工業(yè)鍋爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種工業(yè)鍋爐。它包括爐膛，爐膛的前側(cè)設置有能夠使一級風和煤粉進入到爐膛內(nèi)的入口，入口處設置有煤粉燃燒器，爐膛的左右兩側(cè)設置有用來吸收燃煤熱量的水冷壁，爐膛的上部設置有鍋爐，爐膛中后部設置由碳化硅耐火材料制成的且能夠使煙氣產(chǎn)生擾動的輻射塊，輻射塊的高度不低于爐膛的入口高度。采用上述的結(jié)構(gòu)后，高溫煙氣能夠通過輻射塊產(chǎn)生擾動，并且碳化硅耐火材料可以起到儲存熱量的作用，保證了燃煤的充分燃燒，提高了燃燒效率，適應低質(zhì)量的燃煤，隔熱塊能夠方便調(diào)節(jié)爐膛內(nèi)的溫度，適用不同燃燒條件的要求以及不同煤種要求，避免了燒熔燒結(jié)，爐內(nèi)結(jié)焦現(xiàn)象，易于清理，保證了爐膛的長久正常運行。
【專利說明】工業(yè)鍋爐
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種工業(yè)鍋爐。
【背景技術】
[0002]我國能源資源消費中煤炭占70%。鍋爐、窯爐燃料仍然只能以煤為主。以往采用原煤散燒，污染環(huán)境，低效燃燒，浪費能源。隨著國家節(jié)能減排工作的深入，采用煤炭深加工技術，將原煤磨成細粉，以提高鍋爐燃燒效率，煤粉鍋爐向小容量工業(yè)鍋爐延生發(fā)展。煤粉鍋爐作為電站鍋爐已經(jīng)發(fā)展了幾十年，是非常成熟的技術。工業(yè)鍋爐燃用煤粉時熱效率可達86-88%以上，比國內(nèi)量大面廣的鏈條爐排鍋爐的熱效率高5-8%。作為小容量的工業(yè)鍋爐需要什么樣的鍋爐結(jié)構(gòu)特別是爐膛結(jié)構(gòu)才能適應煤粉燃燒，而且需要什么條件的煤種和顆粒度才能高效燃燒等問題，是鍋爐技術工作者應探討和解決的問題。在上述的工業(yè)煤粉爐的實踐運行中發(fā)現(xiàn)一些問題，如投資成本比傳統(tǒng)鍋爐高1.5倍；實際運行熱效率比鑒定熱效率低10-20%等等，給繼續(xù)深入推廣帶來很大問題和障礙，成為制約煤粉工業(yè)鍋爐發(fā)展的瓶頸，主要問題有:
[0003]1、煤種適應窄
[0004]鍋爐對煤種的適應性很差，只能燒優(yōu)質(zhì)煙煤、精煤或高揮發(fā)分的褐煤(VK ^ 50%)。對煤粉品質(zhì)要求苛求，煤的揮發(fā)份須大于36%、灰分低于10%、煤粉熱值25.12MJ/kg (6000大卡/公斤)、煤粉細度需達200目且過篩率大于90%。這類精煤分布很少，中國礦山煤種占9%?！度济哄仩t房實用設計手冊》第98頁提供的全國19個省80個煤礦的統(tǒng)配煤種中占7.5%。難以在國內(nèi)推廣。
[0005]2、煤粉太細的負面影響大
[0006]誠然，煤粉越細燃燒效率越高，但是它的負面效應也隨之增大。從三年的實踐中我們看到三點弊病:
[0007]第一，煤粉太細，磨煤電耗增加。不符合經(jīng)濟細度概念。
[0008]第二，煤粉越細越容易引發(fā)煤粉自燃等安全隱患。燃用太細的煤粉也容易引發(fā)鍋爐爐內(nèi)爆膛。2009年12月7日16時，成都云內(nèi)動力有限公司發(fā)生煤粉燃燒事故，造成9人受傷。2012年3月18日西安某紙廠鍋爐房煤粉自燃，直接經(jīng)濟損失達8萬元。西安西能公司使用200目煤粉近兩年因煤粉自燃造成損失約400噸[4]，占該廠煤粉產(chǎn)量的4.2%，直接經(jīng)濟損失40萬元。
[0009]第三、采用200目的細煤粉燃燒產(chǎn)生的煙氣中，排煙煙塵中PM2.5比120目煤粉燃燒煙氣中PM2.5增加8.36%。
[0010]第四、用戶為防止200目的細煤粉爆炸，在生產(chǎn)、儲運、使用中采取防爆費用占運行成本的5%。
[0011]3、燃用粗煤粉的鍋爐熱效率低
[0012]當燃用通常的風扇磨磨制出的120目煤粉時，煤粉爐點不著火，個別用戶即使能夠點燃著火，但爐膛燃料燃燒不完全，飛灰含碳量高達45%，鍋爐熱效率低于65%。導致該鍋爐只能燃燒200目的細煤粉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本實用新型要解決的技術問題是提供一種煤種適應廣泛、熱效率高的工業(yè)鍋爐。
