一種固體燃料節能環保燃燒系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種固體燃料節能環保燃燒系統，包括爐膛、燃燒筒、風扇磨煤機和燃料輸送管，所述爐膛內設置隔板將爐膛分成燃燒區和吸熱區，在所述爐膛的側壁上設置最少一個所述燃燒筒，所述燃燒筒與所述爐膛連接相通；所述爐膛的上方設置一個開口與第一煙氣導入管連接，所述第一煙氣導入管與風扇磨煤機連接，所述風扇磨煤機與原煤輸入管連接，風扇磨煤機的輸出口通過燃料輸送管與所述燃燒筒連接。本實用新型具有以下有益效果：有利于煤粉能夠低氧燃燒，且能夠充分的燃燒，釋放最高熱值；有利于加速煤粉的燃燒并提高燃盡率，且有利于余熱回收；可以確保煤粉燃燒完全，同時可以減少超過40％的氮氧化物的排放。
【專利說明】
一種固體燃料節能環保燃燒系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及鍋爐燃燒技術領域，特別涉及一種提高燃燒效率，有效減少氮氧化物排放的的固體燃料節能環保燃燒系統。
【【背景技術】】
[0002]氮氧化物(nitrogen oxides)包括多種化合物，如一氧化二氮(N20)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(N02)、三氧化二氮(N203)、四氧化二氮(N204)和五氧化二氮(N205)等。除二氧化氮以外，其他氮氧化物均極不穩定，遇光、濕或熱變成二氧化氮及一氧化氮，一氧化氮又變為二氧化氮。氮氧化物都具有不同程度的毒性。
[0003]人為活動排放的NOx，大部分來自化石燃料的燃燒過程，如汽車、飛機、內燃機及工業窯爐的燃燒過程;也來自生產、使用硝酸的過程，如氮肥廠、有機中間體廠、有色及黑色金屬冶煉廠等。全世界每年由于人類活動向大氣排放的NOx超過6000萬噸。NOx對環境的損害作用極大，它既是形成酸雨的主要物質之一，也是形成大氣中光化學煙霧的重要物質和消耗03的一個重要因子。
[0004]氮氧化物可刺激肺部，使人較難抵抗感冒之類的呼吸系統疾病，呼吸系統有問題的人士如哮喘病患者，會較易受二氧化氮影響。對兒童來說，氮氧化物可能會造成肺部發育受損。研究指出長期吸入氮氧化物可能會導致肺部構造改變，但仍未可確定導致這種后果的氮氧化物含量及吸入氣體時間。
[0005]工業中主要使用還原劑(氨氣、尿素、烷烴等)與氮氧化物發生化學反應中和掉氮氧化物，工藝主要有選擇性催化還原法(SCR)和選擇性非催化還原法(SNCR)等，氨氣與氮氧化物反應后生成氮氣與水，從而達到無污染排放。但是處理工藝操作復雜，運行成本太高。
[0006]現有燃煤鏈條爐包括爐膛1、設置在爐膛I內的爐排4和安裝在爐排4上方的爐拱，在所述爐膛I外設置原煤輸送帶2和用于輸進原煤的料斗3。原煤在爐排4上點燃后，熱量在爐拱的引導下向上輸送。這樣的結構中，原煤在爐排上燃燒，燃燒溫度比較低，燃燒時間短，原煤很難燃燒完全，燃燒效率低且煙氣中氮氧化物含量高，對環境造成嚴重污染。
【【實用新型內容】】
[0007]本實用新型目的是針對上述現有技術存在的不足，提供一種燃燒效率高，有效的降低排放氮氧化物含量的固體燃料節能環保燃燒系統。
[0008]本實用新型所采用的技術方案是:一種固體燃料節能環保燃燒系統，包括爐膛、燃燒筒、風扇磨煤機和燃料輸送管，所述爐膛內設置隔板將爐膛分成燃燒區和吸熱區，在所述隔板上設置最少一個導熱通道使所述燃燒區和吸熱區相通，所述隔板為向上的弧形結構，所述導熱通道設置有兩個以上;在所述爐膛的側壁上設置最少一個所述燃燒筒，所述燃燒筒與所述爐膛連接相通;所述爐膛的上方設置一個開口與第一煙氣導入管連接，所述第一煙氣導入管與風扇磨煤機連接，所述風扇磨煤機與原煤輸入管連接，風扇磨煤機的輸出口通過燃料輸送管與所述燃燒筒連接，為燃燒筒提供燃料。
