一种水煤气产烧一体化燃烧方法及其燃烧设备技术

本发明专利技术涉及一种水煤气产烧一体化燃烧方法及其燃烧设备，主要应用在锅炉上，燃烧方法包括(S1)将兰碳在锅炉炉膛中覆盖有炉拱的炉排的主燃区内点燃，使主燃区的温度上升到1100度以上；(S2)向主燃区通入足量的空气及饱和水蒸汽，使兰碳与空气及饱和水蒸汽在主燃区发生反应产生水煤气并燃烧；随着主燃区的兰碳和水煤气的燃烧速度的加快，向主燃区逐渐加大空气和饱和蒸汽的进给量，加快水煤气的产生和燃烧速度，从而达到使水煤气即产即燃的效果；主燃区的水煤气燃烧后产生的高温火焰和未燃尽的高温烟气从炉拱的拱口进入炉膛内，并在二次风的配合下在炉膛内进一步燃尽。采用本发明专利技术的燃烧方法及燃烧设备，热效率高、安全环保、运行维修费用低。

Integrated combustion method for producing water gas and burning equipment thereof

The invention relates to an integrated combustion method of water gas production and burning and its combustion equipment, which is mainly applied to the boiler. The combustion method includes (S1) to ignite the blue carbon in the main combustion zone covering the furnace arch in the boiler furnace to increase the temperature of the main combustion zone to more than 1100 degrees; (S2) a full amount of air and saturated water are passed into the main combustion zone. Steam, which causes the reaction of blue carbon to air and saturated steam in the main combustion zone to produce water gas and burn, and as the speed of burning of carbon and water gas in the main combustion zone is accelerated, the feed of air and saturated steam is gradually increased to the main burning area, and the production of water gas and the speed of combustion are accelerated so that water gas is produced and burned. The high temperature flame and the unburned high temperature smoke from the burning area of the main combustion zone enter the furnace from the arch of the furnace arch, and further burn out in the furnace under the combination of the two wind. The combustion method and the combustion device of the invention have high thermal efficiency, safety and environmental protection, and low maintenance cost.

