油是很困難的。因此在不更換新鍋爐的前提下以煤代油的可行途徑是用型煤代替燃油。
用型煤代替燃油的方法之一是用型煤制成煤氣代替燃油，經專利文獻檢索，有中國專利89103246、94225393、99248296等僅公開了有關煤氣發生爐的結構或煤氣生成技術，而對以型煤制氣替代燃油加熱鍋爐和窯爐的工藝設備未曾見到。
為使燃氣更清潔，也可以增加冷卻洗滌塔和電捕焦油器，因為鍋爐起動和煤氣發生爐起動均需二、三十分鐘的起動程序才能轉入正常運行，因此可以同步起動而省去煤氣儲罐；由煙氣熱交換器、燃用空氣鼓風機、低熱值熱煤氣柱狀長火焰燃燒器、鍋爐、和相互連接的管路、閥門組成的鍋爐燃燒系統；不考慮燃油的可能性，可以用單一煤氣燃燒器。如同時考慮燃油則用油、氣雙燃料燃燒器。
型煤或塊煤用提升裝置送至煤氣發生爐頂上的儲煤斗，再經雙鐘罩加煤機將其加入煤氣發生爐內，由煤氣發生爐自產而集于汽包內的蒸氣和由煤氣爐鼓風機鼓出的空氣混合后，從爐底送入煤氣發生爐內，在約1200攝氏度時，將型煤或塊煤氣化成出口溫度約450-550攝氏度的低熱值熱煤氣。
本發明的優點在于1.可靠性高本發明對燃油鍋爐主體不作改動，鍋爐自動控制系統采用原燃油鍋爐的控制程序及設備，只將鍋爐的油料(或天然氣)燃燒器改造為低熱值熱煤氣燃燒器或油氣雙燃料系統。并且，不存在水煤漿等燃料的煤灰排放難題，確保生產的可靠性，安全性。2.燃料成本低，來源廣本發明采用型煤(也可以用塊煤)做生產煤氣的原料，型煤價格比煤氣用塊煤價格低1/4-1/3；用型煤改性技術生產本發明用型煤，可用當地生產的任何廉價粉煤做原料，來源廣。但生產煤氣用的天然塊煤要求高，來源困難，價格也昂貴。3.熱效率高，出力不降本發明采用熱煤氣工藝，煤氣空氣雙預熱方案，并增加了煙氣熱交換器，因此在確保煤代油后鍋爐出力不降的前提下，比其他技術的熱效率提高17％。使改造后的鍋爐效率高于改造前。4.工藝簡單，投資小本方案采用低熱值熱煤氣工藝，工藝流程短，投資和煤氣成本，都大幅度降低，煤氣成本只有約0.13元/NM3。
本站采用與鍋爐燃料耗量相匹配的適于型煤或塊煤氣化的煤氣發生爐(2)，該爐為干式爐項，濕式出渣，液壓微機控制加煤，鼓風飽和溫度自動調節，爐篦出灰無極調速，爐底進風管帶止逆閥，保證設備的安全生產。水套產生壓力為294Kpa的蒸汽，存入配套汽包(3)內，可以滿足氣化用蒸汽和探火孔汽封需要。不需消耗鍋爐的蒸汽。鍋爐燃燒系統保持原鍋爐(9)本體不動，在注汽鍋爐或加熱爐(9)的尾部布置煙氣熱交換器(10)。利用煙氣余熱加熱鍋爐燃用空氣，以提高熱效率，燃油改燒低熱值熱煤氣后鍋爐熱效率仍能維持在85％左右。在煙氣熱交換器(10)后面增加了排煙風機(11)，用以克服燃用低熱值煤氣加大了煙氣量，和新添煙氣熱交換器后共同增加的煙氣阻力。燃燒器(8)改用低熱值熱煤氣套筒式或旋流式柱狀長火焰燃燒器，煤氣進口壓力約1000Pa。如需要也可以保持原有“燃油及其霧化”系統，保持鍋爐的雙燃料特色。
權利要求