[0009]在所述爐膛互為相對的兩個側壁上分別設置有最少一個所述燃燒筒;每個所述燃燒筒與所述爐膛I的側壁連接相通。
[0010]所述燃燒筒偏向爐膛后部，在爐膛的水平切面上，所述燃燒筒的軸向與爐膛側壁表面垂直線之間的夾角為0-18°，使火焰先向后噴射，然后在原鍋爐引風機的抽吸作用下再返回來，可以延長燃燒路徑，保證燃燒更加充分，燃料能夠燃盡。所述燃燒筒17的出口向著爐膛I后方。
[0011]所述燃燒筒的燃料進口內設置導燃錐，所述導燃錐的頂角為90-120°，用于分散燃料，與助燃空氣進行均勻混合，容易著火且燃燒更加充分。
[0012]所述燃燒筒的出口內側設置環形擋塊，使出口內徑縮窄到原來的1/2-1/3，使火焰能夠回旋，燃燒更加充分。
[0013]所述燃燒筒側壁設置兩個側旋風入口，助燃氣體通過與側旋風口連接的助燃導管向燃燒筒內進行切向進風，使燃料與助燃氣體充分混合后在燃燒，燃燒形成的火焰在與環形擋塊碰撞后反彈回旋。
[0014]所述第一煙氣導入管上安裝第二混合器，所述第二混合器與第二空氣導入管連接，用于導入空氣先與高溫煙氣混合，補充部分氧氣，調節含氧量。
[0015]所述爐膛后部下方設置一個開口與第二煙氣導入管連接，所述第二煙氣導入管與混合器連接，所述混合器與空氣導入管連接，所述混合器的空氣導出口通過助燃導管與所述燃燒筒側壁連接。
[0016]在煙氣排放管上設置換熱器，助燃風機通過管道與換熱器連接，所述換熱器通過空氣導入管與混合器連接。
[0017]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:1.采用高溫煙氣與原煤混合磨制煤粉，對燃料進行充分預熱，有利于煤粉能夠低氧且充分的燃燒，釋放最高熱值;2.非常適合用于對原來工業鍋爐的節能改造，提高現有鍋爐燃燒效率;3.采用部分高溫熱煙氣與空氣混合助燃，有利于加速煤粉的燃燒并提高燃盡率，且有利于余熱回收;4.在燃燒效率高，溫度高，且是在低氧狀態下充分燃燒，可以確保煤粉燃燒完全，同時可以減少超過40%的氮氧化物的排放。
【【附圖說明】】
[0018]圖1為現有技術結構不意圖；
[0019]圖2為本實用新型一種固體燃料節能環保燃燒系統實施例1的主視結構示意圖；
[0020]圖3為本實用新型一種固體燃料節能環保燃燒系統實施例1的俯視結構示意圖；[0021 ]圖4為本實用新型一種固體燃料節能環保燃燒系統實施例2的主視結構示意圖；
[0022]圖5為本實用新型一種固體燃料節能環保燃燒系統中燃燒筒結構示意圖。
【【具體實施方式】】
[0023]以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細的描述說明。
[0024]固體燃料節能環保燃燒系統，如圖2和圖3所示，包括爐膛1、燃燒筒17、風扇磨煤機
5和燃料輸送管18。所述爐膛I側壁最少設置一個所述燃燒筒17，所述燃燒筒17與所述爐膛I連接相通。在所述爐膛I的前部上方設置一個開口與第一煙氣導入管7連接，所述第一煙氣導入管7與風扇磨煤機5連接，所述風扇磨煤機5與原煤輸入管6連接，風扇磨煤機5的輸出口通過燃料輸送管18與所述燃燒筒17連接，為燃燒筒提供燃料。所述爐膛后部下方與第二煙氣導入管12連接，所述第二煙氣導入管12與混合器15連接，所述混合器15與空氣導入管連接，所述混合器的空氣導出口通過助燃導管與所述燃燒筒17側壁連接。其中，導入的空氣與導出的熱煙氣的體積比為1-3:2，使助燃空氣具有合適的含氧量，有利于燃燒。優選的，導入的空氣與導出的熱煙氣的體積比為3:2，使燃燒更加充分。所述助燃導管16的分支管道與所述燃燒筒17的切向進風口連接，可以提高燃燒效率。在煙氣排放管上設置換熱器10，助燃風機11通過管道與換熱器10連接，所述換熱器10通過空氣導入管與混合器15連接。先將助燃空氣預熱后再輸入所述混合器15內與熱煙氣混合，混合后溫度可以為400°C。
