專利名稱：循環固定床分相燃燒技術的制作方法
技術領域：
本發明涉及固定床燃煤鍋爐，具體地說是一種濕煤粒循環固定床燃煤鍋爐的分相燃燒操作方法及其專用層燃鍋爐。
背景技術：
固定床燃燒是一項十分古老的燃燒技術，近年來隨著科技進步，特別是對自動化操作及規模上做了許多改進，但基本燃燒方式沒有大的改變。目前，固定床用的最多的是鏈條爐。鏈條爐受固定床燃燒方式的限制，熱效率一般在70％～85％之間，燃煤熱值要達到4500大卡以上，而且一般在爐內較難實現脫硫。由于受鏈條制造技術的影響，大于100T/h的鏈條爐存在著制造困難(有報道目前市場上最大為120T/h)。因此，對固定床鍋爐而言，提高熱效率，降低燃燒熱值，實現爐內脫硫，增大鍋爐容量，都是當前富有十分重要現實意義的課題。
發明內容
本發明的目的在于提供一種固定床燃煤鍋爐新的燃燒方法及其專用層燃鍋爐。新的燃燒方法是一種分相燃燒技術，先對煤進行干熘，將可燃氣體分離出來，送入氣體燃燒區進行氣相燃燒，其余固態部分在爐排上固定燃燒；整個燃燒過程控制在低溫燃燒范圍，煤層溫度不超過950℃，這個溫度區間具有極佳的脫硫、脫硝性能，而煙氣進入氣體燃燒區進行二次燃燒，也增強了爐內脫硫、脫硝作用，減少了煙氣中的二氧化硫、氮氧化合物含量以及飛灰含碳量，這一溫度不產生其它危害性產物，所以這一燃燒溫度區間被稱之為潔凈燃燒溫度區，這種燃燒技術可以用來處理城市污泥、生活垃圾及部分工業垃圾等廢棄物；采用本發明可提高鍋爐熱效率3～10％；燃料使用范圍也很寬，從2000多大卡到6000多大卡都可使用，無需改變鍋爐結構。因為是低溫燃燒的爐渣，沒有灰熔點以上的焦渣，灰渣十分疏松，可作建材、工業材料、農業復合肥等。
為實現上述目的，本發明采用的技術方案為循環固定床分相燃燒技術采用直徑15～50mm濕煤粒或普通煤粒入爐，煤粒進入由往復爐排組成的預熱區，在爐排下部設有一個抽風機，將爐膛前部的熱煙氣經煤層抽出，此時是對煤的干熘，產生水煤氣，將水煤氣送入氣體燃燒區，同時對煤進行預熱，使煤層溫度達300～500℃(接近引燃值)；經預熱后的煤，送入鏈條爐排的前部主燃區，前部主燃區的鼓風由新風和尾部煙氣混合組成，改變煙氣與新風的比例，控制燃燒煤層溫度在850～950℃；鏈條中部的燃盡區鼓入新風，將未燃燒完的煤徹底燃盡；在鏈條后部的冷渣區通入冷空氣，控制出渣溫度在60～200℃之間。
在上拱出口上端設有一個氣體燃燒區，煙氣、可燃氣體、尾部加熱后的熱空氣在這一區域完成氣相燃燒，也是煙氣的二次燃燒。二次燃燒后的煙氣，經三次、四次燃盡風助燃，將可燃氣體徹底燃盡。
所述固定床燃煤鍋爐為雙爐排鍋爐，前部是往復爐排(或鏈條爐排)后部是鏈條爐排，其后部鏈輪為驅動輪；如鍋爐較大，也可改成前后雙驅動鏈輪，即前鏈輪也為驅動輪。
所述直徑15～50mm的型煤粒是濕煤粒或普通煤粒；而濕煤粒中水的含量通常為20～40％。
所述層燃鍋爐由落煤斗、雙爐排、拱墻、爐膛、汽包、水冷壁、煙道、鼓風機等組成，在煙道上設置有煙氣回流風道，分別經混配器連接至鏈條爐排前部下方，所述混配器的進氣口分別與新風及煙氣相連；在鏈條爐排中、后部的下方設置有通入空氣或富氧空氣的送風管路。
本發明具有如下優點1、將原煤篩分，顆粒大于15mm的直接送入鍋爐，小于15mm的加水拌勻后造粒，制成15～50mm型煤后入爐，大大地改善了燃料層的通風性能，使得燃料層可大幅的加高，提高了單位爐排的燃料量。
