燃控技术制造技术

本发明专利技术是关于燃烧技术，特别是煤的燃烧控制技术＿＿燃控技术的发明专利技术．燃控技术根据煤的燃烧两重性、三要素和热平衡等理论改造手烧层烧炉，将鼓风分为炉排底下的送风和炉膛空间的配风，并依据火色和火焰锋面调整对比量，依据排烟温度和炉膛压力控制鼓、引风量，使燃烧平衡于换热能力．手烧水暖锅炉改建后，不配除尘设备排烟尘浓度在１００毫克／标立米以下，烟的黑度为林格曼０－１级，热效率达８０％．Ｈ０５Ｂ３／００，Ａ２１Ｂ２／００（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于燃烧技术，特别是煤的燃烧控制技术-燃控技术的专利技术。国务院环境保护委员会《关于防治煤烟型污染技术政策的规定》“燃烧设备技术政策”中明确规定“蒸发量大于或等于1吨/时的新出厂锅炉，必须采用机械投煤，并配除尘设备，不准制造手工投煤的锅炉”。“在用的也要有计划地加快锅炉的更新和改造，并配除尘设备”。……要求采用链条炉排或往复炉排燃烧。对于更小的锅炉或炉灶未指定具体办法。城乡建设环境保护部1983-09-14发布，1984-04-01实施之《锅炉烟尘排放标准》GB2841-83，将锅炉烟尘排放标准物列为三个区域标准。最大容许烟尘浓度由以前试行的200毫克/标立米，降低为200、400、600毫克/标立米，可能由于技术问题而降低了标准。从需要考虑，该标准对环境保护作用不大。因为锅炉的排尘浓度同粉尘平均粒经(d250)成正比，同漂浮性能成反比，排尘浓度200～600毫克/标立米所相应的粒经及其漂浮能力关系正处在漂浮性能示意曲线(图1)可能反复升降的线段。粒经大，出烟囱口即落于地面，很难再升起来，对人体的危害不大。粒经再小(小到相当于含尘浓度100毫克/标立米以下)漂浮能力强，易于被风力、上升气流带走，沉降于远离人群的旷野，对人体的危害也不很大。对人体危害最大的是那些沉降于城区又可能再升于人体高度、反复飞扬的粉尘。因而，只有将最大容许烟尘浓度限制在100毫克/标立米之下才更有实际效果。燃控技术目的在于防治煤烟型污染和节约煤炭，具体是1.提高手烧炉热工效率，少烧煤、少污染。2.不配除尘设备，烟尘最大排放量在100毫克/标立米以下，黑度在标格曼1级以下。3.减少防治费用，能在节约煤炭中收回投资。4.改善劳动条件。一、理论和方法机械投煤的饲喂燃烧方式是层燃炉机械化燃烧的传统方式，有许多优越性，但造价较高，而且，有的对煤种甚至化学性质都有严格要求，不大适应于生活用锅炉或炉灶的改造。除机械投煤的饲喂燃烧方式外，还有一种一次投煤定量燃烧方式，可以在一个周期内得到有秩序的稳定燃烧，《关于防治煤烟型污染技术政策的规定》中所指“上点火的明火反烧方式”和“无烟燃烧技术”，多指这种定量燃烧方式。燃控技术将上点火的定量燃烧作为实现其技术的方法之一。某些生活用炉的周期运行为定量燃烧提供了可行性。手烧层燃炉(锅炉、窑炉、茶炉以及各种炉灶等)种类繁多、型式和规格更是复杂，因而其防治污染的改造技术，也必须具体问题具体分析，因地制宜的根据不同类型和需要，设计不同的施工兰图。燃控技术是一种综合性技术方案，仅就一般道理和带有共性的应用方法提供方案。(一)煤的燃烧两重性及其燃烧机理层燃炉首次燃烧发生在火床内部的固体炭上，即一般所谓的“氧化区、还原区”的氧化、还原(气化)反应，其公式是C+O2＝CO2+40.9×10千焦，或CO2+C＝2CO-16.2×10千焦。再次燃烧发生在炉膛空间气相中进行的燃烧反应，公式是2CO+O2＝2CO2+57.1×10千焦，这就是层燃炉燃烧的两重性(二次性)。这种反应机理对燃控炉设计及其司炉操作有不可忽视意义。“氧化反应是强烈的放热反应，氧化反应如能强化、放热更多，温度更高，反应更加剧，也就是说，氧化反应的强化是自我促进的。气化反应则反之，它是强烈的吸热反应，气化反应如一时强化，吸热增多、温度降低，则反应减缓，也就是说，气化反应的强化是自我阻抑的。