【技术实现步骤摘要】
一种水煤气产烧一体化燃烧方法及其燃烧设备
本专利技术属于锅炉
，具体涉及一种水煤气产烧一体化燃烧方法及其燃烧设备。
技术介绍
我国是富煤少油少气的国家，由于环保的要求，在全国的大部地区已经禁止燃煤，全国范围内的锅炉用户很多都被要求改为燃油燃气锅炉，这样生产企业的生产成本较燃煤锅炉提高4倍不止。其实锅炉烟气排放超标与燃料(油、气、煤)并没有直接关系，而是与燃烧设备和烟气处理设备有直接的关系。例如黑烟与燃料是否燃尽与燃烧设备有关；烟气中的二氧化硫排放、燃料含硫量与脱硫设备有关；烟气中的氮氧化物排放与燃烧温度、控制氮氧化物生成和脱硝设备有关；烟气中的粉尘与锅炉的结构和除尘设备有关，等等。要想排放达标，降低排放的费用，首先就要从燃烧这一源头控制，那么就要有好的洁净燃烧技术。现有燃煤锅炉的燃烧系统都存在结构上的不足，燃烧也是直燃式的，炉膛温度低导致燃料不完全燃烧，对环境造成很大的污染，同时由于燃烧不完全也造成很大的能源浪费。这样就有一个突出的问题摆在我们面前，要想源头控制烟气排放，首先就要有一种成熟的、应用广泛的、高效的洁净燃烧技术及相应的设备，来解决燃煤的环保和节能问题，而且设备要运行安全可靠、维修率低。传统锅炉的燃烧系统所存在的不足：(一)链条炉排锅炉和往复炉排锅炉的缺点：1、由于运动的炉排风室密封不好，各个风室窜风，且炉排两侧与侧立板之间有间隙，使炉排两侧进风量比炉排中间进风量要大，炉排布风不均匀，使燃烧不均匀、燃烧不完全、灰渣含碳量高、锅炉热效率低、烟囱冒黑烟、运行成本高。2、炉排维修率高。(二)煤粉锅炉缺点：1、煤粉成本高，煤粉由制粉厂集中磨制、统一供应，煤粉的价格达到1吨1000元以上，燃料成本很高。2、对操作技术要求高，操作不当会引起炉膛内爆和外爆及煤粉燃烧效率降低，有安全隐患。3、炉内温度高易结焦，且易产生氮氧化物，所以必须低温燃烧，导致燃烧不完全。4、燃烧后产生大量的飞灰，需要用采购成本和维护成本很高的布袋除尘器收集飞灰，从而增大引风机的功率，增加电耗量。5、对煤的品质要求很高。6、锅炉负荷调节范围低，负荷调节在70％-100％之间。7、飞灰严重，燃烧温度控制不好，易在受热面管上挂渣、腐蚀受热面。8、设备投资费用高。(三)循环流化床锅炉的缺点：1、设备及锅炉房投资费用高。2、布风板维修率高。3、旋风分离装置维修率高。4、由于布风板阻力和煤层阻力，增加鼓风机功率，耗电量增加。5、不能高温燃烧，高温燃烧存在烧坏布风板和炉膛挂焦，导致锅炉不能正常运行。6、燃烧后产生大量的飞灰，需要用采购成本和维护成本很高的布袋除尘器收集飞灰，从而增大引风机的功率，增加电耗量。7、只能烧劣质煤。(四)燃油燃气锅炉特点：1、燃料费用高。2、烟气中的氮氧化物排量高，需要用专用设备脱掉烟气中的氮氧化物，采购设备费用和使用费用很高。(五)水煤气锅炉的特点：水煤气是一种高热值清洁燃料。传统水煤气锅炉是在煤气发生炉内通过五步法产生水煤气，工艺复杂，且需要通过管线输送到换热设备进行燃烧、换热。传统煤气锅炉水煤气生产用的原料为煤和水蒸气，在煤气发生炉内生产水煤气。原理化学方程式从反应方程式可以看出，碳与水产生水煤气是在高温下的化学反应。传统水煤气锅炉存在以下缺点：1、工艺复杂、危险系数大，易爆燃。2、不节能，热效率低，原因是水煤气在产气过程和输送过程中消耗热能。3、设施复杂，“炉”和“锅”分离，占地面积大。4、煤气输送管道易被煤焦油堵塞，煤焦油的成分比较复杂，煤焦油燃烧产生苯并芘、炭黑、硫化物、蒽等污染物极其严重。总结以上各种锅炉燃烧设备的不足之处，有必要设计出既能洁净燃烧又能保证锅炉出力、锅炉运行成本低、基本无维修率、操作简便、运行稳定、安全可靠、锅炉房造价低的水煤气产烧一体化燃烧技术和相关设备。
技术实现思路
针对现有燃烧技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种水煤气产烧一体化的燃烧方法和实现这种燃烧方法的燃烧设备。该方法和设备能够实现水煤气的即产即燃，燃烧充分，不产生黑烟，燃烧效率高，灰渣含碳量低，提高锅炉热效率，设备维修率低，运行费用低，设备运行安全可靠。为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是一种水煤气产烧一体化燃烧方法，包括如下步骤：(S1)将兰碳在锅炉炉膛中覆盖有炉拱的炉排的主燃区内点燃，使所述主燃区的温度上升到1100度以上；(S2)向所述主燃区通入足量的空气及饱和水蒸汽，使所述兰碳与所述空气及所述饱和水蒸汽在所述主燃区发生反应产生水煤气并燃烧；随着所述主燃区的所述兰碳和所述水煤气的燃烧速度的加快，向所述主燃区逐渐加大所述空气和所述饱和蒸汽的进给量，加快所述水煤气的产生和燃烧速度，从而达到使所述水煤气即产即燃的效果；所述主燃区的所述水煤气燃烧后产生的高温火焰和未燃尽的高温烟气从所述炉拱的拱口进入炉膛内，并在二次风的配合下在所述炉膛内进一步燃尽。进一步，还包括步骤(S3)，在所述炉膛内燃尽后的高温烟气进入锅炉的锅的部分用于换热。更进一步，在所述步骤(S2)中还包括，对所述炉排的所述主燃区和其它区域的进风量进行单独调整，避免所述炉排其他区域的所述进风影响所述主燃区的燃烧和温度。为达到以上目的，本专利技术还公开了一种用于以上的燃烧方法的水煤气产烧一体化燃烧设备，包括设置在底座上、内部的炉膛中设有炉拱的燃烧室，设置在所述燃烧室内、所述炉拱下方的设有主燃区的炉排，设置在所述燃烧室外与所述炉排一端相连的存放兰碳的料仓，连接在所述料仓上的用于向所述炉排上推送所述兰碳的燃料推送装置，设置在所述炉排下方的若干独立风室，其特征是：所述独立风室各自与所述炉排密封连接，所述燃烧室的前墙、炉顶内部以及所述炉拱内部设有冷却水管，所述炉排下方设有水蒸汽管；所述独立风室用于向所述炉排上的所述燃烧室供给空气；所述水蒸汽管用于向所述炉排上的所述主燃区供给生成水煤气所需的饱和水蒸汽。进一步，所述炉排为固定式的水冷炉排，依次分为预热区、主燃区、烤渣区，下方分别对应密封连接第一独立风室、第二独立风室、第三独立风室，每个独立风室的进风量均能够单独调整。更进一步，所述水蒸汽管设置在所述第二独立风室内。进一步，所述炉拱覆盖在所述主燃区上方，采用耐1700度高温的耐火材料制作，所述炉拱一端与所述燃烧室的炉膛共同构成拱口，所述拱口的面积能够保证由所述炉排的主燃区和所述炉拱构成的燃烧空间为微负压的状态，所述微负压的状态既能保证所述炉拱下方的所述主燃区能够聚集所述水煤气产生和燃烧所需要的温度，又能保证所述主燃区的所述水煤气燃烧产生的高温火焰和高温烟气从所述主燃区顺利流出并进入所述炉膛内。进一步，所述燃料推送装置包括设置在所述料仓下的托板，设置在所述托板上的带有液压缸的推料板、连接所述液压缸的液压站，所述液压缸能够推动所述推料板将所述料仓中的所述兰碳推至所述炉排上。进一步，所述燃烧室上设有能够向所述燃烧室的所述炉膛内输入二次风的二次进风口，所述二次风用于同从所述拱口流入所述炉膛内的所述高温火焰和所述高温烟气混合在所述炉膛内得到充分燃烧。更进一步，所述二次进风口设置在所述燃烧室的所述炉顶上。本专利技术的有益效果有以下几点：1.由于炉膛温度高，所以燃烧效率高，没有黑烟，灰渣含碳量低4％-5％，不但从源头控制了污染元素的产生，而且也提高了使用本专利技术所提供的燃烧设备的锅炉的热效率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水煤气产烧一体化燃烧方法，包括如下步骤：(S1)将兰碳在锅炉炉膛中覆盖有炉拱的炉排的主燃区内点燃，使所述主燃区的温度上升到1100度以上；(S2)向所述主燃区通入足量的空气及饱和水蒸汽，使所述兰碳与所述空气及所述饱和水蒸汽在所述主燃区发生反应产生水煤气并燃烧；随着所述主燃区的所述兰碳和所述水煤气的燃烧速度的加快，向所述主燃区逐渐加大所述空气和所述饱和蒸汽的进给量，加快所述水煤气的产生和燃烧速度，从而达到使所述水煤气即产即燃的效果；所述主燃区的所述水煤气燃烧后产生的高温火焰和未燃尽的高温烟气从所述炉拱的拱口进入炉膛内，并在二次风的配合下在所述炉膛内进一步燃尽。