2、燃煤經過預熱區，在進入爐排主燃區前，煤層溫度已接近引燃值，大大提前了引燃位置；建立爐內循環風，將尾部煙氣回送，爐內循環風量加大，配以合適的受熱面，控制燃燒煤層溫度在850～950℃；由于燃燒溫度≤950℃，可實現爐內脫硫，不僅簡化了脫硫技術，降低了脫硫成本，而且極大地提高了脫硫效果。
3、配方的調整，可產生不同量的粒內孔隙，生成蜂窩狀爐渣，進一步改善煤粒內通風性，保證了粒內碳的徹底燃燒，得到殘碳極少的蜂窩狀爐渣，爐渣含碳量可小于3％。
4、采用分相燃燒，在預熱區生成可燃氣，可燃氣送入氣體燃燒區做氣相燃燒，在爐排上完成固相燃燒。
5、爐渣經冷風冷卻降溫變成低溫爐渣，由于控制燃燒不超過950℃，未超過灰熔點溫度，不會形成焦渣，無需打渣設備；出渣溫度低于200℃，后部鏈輪可改成主動輪，上爐排變成拉力，改善了爐排運行狀態，并且前后鏈輪都可加驅動，減少阻力，為增加鏈條長度創造了條件。
6.將煤層分為預熱區、還原燃燒區、富氧燃燒區、空氣預熱區、冷渣區；由于通風改善、起燃區提前，因此燃料厚度可大大增加，這樣就為燃燒低熱值煤創造了條件。同時，可增加鍋爐容量；因煤粒中含有20％~40％左右的水分，水分受熱汽化與煤中揮發份混合形成水煤氣，進入氣體燃燒區燃燒，將爐膛高溫區上移，同時降低爐床溫度；冷空氣從后部風室經爐渣預熱進入爐膛與水煤氣相遇形成高溫燃燒區。
7.本發明適用于固定床燃煤鍋爐，特別適用于鏈條鍋爐，熱源生產企業、熱電聯產企業皆可采用此技術。此技術可擴大煤種使用范圍，能燃燒3000卡/kg的低熱值煤及一定的工業廢液及城市廢棄物等。可提高鍋爐熱效率3～10％；并可實現爐內部分脫硫，脫硝，減少煙氣中的二氧化硫、氮氧化合物含量以及飛灰含碳量，同時改變了灰渣成分，使其可生產新型工業、農業產品。本技術用全新的層燃爐燃燒方式，不僅提高了熱效率、改善了環境，而且實現了資源綜合利用，對建設循環經濟社會有十分重要的意義。
據調查了解，國內、國外尚無此技術應用。此技術可在全國及世界范圍內推廣應用，適用于各種型號的鏈條鍋爐，它既能擴大煤種的使用范圍，還可燃燒一定的工業廢液及城市廢棄物等，具有很高的經濟效益和社會效益，而且還具有十分重要的環保功能，其開發及應用前景十分廣闊。
圖1為本循環固定床分相燃燒技術原理示意圖；圖中1、汽包； 11、鏈條爐排；2、爐膛； 12、主燃區；3、四次風； 13、主進風機；4、三次風； 14、燃盡區；5、二次風； 15、冷渣區；6、煤斗； 16、冷風機；
7、氣體燃燒區；17、煙氣抽風機；8、往復爐排； 18、后鏈輪；9、可燃氣抽風機； 19、煙囪；10、前鏈輪； 20、上拱。
具體實施例方式本發明技術的燃料是采用濕煤粒，將原煤制成直徑15～50mm濕煤粒入爐，煤粒進入由往復爐排組成的預熱區。
本發明設計為雙爐排鍋爐，前部是往復爐排8，后部是鏈條爐排11；前部往復爐排采用底部抽風，將抽風送入上部氣體燃燒區，后部鏈條爐排采用底部鼓風，鼓風混有回送的尾部煙氣，控制煤層溫度；燃盡的爐渣經冷風冷卻至200℃排出。
通過上拱20上端的氣體燃燒區7，將煙氣、可燃氣體、尾部加熱后的熱空氣進行氣相燃燒，也是煙氣的二次燃燒，二次燃燒后的煙氣，經三次、四次燃盡風助燃，可燃氣體徹底燃盡。
權利要求