[0014]為了解決上述技術問題，本實用新型的工業(yè)鍋爐，包括爐膛，爐膛的前側(cè)設置有能夠使一級風和煤粉進入到爐膛內(nèi)的入口，入口處設置有煤粉燃燒器，爐膛的左右兩側(cè)設置有用來吸收燃煤熱量的水冷壁，爐膛的上部設置有鍋爐，爐膛中后部設置由碳化硅耐火材料制成的且能夠使煙氣產(chǎn)生擾動的輻射塊，輻射塊的高度不低于爐膛的入口高度。
[0015]所述輻射塊的前后兩端均設置為流線形，所述輻射塊的頂部設置為拱形結(jié)構(gòu)。
[0016]所述爐膛的左右兩側(cè)水冷壁的內(nèi)側(cè)均設置有一條滑槽，每條滑槽內(nèi)至少安置有一個能夠沿著水冷壁縱向滑動的隔熱塊，兩塊以上的隔熱塊能夠形成一條隔熱帶。
[0017]所述隔熱塊由輕型耐火磚或碳化硅耐火材料制成。
[0018]采用上述的結(jié)構(gòu)后，由于爐膛中后部設置由碳化硅耐火材料制成的且能夠使煙氣產(chǎn)生擾動的輻射塊,高溫煙氣能夠通過輻射塊產(chǎn)生擾動，并且碳化硅耐火材料可以起到儲存熱量的作用，與此同時，輻射塊設置成流線型可使高溫煙氣流經(jīng)其表面時阻力降到最低，由此保證了燃煤的充分燃燒，提高了燃燒效率，適應低質(zhì)量的燃煤，爐膛內(nèi)設置的能夠沿著水冷壁縱向滑動的隔熱塊，改變了傳統(tǒng)的固定式耐火混凝土材料敷設的衛(wèi)燃帶，隔熱塊能夠遮擋一部分水冷壁并根據(jù)需要適時進行調(diào)節(jié)，吸收輻射熱，方便調(diào)節(jié)爐膛內(nèi)的溫度，適用不同燃燒條件的要求以及不同煤種要求，避免了燒熔燒結(jié)，爐內(nèi)結(jié)焦現(xiàn)象，易于清理，保證了爐膛的長久正常運行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型工業(yè)鍋爐的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實用新型工業(yè)鍋爐的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為圖1的A-A向結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型的工業(yè)鍋爐作進一步詳細說明。
[0023]如圖所示，本實用新型的工業(yè)鍋爐，包括爐膛1，爐膛I的前側(cè)設置有能夠使一級風和煤粉進入到爐膛內(nèi)的入口，入口處設置有煤粉燃燒器2，爐膛I的左右兩側(cè)設置有用來吸收燃煤熱量的水冷壁3，爐膛I的前端還設置有前煙箱，后端設置有后煙箱，爐膛I內(nèi)還有縱向設置的煙管，爐膛的上部設置有鍋爐4，當然還包括現(xiàn)有工業(yè)鍋爐的一些必要部件，爐膛I中后部設置由碳化硅耐火材料制成的且能夠使煙氣產(chǎn)生擾動的輻射塊5，輻射塊5的高度不低于爐膛的入口高度，所說的輻射塊5的前后兩端均設置為流線形，輻射塊5的頂部設置為拱形結(jié)構(gòu)，其中輻射塊5由碳化硅耐火材料做成，耐材在傳熱學上叫做灰體，它的黑度約0.8，按照輻射率等于反射率的理論，火焰把灰體加熱升溫后能量以熱能的方式被存儲起來，又以再輻射方式去加熱剛?cè)霠t的后續(xù)煤粉，同時使已著火的煤粉繼續(xù)燃燼，它在爐膛內(nèi)還能起防爆作用，灰體被火焰加熱升溫后，當吸收的能量大于釋放的能量時，熱能就被存儲起來，它與爐膛隔熱帶共同搭建了一個穩(wěn)定的熱源平臺，起到了類似“長眠火”的防爆作用。[0024]進一步的還可以在爐膛I的左右兩側(cè)水冷壁的內(nèi)側(cè)均設置有一條滑槽6，也就是在爐膛兩側(cè)靠近水冷壁處的爐膛底部砌有兩個縱向凹形槽，每條滑槽6內(nèi)至少安置有一個能夠沿著冷壁3縱向滑動的隔熱塊7，兩塊以上的隔熱塊7能夠形成一條隔熱帶，還可以在鍋爐后墻兩側(cè)設置有兩個爐門，隔熱帶從后墻放入爐門通過爐膛兩側(cè)的凹槽向內(nèi)推入。
