一種小型旋風熔融煤粉爐的制作方法

本發明涉及到燃煤工業煤粉爐，具體為小型旋風熔融煤粉爐。

背景技術：

我國現有工業鍋爐50多萬臺，其中燃煤鍋爐約占到85%，而目前中小型燃煤鍋爐普遍采用層燃方式，在燃燒過程中經常有漏煤、飛灰、排煙等損失，因而運行效率很低。同時，工業燃煤鍋爐是除電站鍋爐外的第二大煤煙型污染源，污染嚴重，很難集中處理。隨著環境問題的日益突出，政府有關部門對工業鍋爐節能減排等環保方面的要求也越來越高，鑒于我國富煤，貧油、少氣的資源特點，完全將鍋爐改造成燃油、燃氣鍋爐不太現實。因而，由于小煤粉爐高效，節能，減排的優勢，小型煤粉鍋爐的研制就顯得很有必要。目前，通過學習德國等發達國家小煤粉鍋爐的成功經驗，煤炭科學研究總院已研制出擁有自主知識產權的高效煤粉鍋爐系統，并在山西、遼寧等地進行了推廣，效果較好。

但目前推廣的小煤粉鍋爐也存在一些問題。首先，小煤粉鍋爐要求燃用高揮發分、高熱值、高灰熔點、弱粘結性、低硫低灰低水的優質煙煤，即只能燒最優質的Ⅲ類煙煤，對煤質的要求較高；同時，由于爐膛水冷度較大，導致爐膛溫度較低，燃燒較不穩定；而且，由于爐膛較小，火焰行程不夠長，沒有足夠的燃盡時間，導致飛灰含碳量和煙氣中殘存的CO量較高,從而降低小煤粉鍋爐的鍋爐效率。

因此，為了推廣使用小煤粉爐，利用其技術優點，必須通過一些結構變化及運行方式的改變來克服上述的缺點。

技術實現要素：

本發明的目的是通過燃燒和換熱結構上的分離及鍋爐運行方式的改變，來克服目前小煤粉鍋爐存在的煤質要求高，燃燒不穩定，飛灰含碳量高等問題，同時進一步嘗試降低NOx的排放，使其更加環保可靠。

本發明采用的技術方案是：小型旋風熔融煤粉爐包括葉片型旋流燃燒器，旋風熔融燃燒室，高溫煙氣引出管，燃盡室和換熱爐膛。運行時，一次風攜帶煤粉由葉片型旋流燃燒器由旋風熔融燃燒室頂部螺旋給入；旋風熔融燃燒室上部左右兩側設置有切向高溫空氣入口，高溫空氣相當于切向二次風，進入燃燒室點燃煤粉，形成高溫熔融狀態；燃燒室下部設置有出渣口，熔渣沿壁面流下由此排出。高溫煙氣引出管由燃燒室頂部居中位置引出，煤粉燃燒產生的高溫煙氣經引出管導入燃盡室，最終進入換熱爐膛，其中引出管水平段布置有切向風口，適量煙氣和空氣混合物由此噴入，一方面用于保證旋風熔融燃燒室內未燃盡的揮發分和煤粉完全燃盡，另一方面相當于煙氣再循環，也可以降低NOx的生成。

其進一步特征在于：采用葉片型旋流燃燒器與旋風筒式燃燒室的結合，極大地增強了煤粉和空氣的混合程度及煤粉的停留時間，同時，高溫空氣入口傾斜向下且角度可調（范圍為10°~80°），減少了煤粉剛進入燃燒室就從高溫煙氣引出管逃逸的的比例，同時進一步加強了擾動，燃燒更加徹底。與此同時，為了降低NOx的生成，攜帶煤粉的一次風和高溫空氣二次風加在一起的過量空氣系數保持在0.7-0.9之間，未完全燃燒成分會在高溫空氣引出管的水平段與由水平切向風口進入的空氣混合進一步燃盡。

小型旋風熔融煤粉爐高溫空氣和煤粉混合燃燒，形成液態排渣，可以降低煙氣中飛灰含量，有利于環保。

附圖說明：

圖1為本發明一種小型旋風熔融煤粉爐的示意圖;

附圖標記：1、葉片型旋流燃燒器；2、旋流葉片；3、旋風融融燃燒室；4、左高溫空氣入口；5、右高溫空氣入口；6、出渣口；7、高溫煙氣引出管；8、第一水平煙道切向入風口；9、第二水平煙道切向入風口；10、燃盡室；11、換熱爐膛

具體實施方式：

參照圖1，小型旋風熔融煤粉爐主要由葉片型旋流燃燒器1，旋風熔融燃燒室3，高溫煙氣引出管7，燃盡室10，換熱爐膛11組成。葉片型旋流燃燒器1與熔融燃燒室3頂部相連，同時燃燒室3頂部居中位置與高溫煙氣引出管7相連，燃燒室3底部為出渣口6，高溫煙氣引出管7從燃燒室3頂端引出后經一段水平段進入燃盡室10，最終進入換熱爐膛11。裝置運行時，一次風攜帶煤粉經葉片型旋流燃燒器1進入熔融燃燒室3，同時，高溫空氣（二次風）由燃燒室上端布置的兩個切向高溫煙氣入口4、5進入，引燃煤粉，形成高溫熔融燃燒。運行時保證一次風和高溫空氣（二次風）合起來的空氣過量系數在0.7-0.9范圍內，降低NOx的生成。燃燒后液態灰渣沿燃燒室壁面流下，經出渣口6排出，燃燒產生的高溫煙氣由高溫煙氣引出管7引入燃盡室10，在燃盡室10中將煙氣中可燃物充分燃盡后最終進入換熱爐膛10進行換熱，其間，高溫煙氣引出管7水平段布置的切向入風口8、9會有適量煙氣和空氣混合物噴入，從而使得高溫煙氣中由于燃燒室過量空氣系數小于1而未燃盡的可燃物在燃盡室10中進一步燃盡，并最終全部進入換熱爐膛11進行換熱。