(许晋源、除通模合编《燃烧学》第104页)。从理论上知道，当一公斤纯炭与氧充分化合时，全部生成CO2，可产生8000大卡/公斤的热量;若碳与氧不能充分化合时，生成CO，则仅可产生2400大卡/公斤的热量，相形之下，损失热量5600大卡/公斤，这5600大卡/公斤热量不能放出即随烟气进入了烟囱，我们把只放出30%热量，生成CO的燃烧称为“低能燃烧”，把放出全部热量，生成CO2的燃烧称为“高能燃烧”。炉膛空间的气化生成物(CO、H2、CH4)都是不可见气体，在不可能配置测试设备的小型炉上如何确保其充分燃烧是燃控技术要解决的主要问题。(二)煤的燃烧三要素1.温度是燃烧的动力温度-热能的尺度之一，在煤的燃烧中即是燃烧的动力又是燃烧的产物。煤炭只有在一定温度条件下才能生成中间碳氧络合物(C3O2)，活化碳分子而发生氧化、气化反应。“燃烧反应是由溶解、络合、在撞击下离解等诸环节串连而成”。(《燃烧学》第136页)。这溶解、络合和撞击的动力是什么？只能是温度，所以说“温度是燃烧的动力”。燃烧只有在一定温度条件下，挥发分子才能从固体的煤炭中释放出来，固定的碳也才能够活化、分解，从而发生煤的燃烧化学反应，燃烧放出所含热量，此热量-温度又反过来保证燃烧的继续，从而实现煤的不断分解又不断的碳氧化合。温度是在一定时间、空间条件下对物质起作用并体现于物质之中的一种能量形态，温度的增减并非物质的增减，而是物质的物理化学反映，是物质运动的结果。因此，要得到煤炭中所含热量-温度，只有运用温度的作用促进其化学反应才能解决。可见，一定的炉膛温度(燃烧所需温度)，在煤的燃烧中是一个不可忽视的决定条件，因为炉温低于700℃时，一氧化碳不能与氧在空间燃烧，要确保一氧化碳的充分燃烧只有保证炉温在800℃以上。但是，当炉温达到1300℃以上时，气化反应强化，生成更多有害的化合物，对环保不利，而且灰分熔化的加剧会给出碴带来困难，非特殊需要，这种高温燃烧是不可在层燃炉中采用的。2.时间是燃烧的条件煤炭不可能由固体直接转化为二氧化碳，一定要首先分解而后才能化合，这是一个过程，过程就是时间。燃烧所需时间同可燃物性状有关。3.氧-空气是燃烧的一个物质方面煤炭燃烧作为一种化学反应必有两种以上物质方面才能成立，而空气中的氧就是这个反应式中必不可少的一个物质方面，没有氧到可燃物中去混合，就是将一氧化碳加温到1200℃，它也不会燃烧放出所含热量。因而，要改善燃烧技术，就绝不可忽视这不可缺少又取之不尽的物质方面。(三)热平衡认为小型炉不能根据热平衡理论提高其热效率，是多少年代以来阻碍这些小型炉改善的一种偏见，实际，只要少加改进，小型炉和大型炉一样，也完全可以根据热平衡理论提高其热效率的，如果小型炉的热效率提高到接近大型炉水平，它的存在意义就更加不可忽视。热平衡公式Q1＝Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6热损失项目排烟热损失(Q2)化学不完全燃烧热损失(Q3)固体不完全燃烧热损失(Q4)散热损失(Q5)其他损失(Q6)其中Q2、Q3、Q4是燃烧中的主要损失，也是燃烧技术改造和操作技术中可能取得成就的项目，尤其Q3的减少，不仅是自身损失的减少，而且关系到提高炉温和Q4的燃尽。减少热损失可能采取的措施同投资条件有关。以往，该项投资仅考虑经济效益，现在还必须考虑环境保护的社会效益和节约煤炭的能源政策。(四)抑制粉尘生成量烟气粉尘是在燃烧中生成而被鼓风吹沸起来又被引风吹出炉外的。一般治理办法是采用外部机械的净化分离设备，不但投资高、效果不理想，而且对粉尘有一定的碾碎作用，对某些尘粒反而增加了“飞扬能力”。燃控技术从改革燃烧技术入手，抑制粉尘生成量，将仅仅从炉排底下鼓风更改为从炉排底下的送风和炉膛空间的配热风共同维持燃烧。送风只解决火床上氧化、还原(气化)所需氧气量，保证初次的“低放燃烧”(C+O+C＝2CO)，配风解决炉膛空间所需本文档来自技高网...

