專利名稱：薄煤層旋轉燃燒方法
薄煤層旋轉燃燒方法 技術領域
本發明屬于原煤燃燒領域，尤其涉及煤粒置于留有高溫火床^J旋轉 燃燒室內進行燃燒方法。 .
背景技術：
目前在用鍋爐及鋼鐵、機械、建材等多種行業中大量存在以原煤為 燃料的燃煤設備。我國大型燃煤設備比如大型火力發電廠其技術水平已 進入世界先進行列，中小型燃煤設備總的說來技術水平還比f低，普遍 存在燃燒效率低、燃燒控制粗糙、設備故障多、金屬消耗量大、煤耗量 大、燃燒時污染環境等問題。中小型燃煤設備中鏈式爐排和往復式爐排 燃煤設備使用最為廣泛。這兩類爐排已有三十多年的歷史，它們的出現 在一定程度上解決了燃煤爐排加煤和出渣的機械化問題，解放了勞動力， 從而使燃煤爐排可以大型化，但由于當時技術條件的限制，這類爐排對 如何科學地燒好煤、對燃燒過程控制的精細化、自動化等方面考慮甚少 或者說基本上就沒有考慮，現在看來就顯露出許多不足。 對鏈式爐排和往復爐排作進一步剖析可看出'
這類爐ft沿長度方向看，整個燃燒過程從新煤加入到燃凈，煤層燃 燒是在單向不可逆的運動過程中完成。煤層在沿爐排長度方向的整個燃 燒過程中要經歷干燥、揮發份析出、焦碳燃燒、燃凈等過程.，這些不同 的熱力學過程對空氣的需求量是大不一樣的，溫度變化也不一樣，但這 些過程的分界并不是十分明顯，這就為按過程需要提供準確的助燃空氣 帶來非常大的困難，盡管自前在鏈帶下部采用按不同過程分箱供風的方 法，但也很難適應煤燃燒復雜的熱力學過程。這種結果必然增大煤層的 化學不完全燃燒損失；從煤層縱斷面上看，由于往復和鏈式爐排都留不
住高溫火床，必然采用厚煤層操作，助燃空氣由煤層下面供給，而燃燒 在煤層中由上而下地進行，煤層邊前進邊燃燒，在整個燃燒區域內煤層 基本無法得到翻動，這樣由于煤種、入爐煤層厚度、煤層粒度大小及均控制煤層在 爐排折返時全部達到燃凈的理想狀態，這樣必然增大煤層的機械不完全 燃燒損失；爐排既然要運動，因此爐排自身的結構、爐排和爐墻之間必 定有間隙，這種間隙就造成了這類爐排的漏煤損失。這三種損失加在一
起高達30%左右。
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煤的燃燒是一個極為復雜的熱力學過程。煤的可燃成份由揮發份和 固定碳組成，煤在燃燒過程中，存在強烈的"氣相一氣相"之間的單相 燃燒反應和"氣相一固相"之間雙相燃燒反應，前者是指煤中揮發份和 助燃空氣中氧反應，這是一個劇烈氧化反應過程，速度快，要求供氧充 足，否則燃不盡的碳黑就成為黑煙，也就浪費了可燃資源。后者是指煤 中的固體碳和助燃空氣中氧的反應過程，當煤中揮發份全部析出后，煤 就變成了焦炭，進入"縮粒"燃燒過程直到燃凈，這段反應過程速度較 慢且穩定，時間也較長。不難看出這兩種燃燒反應的氧量和時間都是不 一樣的。煤塊"縮粒"燃燒反應是由表及里地完成，因此，要讓碳粒高 效快速的在火床上完全燃凈，每個參與燃燒的碳粒都應得到充分的氧氣 包裹，厚煤層中碳粒相互擠壓遮擋，彼此間得不到充分的氧氣；而煤層 表面劇烈燃燒的碳粒更難得釗氧氣的包裹，延長了燃燒時間，降低了燃 燒效率。但為了在固有燃煤設備上把煤燃凈，只有加大爐排的長度或」是 加大空氣過剩系數。加長爐排就意味增大設備結構，而加大空氣過剩系 數也就增加了煙氣量，降低了燃燒溫度。
鏈式爐排和往復爐排的燃煤方法的不足之處可歸納為
1、 能源的浪費較大這種燃燒方法的化學不完全燃燒損失可達 2%，
機械不完全燃燒損失可達15%,設備的漏煤損失可達~5%，隨著設備的
維護、操作、管理水平高低的不同，上述各項損失還可能更大。
2、 這種燃煤方法使用的.設備龐大，結構復雜，且又是在高溫狀態下
連續運轉，因而故障點多檢修困難， 一但出現故障只有停機維修影響生 產。
3、 這種燃燒方法，爐排是作單向不可逆運動，留不住高溫火床，新 煤加入后著火困難，i為了保證煤層能穩定燃燒，且要滿足工藝對燃燒強 度的需要，因此只能是厚煤層操作，加煤的厚度一般在60—300mm，加之燃燒過程中"空煤比"的控制簡單粗糙，根本不能滿足科學燃煤的要 求。
4、檢測、調節手段不足，很難對燃燒過程作到精細的管理和控制， 在現有的設備條件下也很難實現計算機控制和管理。
發明內容
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為了克服現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種薄煤層旋轉 燃燒方法，將煤粒置于留有高溫火床的旋轉爐膛內進行燃燒，實現科學 燃煤，實現節能減排，改善燃燒時造成的環境污染。 .