1.循環固定床分相燃燒技術，其特征在于采用直徑15～50mm濕煤粒或普通煤粒入爐，煤粒首先進入預熱區，預熱區采用往復爐排(或鏈條等其他形式爐排)，在爐排下部裝有抽風機，將爐膛前部的高溫煙氣(900℃以上)自上而下穿過煤層從下部抽出，送入上部的氣體燃燒區；預熱區使煤層溫度達300～500℃，煤層進入鏈條爐排的前部主燃區，前部主燃區的鼓風采用尾部煙氣和新風的混合風，控制煤層燃燒溫度在850～950℃；在鏈條爐排的中部燃盡區，鼓風采用預熱后的新風(或未預熱的新風)保證煤層燃盡；在鏈條爐排的后部冷渣區，通入冷空氣，為爐渣散熱，控制出渣溫度在60～200℃左右；后部冷空氣經過冷渣區后變為熱空氣，熱空氣經上拱送入前部爐膛氣體燃燒區，與預熱區抽出的可燃氣體混合燃燒；燃燒后的煙氣經二次風、三次風、四次風助燃，使煙氣中的可燃物徹底燃盡。
2.按照權利要求1所述循環固定床分相燃燒技術，其特征在于所述直徑15～50mm的型煤粒是濕煤粒或普通煤粒；如是濕煤粒，煤粒中水的含量為20～40％。
3.按照權利要求1所述循環固定床分相燃燒技術，其特征在于所述固定床燃煤鍋爐預熱區為往復爐排(或其他爐排)，燃燒區為鏈條爐排。
4.按照權利要求3所述固定床燃煤鍋爐的爐排形式，其特征在于所述往復爐排獨立驅動，鏈條爐排的后鏈輪為驅動輪。
5.按照權利要求3所述爐排形式中的鏈條爐排，其特征在于所述鏈條爐排的前鏈輪也為驅動輪，鏈條爐排為雙驅動。
6.按照權利要求1所述循環固定床分相燃燒技術，其特征在于在鍋爐預熱區采用抽風方式，所抽的可燃氣體送入氣體燃燒區燃燒，同時煤被預熱至300～500℃。
7.按照權利要求1所述循環固定床分相燃燒技術，其特征在于在鍋爐主燃區的下部通入由空氣和尾部煙氣組成的混合風，改變混合風的比例控制主燃區的燃燒溫度在850～950℃之間。
8.按照權利要求1所述循環固定床分相燃燒技術，其特征在于在鍋爐燃盡區的下部通入空氣或富氧空氣，保證煤層燃盡。
9.按照權利要求1所述循環固定床分相燃燒技術，其特征在于在鍋爐冷渣區的下部通入冷空氣，將爐渣降溫至60～200℃左右。同時將冷空氣加熱，送入氣體燃燒區。
10.按照權利要求1所述循環固定床分相燃燒技術，其特征在于在上拱出口上端設有一個氣體燃燒區，由預熱區抽出的可燃氣體與上拱送來的熱空氣混合燃燒形成一個高溫燃燒區，將未完全燃燒物在此區域燃盡。
11.按照權利要求1所述循環固定床分相燃燒技術，其特征在于在爐膛縱向錯列相對排布二次風、三次風、四次風，將煙氣橫向旋轉起來，增加了煙氣在爐膛的停留時間，同時將未燃盡的可燃物徹底燃盡。
12.一種應用權利要求1所述燃燒技術的層燃鍋爐，包括落煤斗、爐排、爐膛、氣體燃燒區、水冷壁、煙道、鼓風機、抽風機、引風機，其特征在于在預熱區抽風形成對煤的干熘，產生水煤氣，送入氣體燃燒區；在煙道上設有煙氣回送風道，回送至主燃區，控制主燃區的燃燒溫度。
全文摘要
本發明涉及一種固定床燃煤鍋爐的燃燒操作方法及其專用鍋爐，即采用直徑15～50mm煤粒入爐，煤粒進入預熱區，采用高溫煙氣預熱，使煤層溫度達300～500℃，然后進入鍋爐主燃區，主燃區的鼓風由新風與尾部煙氣混合構成，新風與煙氣的混合比控制煤層燃燒溫度在850～950℃，在鍋爐靠近出渣口側的進風口處通入冷空氣，控制出渣溫度60～200℃；本發明特別適用于鏈條鍋爐，能燃燒2000卡/kg至6000卡/kg原煤，可燃燒一定的工業廢液及城市廢棄物等，提高熱效率3～10％，實現爐內部分脫硫、脫硝，減少煙氣中的二氧化硫、氮氧化合物含量以及飛灰含碳量，同時改變了灰渣狀態，可生產新型工業、農業產品。
文檔編號F23B90/04GK1945116SQ20061004762
公開日2007年4月11日 申請日期2006年9月5日 優先權日2006年9月5日
發明者蘇壯強 申請人:汕頭市聯美投資(集團)有限公司