[0025]隔熱帶調(diào)整了爐膛出口煙溫，適應煤種變化和煤粉顆粒度的變化；當爐膛出口煙溫相對于煤粉飛灰灰熔點過高時,通過減少輻射塊擋住水冷壁的面積來增大爐膛水冷度，從而實現(xiàn)調(diào)節(jié)爐膛出口煙溫，避免因爐膛出口煙溫過高超過煤粉飛灰熔點，使爐膛產(chǎn)生流體爐渣，造成爐內(nèi)結(jié)焦現(xiàn)象；當爐膛出口煙溫相對于煤粉著火、燃燒溫度偏低時，可通過增大輻射塊擋住水冷壁的面積來減少爐膛水冷度，提高爐內(nèi)蓄熱能力，以適應低揮發(fā)分煤種和粗顆粒煤粉的著火、燃燒、燃盡；同時隔熱帶還在爐膛內(nèi)具有蓄熱、防爆作用。它與碳化材料一樣，由輕型耐火磚或碳化娃耐火材料制成，屬于灰體，它與爐膛內(nèi)的福射塊共同搭建了一個穩(wěn)定的熱源平臺，起到蓄熱作用和類似“長眠火”的防爆作用，它也提高了鍋爐節(jié)能、環(huán)保效益，與傳統(tǒng)的固定式衛(wèi)燃帶相比，因隔熱帶在爐內(nèi)安裝方便、可調(diào)，能更經(jīng)濟、合理、及時根據(jù)煤種變化和煤粉顆粒度的變化在爐內(nèi)組織燃燒，控制爐內(nèi)結(jié)焦、未燃盡灰渣的排放、過細飛灰的排放等，提高鍋爐的熱效率，減少廢液、灰渣、飛灰的排放，起到提高鍋爐節(jié)能、環(huán)保的效益。
[0026]其系統(tǒng)流程為:原煤經(jīng)皮帶輸送裝置送入風扇磨煤機，將磨制出的煤粉經(jīng)煤粉燃燒器2噴入爐膛I燃燒，由于輻射塊5的作用，煙氣在爐膛放熱后進入爐膛后部折轉(zhuǎn)180°進入兩側(cè)翼型煙道并進一步放熱后到達前煙箱，在前煙箱內(nèi)再折轉(zhuǎn)180°進入螺紋煙管管束抵達后煙箱，煙氣再從后煙箱進入省煤器，之后煙氣再進入現(xiàn)有的脫硫除塵器，然后經(jīng)引風機送入鍋爐煙?排入大氣，設置的輻射塊5延長了煤粉在爐內(nèi)停留的時間，進一步促進煤粉燃燒、燃燼并在爐膛內(nèi)起蓄熱作用，保證新燃料的穩(wěn)定著火和燃燒，提高整個爐膛溫度水平，有利于噴入爐內(nèi)的煤粉繼續(xù)燃燒和燃燼；將爐內(nèi)分布不均勻的氧“攪拌”均勻，起到擾流作用；也就具有上述所說的阻擋了燃燒器噴出的火焰形成的高溫煙氣直接流向鍋爐兩側(cè)的轉(zhuǎn)彎煙室，在爐膛內(nèi)形成兩股α回轉(zhuǎn)氣流，與從鍋爐前墻兩側(cè)噴入的新入爐的三次風攪拌混合均勻，有利于煙氣中部分CO與02充分接觸，降低q3損失，同時也使爐內(nèi)溫度場均勻，抑制爐內(nèi)局部地區(qū)煙溫超過1300°C，可減少NOX生成量。
[0027]經(jīng)實踐證明，本實用新型的樣機安裝在某某造紙廠，運行已兩年多，當燃用II類煙煤時，熱效率達86.2%，比傳統(tǒng)鏈條爐效率高8%。節(jié)能效果明顯，經(jīng)濟效益顯著。
【權(quán)利要求】
1.一種工業(yè)鍋爐，包括爐膛(1)，爐膛(I)的前側(cè)設置有能夠使一級風和煤粉進入到爐膛內(nèi)的入口，入口處設置有煤粉燃燒器(2)，爐膛(I)的左右兩側(cè)設置有用來吸收燃煤熱量的水冷壁(3)，爐膛的上部設置有鍋爐(4)，其特征在于:所述爐膛(I)中后部設置由碳化硅耐火材料制成的且能夠使煙氣產(chǎn)生擾動的輻射塊(5)，所述輻射塊(5)的高度不低于爐膛的入口高度。
2.按照權(quán)利要求1所述的工業(yè)鍋爐，其特征在于:所述輻射塊(5)的前后兩端均設置為流線形，所述輻射塊(5)的頂部設置為拱形結(jié)構(gòu)。
3.按照權(quán)利要求1所述的工業(yè)鍋爐，其特征在于:所述爐膛(I)的左右兩側(cè)水冷壁的內(nèi)側(cè)均設置有一條滑槽(6)，每條滑槽(6)內(nèi)至少安置有一個能夠沿著水冷壁(3)縱向滑動的隔熱塊(7)，兩塊以上的隔熱塊(7)能夠形成一條隔熱帶。
4.按照權(quán)利要求3所述的工業(yè)鍋爐，其特征在于:所述隔熱塊(7)由輕型耐火磚或碳化娃耐火材料制成。
【文檔編號】F23M9/00GK203797697SQ201420122703
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月19日
【發(fā)明者】陳萍, 陳開忠, 任成龍 申請人:鎮(zhèn)江海太鍋爐制造有限公司