【技术保护点】
燃烧技术，特别是煤的燃烧控制技术、——燃控技术，根据燃烧理论改造手烧层燃炉，创造有秩序的燃烧又有秩序的排除烟气、炉碴，将燃烧纳入人（或设备）的可能控制之下，其特征是：将鼓风改为炉排底下的送风和炉膛空间的配风，并依据燃烧工况、火色（温度）和火焰锋面调整配风和送风的对比量；依据排烟温度（或需要）和炉膛压力调整鼓风和引风，使燃烧放热适应于换热能力；改善炉膛形状，抑制粉尘生成量。

【技术特征摘要】
1.燃烧技术，特别是煤的燃烧控制技术、--燃控技术，根据燃烧理论改造手烧层燃炉，创造有秩序的燃烧又有秩序的排除烟气、炉碴，将燃烧纳入人(或设备)的可能控制之下，其特征是将鼓风改为炉排底下的送风和炉膛空间的配风，并依据燃烧工况、火色(温度)和火焰锋面调整配风和送风的对比量；依据排烟温度(或需要)和炉膛压力调整鼓风和引风，使燃烧放热适应于换热能力；改善炉膛形状，抑制粉尘生成量。2.按照权利要求1的燃控技术改造手烧水暖锅炉为燃控水暖锅炉(图2)其特征是采用公知的上点火明火反烧方式，一次投煤定量燃烧，增设档火墙1侧墙3(或拱)，安装密封炉门、引火炉、下开式炉排门、鼓风控制机构、引风控制机构、配风控制机构、排烟温度监控装置和水暖锅炉防爆器。3.按照权力要求2的燃控水暖锅炉，其密封炉门(图3-1)门框4和上炉门5采用水冷，接合口用12×12方形石棉盘根条密封。门口尺寸，一吨/时炉，为380×480《毫米》，二吨/时炉并联二只二吨/时炉门，双火床中间设隔墙;其引火炉设在炉内前沿(图3-2)，小炉排6置于与门框为一体的两个侧水箱7中间，引火风门9由引火手柄8控制并由棘齿、齿条定位于任一角度;其下开式炉排门(图4-1)，由摇臂11、传动轴10和手柄8控制，一吨/时炉排门面积为2×300×600《毫米》，二吨/时炉排门用2个二吨/时炉排门并联;其鼓风控制机构(图5-1)是在鼓风机进口安装一个风门圈14，圈上焊有风门板15并装有可转动的风门16，风门由拉杆17、传动轴13和手柄8控制，手柄安装于炉前便于操作位置，并由棘齿18、齿条20定位于任一角度;其引风控制机构(图5-2)在公知的烟道挡板22和曲柄21上装有拉杆17、摇臂23和传动轴13由手柄8控制，手柄安装于炉前便于操作位置，并由棘齿18、齿条20定位于任一角度;其配风控制机构(图5-3)是在鼓风风道上装有分风箱25、分风板26和传动轴13由手柄8控制，手柄安装于炉前便于操作位置，并由棘齿18、齿条20定位于任一角度;其排烟温度监控装置(图6)是在炉前装有压力式温度计32、蜂呜器28和信号灯29，温度受感器31置于烟道内并由护套30保护;其水暖锅炉防爆器(图7)，为薄膜式安全门GFB50-8-0.2。4.按照权利要求2和权利要求3的燃控水暖锅炉，其配风要求通过档火墙中的夹壁墙加温后再由出口喷入炉膛。5.按照权利要求1的燃控技术改造立式水暖锅炉为燃控立式水暖锅炉(图9)其特征是增设一个侧墙3和带有向下内突边的拱40，分风箱25设在配风道下方，与底座39为一体，配风出口41成切线喷入炉膛。6.按照权利要求1的燃控技术改造反射炉(窑炉)为燃控反射炉(图10-1)，其特征是装设水冷密封炉门、鼓风控制机构、引风控制机构和配风控制机构，采用公知的电动拖斗43上煤，煤斗47的底部设有推板炉排46将煤经输煤道50推向固定炉排51，燃烧后的灰碴由手工勾入炉排框52，再由排碴门53排入灰坑。分风箱2...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹宝璋，
申请(专利权)人：邹宝璋，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]