[0025]優選的，在所述爐膛I互為相對的兩個側壁上分別設置有最少一個所述燃燒筒17;每個所述燃燒筒17與所述爐膛I的側壁連接相通。每個所述燃燒筒17分別通過煤粉輸入管18與獨立的所述風扇磨煤機5連接，所述所述風扇磨煤機5通過第一煙氣導入管7與爐膛上部連接，用于導入高溫煙氣。其中，在所述第一煙氣導入管7上安裝有第一引風機8，用于將高溫煙氣引出。其中，引用的煙氣與原煤的質量比為2; I，可以在磨制煤粉時有效的對煤粉進行干燥、預熱，提高燃盡率。所述原煤輸入管6與煤斗3連接，可以不改變現有鍋爐的管道布置，有利于對現有鍋爐系統的改造升級。
[0026]所述第一煙氣導入管7上安裝第二混合器19，所述第二混合器19與第二空氣導入管20連接，用于導入空氣先與高溫煙氣混合，補充部分氧氣，調節含氧量。優選的，引入的空氣與煙氣的體積比為2-3:2，這樣可以提供最合理的燃燒含氧量。最優選的，引入的空氣與煙氣的體積比為2.6:2，這樣可以提供最合理的燃燒含氧量，在可以提高燃燒效率的同時，有效減少排放中的氮氧化物。
[0027]其中，在爐膛I的水平切面上，所述燃燒筒17的軸向與爐膛I側壁表面垂直線之間的夾角為0-18°并偏向爐膛后部，使火焰先向后噴射，然后在原鍋爐引風機的抽吸作用下再發射回來，可以延長燃燒路徑，保證燃燒更加充分，燃料能夠燃盡。所述燃燒筒17的出口向著爐膛I后方。優選的，其中，在爐膛I的水平切面上，所述燃燒筒的軸向與爐膛側壁表面垂直線之間的夾角為5-14°。最優選的，其中，在爐膛I的水平切面上，所述燃燒筒17的軸向與爐膛I側壁表面垂直線之間的夾角為8-10°，
[0028]如圖5所示，所述燃燒筒17的燃料進口內設置導燃錐171，用于分散燃料(煤粉與煙氣和空氣的混合物)，可以使燃料與助燃空氣均勻混合，更加容易著火且燃燒更加充分。所述導燃錐的頂角為90-120°。優選的，所述導燃錐的頂角為105°，對粉氣混合物分散最為均勻。在所述燃燒筒17的出口內側設置環形擋塊172，使出口內徑縮窄到原來的1/2-1/3，使火焰能夠回旋，燃燒更加充分。每個所述燃燒筒17側壁設置兩個側旋風入口，助燃氣體通過與側旋風口連接的助燃導管16向燃燒筒17內進行切向進風，使燃料與助燃氣體充分混合后再燃燒，燃燒形成的高溫火焰在與環形擋塊碰撞后反彈回旋再進入爐膛，可以確保燃料燃燼。在每個側旋風入口的連接管上設置閥門161，用于調節進風量。
[0029]如圖4所示，所述爐膛I內設置隔板14將爐膛I分成燃燒區和吸熱區9，在所述隔板14上設置最少一個導熱通道13使所述燃燒區和吸熱區9相通。隔板14可以使進入燃燒區內的高溫燃燒火焰進行充分疊加混合并停留足夠長的時間，有利于提高燃燒溫度和使燃料燃燒更加充分。
[0030]本實用新型還可以在所述爐膛I的互為相對的兩個側壁上分別設置有兩個所述燃燒筒17，所述燃燒筒17與所述爐膛I連接相通。所述爐膛I的相對的側壁上安裝的燃燒筒17為相對兩個側壁中心線對稱設置，這樣可以使燃燒筒出來的火焰進行混合疊加，提高燃燒溫度，使燃料燃燒更加充分，同時防止火焰直接沖刷爐墻，延長爐膛使用壽命。在所述吸熱區9設置一個開口與第一煙氣導入管7連接，所述第一煙氣導入管7與風扇磨煤機5連接，所述風扇磨煤機5與原煤輸入管6連接，所述風扇磨煤機5的輸出口通過燃料輸送管18與所述燃燒筒17連接，為燃燒筒17提供燃料。其中所述第一煙氣導入管7上安裝有第一引風機8。其中，煙氣與煤粉的質量比為2:1，可以有效的對煤粉進行干燥、預熱，提高燃盡率。
[0031]所述隔板14為向上的弧形結構，所述導熱通道可以設置有兩個以上。所述導熱通道可以設置三個，呈正三角形排布。所述爐膛的側壁與所述燃燒筒連接的導入口內設置有到導燃錐，用于分散熱起源，使燃燒更加均勻充分。