【技术特征摘要】
1.一种水煤气产烧一体化燃烧方法，包括如下步骤：(S1)将兰碳在锅炉炉膛中覆盖有炉拱的炉排的主燃区内点燃，使所述主燃区的温度上升到1100度以上；(S2)向所述主燃区通入足量的空气及饱和水蒸汽，使所述兰碳与所述空气及所述饱和水蒸汽在所述主燃区发生反应产生水煤气并燃烧；随着所述主燃区的所述兰碳和所述水煤气的燃烧速度的加快，向所述主燃区逐渐加大所述空气和所述饱和蒸汽的进给量，加快所述水煤气的产生和燃烧速度，从而达到使所述水煤气即产即燃的效果；所述主燃区的所述水煤气燃烧后产生的高温火焰和未燃尽的高温烟气从所述炉拱的拱口进入炉膛内，并在二次风的配合下在所述炉膛内进一步燃尽。2.如权利要求1所述的一种水煤气产烧一体化燃烧方法，其特征是：还包括步骤(S3)，在所述炉膛内燃尽后的高温烟气进入锅炉的锅的部分用于换热。3.如权利要求1所述的一种水煤气产烧一体化燃烧方法，其特征是：在所述步骤(S2)中还包括，对所述炉排的所述主燃区和其它区域的进风量进行单独调整，避免所述炉排其他区域的所述进风影响所述主燃区的燃烧和温度。4.一种用于实现权利要求1所述的燃烧方法的水煤气产烧一体化燃烧设备，包括设置在底座上、内部的炉膛中设有炉拱(14)的燃烧室，设置在所述燃烧室内、所述炉拱(14)下方的设有主燃区的炉排(19)，设置在所述燃烧室外与所述炉排(19)一端相连的存放兰碳(10)的料仓(1)，连接在所述料仓(1)上的用于向所述炉排(19)上推送所述兰碳(10)的燃料推送装置(4)，设置在所述炉排(19)下方的若干独立风室，其特征是：所述独立风室各自与所述炉排(19)密封连接，所述燃烧室的前墙(7)、炉顶(8)内部以及所述炉拱(14)内部设有冷却水管(16)，所述炉排(19)下方设有水蒸汽管(21)；所述独立风室用于向所述炉排(19)上的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，
申请(专利权)人：刘军，
类型：发明
国别省市：四川,51