權利要求1.一種以煤代油的燃燒工藝，其特征是在煤氣發生爐(2)內加入型煤后，用空氣與集于汽包(3)內的蒸氣混合為氣化劑，由煤氣爐鼓風機(4)從爐底鼓入煤氣發生爐(2)內，將型煤氣化生成450-550攝氏度的低熱值熱煤氣，低熱值熱煤氣從煤氣發生爐(2)頂部導出，并經凈化裝置凈化后，送入燃燒器(8)，而燃燒所需空氣由燃用空氣鼓風機(7)送出，經煙氣熱交換器(10)予熱至300-400攝氏度，然后與低熱值熱煤氣并流進入燃燒器(8)，而后在鍋爐(9)內燃燒加熱，其煙氣經煙氣熱交換器(10)回收余熱用于燃用空氣預熱后，再由排煙風機(11)排出。
2.按照權利要求1所述的以煤代油的設備，其特征是這些設備包括有A.主要由煤氣發生爐(2)、與煤氣發生爐(2)相連的汽包(3)、煤氣爐鼓風機(4)、凈化裝置和連接管路、閥門組成的煤氣發生站；B.主要由燃用空氣鼓風機(7)、燃燒器(8)、鍋爐(9)、以及予熱燃用空氣的煙氣熱交換器(10)、排煙風機(11)和相互連接的管路、閥門組成的鍋爐燃燒系統；
3.按照權利要求1所述的以煤代油的燃燒工藝，其特征是由煤氣發生爐(2)自產而集于汽包(3)內的蒸汽與空氣混合為混合氣化劑。
4.按照權利要求1所述的以煤代油的燃燒工藝，其特征是經凈化裝置凈化后的低熱值熱煤氣和通過煙氣熱交換器(10)用從高溫煙氣回收的余熱對燃燒用的經燃用空氣鼓風機(7)送入的空氣進行預熱，再進入燃燒器(8)混合燃燒，構成煤氣空氣雙預熱的高溫、高效、清潔燃燒系統。
5.按照權利要求1所述的以煤代油的燃燒工藝，其特征是經凈化裝置凈化后的熱煤氣與燃用空氣鼓風機(7)鼓出并經煙氣熱交換器(10)預熱的空氣，并流進入套筒式或旋流式燃燒器(8)，構成煤氣的柱狀長火焰燃燒。
6.按照權利要求1所述的以煤代油的燃燒工藝，其特征是可以用型煤或塊煤做煤氣發生爐的氣化原料。
7.按照權利要求1所述的以煤代油的燃燒工藝，其特征是由燃用空氣鼓風機(7)鼓出的常溫空氣，送入煙氣熱交換器(10)，予熱至300-400攝氏度后，再送入燃燒器(8)。
8.按照權利要求1或2所述的以煤代油的燃燒工藝及設備，其特征是鍋爐(9)可以是油田熱采注汽鍋爐或用于加熱石油和熱水的加熱爐。
9.按照權利要求1或2所述的以煤代油的燃燒工藝及設備，其特征是凈化裝置由干式旋風除塵器(6)或濕式洗滌塔和電捕焦油器組成。
全文摘要
本發明涉及燃燒技術的工藝和設備，特別適用于油田注汽鍋爐和加熱爐以煤代油的技術領域。本發明采取的主要技術措施在于在煤氣發生爐內加入型煤或塊煤氣化生成熱煤氣，經凈化后與經過預熱的空氣混合送入低熱值熱煤氣柱狀長火焰燃燒器，而在油田注汽鍋爐或加熱爐內燃燒加熱，從而實現以煤代油的技術目的。本發明可靠性高、成本低、熱效率高、工藝簡單、投資小，經濟效益顯著，適于大面積推廣應用。
文檔編號F23L7/00GK1407273SQ0212583
公開日2003年4月2日 申請日期2002年7月30日 優先權日2001年8月2日
發明者黃鐘成, 王佩蘭, 黃志剛 申請人:黃鐘成, 王佩蘭, 黃志剛