[0032]所述風扇磨煤機5主要為燃煤鍋爐提供合格的煤粉，它集干燥、制粉和輸粉三大功能為一體，主要用于磨制褐煤、油頁巖與褐煤的混煤或高揮發份、高水份的煙煤。其主要由機殼、打擊輪、分尚器、軸承箱及其冷卻潤滑系統和主電機等部分組成。
[0033]原煤經過輸送帶2進入煤斗3，然后經過原煤輸入管6進入風扇磨煤機5中；由第一引風機8抽出的爐膛中的高溫煙氣經過第一煙氣導入管7在第二混合器19與空氣混合后進入風扇磨煤機5中，與原煤混合后并被碾磨成為煤粉和煙氣及空氣的混合物，經過燃料輸送管18進入燃燒筒17中點火燃燒。助燃空氣在助燃風機11的作用下進入換熱器10被加熱到100°C后進入混合器15，在混合器15中與來自第二煙氣導入管12的高溫煙氣混合，形成溫度為400 0C的均勻的混合高溫助燃氣體，再經過助燃導管16切向進入燃燒筒17中與煤粉充分混合燃燒，形成高溫低氧火焰進入爐膛I的燃燒區；再經過導熱通道13進入爐膛吸熱區9，最后經換熱器10由鍋爐原有的引風機抽出排入大氣中。
[0034]以上詳細描述了本實用新型的較佳具體實施例，應當理解，本領域的普通技術無需創造性勞動就可以根據本實用新型的構思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本實用新型構思在現有技術基礎上通過邏輯分析、推理或者根據有限的實驗可以得到的技術方案，均應該在由本權利要求書所確定的保護范圍之中。
【主權項】
1.一種固體燃料節能環保燃燒系統，包括爐膛、燃燒筒、風扇磨煤機和燃料輸送管，其特征在于:所述爐膛內設置隔板將爐膛分成燃燒區和吸熱區，在所述隔板上設置最少一個導熱通道使所述燃燒區和吸熱區相通，所述隔板為向上的弧形結構，所述導熱通道設置有兩個以上;在所述爐膛的側壁上設置最少一個所述燃燒筒，所述燃燒筒與所述爐膛連接相通;所述爐膛的上方設置一個開口與第一煙氣導入管連接，所述第一煙氣導入管與風扇磨煤機連接，所述風扇磨煤機與原煤輸入管連接，風扇磨煤機的輸出口通過燃料輸送管與所述燃燒筒連接。2.如權利要求1所述的一種固體燃料節能環保燃燒系統，其特征在于:在所述爐膛互為相對的兩個側壁上分別設置有最少一個所述燃燒筒;每個所述燃燒筒與所述爐膛的側壁連接相通。3.如權利要求2所述的一種固體燃料節能環保燃燒系統，其特征在于:所述燃燒筒偏向爐膛后部，在爐膛的水平切面上，所述燃燒筒的軸向與爐膛側壁表面垂直線之間的夾角為0-18。。4.如權利要求3所述的一種固體燃料節能環保燃燒系統，其特征在于:所述燃燒筒的燃料進口內設置導燃錐，所述導燃錐的頂角為90-120°。5.如權利要求4所述的一種固體燃料節能環保燃燒系統，其特征在于:所述燃燒筒的出口內側設置環形擋塊，使出口內徑縮窄到原來的1/2-1/3。6.如權利要求5所述的一種固體燃料節能環保燃燒系統，其特征在于:所述燃燒筒側壁設置兩個側旋風入口，助燃氣體通過與側旋風口連接的助燃導管向燃燒筒內進行切向進風。7.如權利要求2所述的一種固體燃料節能環保燃燒系統，其特征在于:所述第一煙氣導入管上安裝第二混合器，所述第二混合器與第二空氣導入管連接。8.如權利要求2所述的一種固體燃料節能環保燃燒系統，其特征在于:所述爐膛后部下方設置一個開口與第二煙氣導入管連接，所述第二煙氣導入管與混合器連接，所述混合器與空氣導入管連接，所述混合器的空氣導出口通過助燃導管與所述燃燒筒側壁連接。9.如權利要求8所述的一種固體燃料節能環保燃燒系統，其特征在于:在煙氣排放管上設置換熱器，助燃風機通過管道與換熱器連接，所述換熱器通過空氣導入管與混合器連接。
【文檔編號】F23C7/06GK205480959SQ201620112321
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月3日
【發明人】劉文婧
【申請人】劉文婧