具有三段式二次风调门的液态排渣旋风炉制造技术

本发明专利技术公开了一种具有三段式二次风调门的液态排渣旋风炉，包括旋风筒、燃烧器、旋风炉出口和二次风通道，所述二次风通道超出所述旋风炉顶部的区域设置为调风区域，从所述二次风进口处向内设置2个竖直的隔板将所述调风区域分隔为独立且不流通的三个区段，分别为并排设置的第一区段，第二区段和第三区段；各区段内均设置有可活动的二次风调门，所述第一二次风调门、第二二次风调门和第三二次风调门分别通过电子控制单元单独控制开启/关闭二次风风道及其开度；从而调整二次风在不同风道入口位置进入炉内的风量，进而控制炉内不同区域的二次风分布，使煤粒和二次风的混合及燃烧更为充分，提高炉内的整体燃烧温度。提高炉内的整体燃烧温度。提高炉内的整体燃烧温度。

【技术实现步骤摘要】
具有三段式二次风调门的液态排渣旋风炉


[0001]本专利技术涉及液态排渣炉
，具体涉及一种具有三段式二次风调门的液态排渣旋风炉。

技术介绍

[0002]旋风炉是一种液态排渣炉，与国内普遍采用的固态排渣燃煤锅炉相比，其最大优势是能够燃用低熔点灰分煤。由于这种煤的钠含量，高常规燃煤锅炉燃用这种煤时，炉内的高温环境将导致严重的受热面结渣沾污问题。旋风炉已在美国得到广泛应用，目前有约500个旋风炉在运行。由于旋风炉中大部分灰渣将以液态熔渣排出，进入炉膛的飞灰量大幅减少，从而大大缓解受热面沾污问题。因此，中国科技部目前亦鼓励旋风炉在中国的推广应用，以有效利用我国储量巨大的高钠煤。
[0003]如图1所示，现有旋风炉主体由一个水平旋风筒和安装于旋风筒前端的燃烧器组成。旋风炉运行过程中，一次风切向进入燃烧器，煤粒在重力作用下进入燃烧器，随之被一次风吹入旋风筒；二次风切向高速进入旋风筒，在旋风筒中形成强大的旋流。旋风筒内壁面安装耐火材料，耐火材料的隔热作用使炉内燃烧温度很高，灰渣处于熔融状态，形成覆盖于旋风筒内壁的液态渣层。煤粒进入旋风筒后，一次风中的微细煤粒具有良好的跟随作用，可在旋风筒内空间燃尽，而较大颗粒由于旋风筒内强旋流动所的离心力被甩到旋风筒壁面，并被覆盖于壁面的液态渣层捕集，在渣层内长时间持续燃烧，直至燃尽。液态灰渣通过旋风炉底部的出渣口流出旋风筒，而燃烧产物通过旋风炉出口进入锅炉主炉膛。图2是现有的旋风炉的二次风在不同二次风入口位置的流线分布图；其中(a)是从前部二次风入口进入炉内的二次风分布图，(b)是从中部二次风入口进入炉内的二次风分布图，以及(c)是从后部二次风入口进入炉内的二次风分布图。因此，旋风炉运行的关键在于确保炉内燃烧温度显著高于灰渣熔融温度，使液态渣层处于稳定的熔融与流动状态，进而顺利从出渣口排出。如炉内不能保持足够高的燃烧温度，则熔渣无法保持流动状态，导致出渣口堵塞，灰渣无法排出，炉内逐渐累积大量灰渣，严重影响锅炉的正常运行，导致锅炉的CO排放与灰渣中未燃尽碳含量大幅升高，最终不得不停炉处理。
[0004]因此，旋风炉内燃烧温度的调控对保障旋风炉的正常排渣与运行至关重要。现有的二次风风量由一整块二次风调门控制，旋风炉内的燃烧与温度分布主要通过二次风调门开度进行调控，调门开度的大小决定了旋风炉内进风量的大小，进而影响炉内的流场、燃烧与温度分布。
[0005]因此，需改变二次风调门的设计型式，提高对炉内二次风分布调整的灵活性，提升煤粒的着火、燃尽与炉内的温度水平，优化旋风炉的排渣，并降低炉内的NO
x
生成。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种具有三段式二次风调门的液态排渣旋风炉，本专利技术将现有的整体二次风调门设计为三段式控制调门，即将二次风进口风道分隔成三个部分，每
个部分单独设置一个二次风调门，通过对三个调门不同开度的调整，灵活调整二次风在不同风道入口位置进入炉内的风量，进而控制炉内不同区域的二次风分布，使煤粒和二次风的混合及燃烧更为充分，提高炉内的整体燃烧温度，保证灰渣处于良好的熔融流动状态，旋风炉排渣更加通畅。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0008]一种具有三段式二次风调门的液态排渣旋风炉，包括旋风筒、燃烧器、旋风炉出口和二次风通道，所述二次风通道沿旋风炉的外壁从旋风筒入口向所述旋风炉顶部延伸，所述二次风通道超出所述旋风炉顶部的区域设置为调风区域，所述二次风通道的末端为二次风进口，从所述二次风进口处向内设置2个隔板将所述调风区域分隔为独立且不流通的三个区段，分别为并排设置的第一区段，第二区段和第三区段；所述第一区段靠近所述燃烧器，所述第三区段靠近旋风炉出口，所述第二区段位于第一区段和第三区段之间。
[0009]所述第一区段内设置有可活动的第一二次风调门，第二区段内设置有可活动的第二二次风调门，第三区段内设置有可活动的第三二次风调门；所述第一二次风调门、第二二次风调门和第三二次风调门分别通过电子控制单元单独控制开启/关闭二次风调门及调节其开度。
[0010]进一步的，所述隔板竖直设置在所述调风区域，将所述调风区域分隔为独立且不流通的三个大小相等的区段，各所述区段的风道竖直设置；且所述第一二次风调门、第二二次风调门和第三二次风调门的宽度与所述第一
‑
三区段相等，所述第一
‑
三二次风调门朝向二次风出口方向倾斜延伸，并能够开启/关闭调门及调节其开度。
[0011]可选的，所述隔板在所述调风区域倾斜设置，所述隔板远离二次风进口的一侧朝向旋风炉出口方向偏斜8
‑
15
°
，优选10
°
；且所述第一二次风调门、第二二次风调门和第三二次风调门的轮廓与所述第一
‑
三区段适配，所述第一二次风调门、第二二次风调门朝向二次风出口方向倾斜延伸，所述第三二次风调门朝向二次风进口方向倾斜延伸。
[0012]优选的，所述第一、第二、第三二次风调门开度比为1:2:3。更加优选的，所述第一、第二、第三二次风调门开度比为20％/40％/60％。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的技术方案所带来的有益效果是：
[0014]本专利技术将现有的整体二次风调门设计为三段式控制调门，即将二次风进口风道分隔成三个部分，每个部分单独设置一个二次风调门，通过对三个调门不同开度的调整，灵活调整二次风在不同风道入口位置进入炉内的风量，进而控制炉内不同区域的二次风分布，使煤粒和二次风的混合及燃烧更为充分，提高炉内的整体燃烧温度，保证灰渣处于良好的熔融流动状态，旋风炉排渣更加通畅。
附图说明
[0015]图1是现有的旋风炉的整体结构示意图；
[0016]图2是现有的旋风炉的二次风在不同二次风入口位置的流线分布图；其中(a)是从前部二次风入口进入炉内的二次风分布图，(b)是从中部二次风入口进入炉内的二次风分布图，以及(c)是从后部二次风入口进入炉内的二次风分布图；
[0017]图3是实施例1所述的含有二次风三段式控制调门的液态排渣旋风炉的立体透视图；
[0018]图4a是图3所示的液态排渣旋风炉的主视图，图4b示出图3的后视图；
[0019]图5示出实施例1的二次风的风道和调门布置示意图；
[0020]图6示出实施例2的二次风的风道和调门布置示意图；
[0021]图7示出两种不同二次风调门的旋风炉的温度分布模拟图，其中(a)示出现有的具有整体式二次风调门的旋风炉的温度分布模拟图，(b)示出实施例1的旋风炉的温度分布模拟图；
[0022]图8示出两种不同二次风调门的旋风炉内NO
x
生成分布模拟图，其中(a)示出现有的具有整体式二次风调门的旋风炉内NO
x
生成分布模拟图，(b)示出实施例1的旋风炉内NO
x
生成分布模拟图。
[0023]图中：
[0024]1：燃烧器
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有三段式二次风调门的液态排渣旋风炉，包括旋风筒(2)、燃烧器(1)、旋风炉出口(3)和二次风通道，其特征在于，所述二次风通道沿旋风炉的外壁从旋风筒(2)入口向所述旋风炉顶部延伸，所述二次风通道超出所述旋风炉顶部的区域设置为调风区域(8)，所述二次风通道的末端为二次风进口(6)，从所述二次风进口(6)处向内设置2个隔板将所述调风区域(8)分隔为独立且不流通的三个区段，分别为并排设置的第一区段(81)，第二区段(82)和第三区段(83)；所述第一区段(81)靠近所述燃烧器(1)，所述第三区段(83)靠近旋风炉出口(3)，所述第二区段(82)位于第一区段(81)和第三区段(83)之间；所述第一区段(81)内设置有可活动的第一二次风调门(61)，第二区段(82)内设置有可活动的第二二次风调门(62)，第三区段(83)内设置有可活动的第三二次风调门(63)；所述第一二次风调门、第二二次风调门和第三二次风调门分别通过电子控制单元单独控制开启/关闭二次风调门及其开度。2.根据权利要求1所述的具有三段式二次风调门的液态排渣旋风炉，其特征在于，所述隔板(9)竖直设置在所述调风区域(8)，将所述调风区域(8)分隔为独立且不流通的三个大小相等的区...

【专利技术属性】
技术研发人员：王赫阳，金东昊，尹珩宇，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：