薄煤層旋轉燃燒方法，將煤粒置于留有高溫火床的旋轉爐膛內進行燃 燒，包括下列步驟煤粒輸入計量供煤機中，首先根據工況需要確定的 入爐量，經稱量后定量地送入加煤桿內設的風力加煤管中，以保證加煤 過程的細化和量化；加煤桿的出煤端置于旋轉爐膛上方，沿爐膛半徑方 向作往復運動，進入風力加煤管的煤粒由風力吹入爐膛；爐膛固定在支 架上，繞軸旋轉，進入爐膛上方的煤粒，在加煤桿往復運動和爐膛旋轉 作用下，落在留有高溫火床的燃燒表面上，形成均勻的薄煤層，有利于 煤層燃燒；爐膛旋轉帶動煤層旋轉，排渣器不停地轉動，"翻動"煤層， 煤層在爐膛旋轉和排渣器轉動的共同作用下，與鼓風機鼓進爐膛內的助 燃空氣中的氧相結合，迅速著火，煤層在相同爐溫、相同含氧氣氛中4勻 衡穩定地燃燒，加熱受熱設各；在出渣過程中，-燃燒的煤層隨爐膛旋轉 和排渣器轉動，粉碎、收集爐渣，掉入爐膛中心設的落渣管中排出；配 置完善的檢測裝置和計算機控制裝置對燃煤過程的煤入爐量、助燃空氣 流量、壓力、溫度進行檢測與控制，優化燃燒過程，科學燃煤。
本發明所述薄煤層是指厚度小于30mm，厚煤層是指煤層厚度大于 60mnic
所述煤粒為經過分級的原煤/和經制粒的型煤，粒徑為10—25mm。 所述計量供煤是先根據工況確定入爐加煤量，經計量供煤機稱量，定 量供煤，計量精度為土20g,煤粒入爐量可調。
所述加煤用加煤桿由水冷外套，風力加煤管，高壓風機和驅動裝置組 成，加煤桿進料端與計量供煤機連接，M力加煤管與計量供煤機相通； 加煤桿出料端置于旋轉爐膛上方設的支撐環上，由與其連接的驅動裝置力加 煤管的煤粒，由高壓風機產生的高壓風，送入爐膛內，自爐膛邊緣向爐 膛中心加煤；送入爐膛的高壓風還是燃燒需要的二次風，能有效地促進 煤快速充分燃燒；加煤桿根據需要，每座爐膛可配置1一4根。
所述旋轉爐膛由爐壁和可拆卸的爐排構成，爐壁上方與受熱設備連 接，下設轉動軸，.與傳動裝置連接，傳動裝置驅動爐膛旋轉，煤層在高 溫火床上旋轉燃燒；供熱能力10X16S大卡/時，爐膛旋轉速度可調。
所述的排爐渣用排渣器由圓筒形碎渣輥，內設排渣螺旋構成； 一端分 別固定在爐膛中心的不動軸上，另一端置于爐排/爐膛上，都圍繞各自的 軸線旋轉，爐膛帶動煤層旋轉，碎渣輥轉動粉碎爐渣，碎渣穿過碎渣輥 上設的條形孔落入筒內，排渣螺旋將爐渣匯集、輸送至密封的落渣管排 出。 '
與現有技術相比，本發明的優點是1、本發明方法采用薄而均勻的 煤層，留有高溫火床旋轉燃燒、出渣、二次風助燃，燃燒過程又有細化、 量化、精準化的控制，做到科學燃煤，燃燒充分完全，提高了熱效率， 降低煤耗30%。 2、本發明方法使用的設備，結構緊湊、合理，備件少， 造價低，節省投資；運行安全可靠，故障少，易維護，運行費用低。3: 煤粒在封閉的旋轉爐膛內燃燒，避免了燃煤機械的臟亂差，污染環境fe 弊病。 . '.
下面對照附圖對本發明作進一步說明。 圖1是薄煤層旋轉燃燒方法的工藝配置示意圖'。.
具體實施例方式
由圖1可以看出薄煤層旋轉燃燒友法用裝置，包括計量供煤機1與加 煤桿2進煤端連接，力fl煤桿2出煤端置于旋轉爐膛3上方，由驅動裝置 驅動，風力加煤管置于加煤桿2內，與高壓風機連接；旋轉爐膛3上與 受熱設備連接，旋轉爐膛3中心上設不動軸，排渣器4的圓筒形碎渣輥、 排渣螺旋分別固定在不動軸上；旋轉爐膛3中心還設落渣管7;旋轉爐 膛3下設轉軸，與傳動裝置連接，由其驅動爐膛3旋轉；爐膛底部設風 口，與鼓風機5連接，送進助燃空氣。'由圖1還可以看出煤粒旋轉燃燒的過程。首先，根據工況需要，設定燃燒過程中工藝參數。然后將經過處理的 煤粒輸入計量供煤機1中，經計量供煤機1稱量，定量給煤，送入加煤桿2內設的風力加煤管中。加煤桿的驅動裝置帶動加煤桿2沿爐膛3半 徑方向作往復、變時步進運動，高壓風機產生的高壓風將煤粒吹入旋轉 爐膛3的上方，在爐膛3的旋轉和加煤桿2的往復運動的共同作用下， 落在留有高溫火床的燃燒表面上形成乂薄乂均勻的煤層，煤層厚度可以 隨時調節，方便靈活。煤層在高溫工況下迅速燃燒，析出的揮發份與鼓 風機5鼓進的助燃空氣和加煤管吹進的二次風中的氧發生劇烈的氧化反 應；接著進行的是煤粒的"縮粒"燃燒過程。由于煤層薄，又有高溫火 床和風力加煤管吹進的二次風，還有排渣器4 "翻動"煤層等因素，加 快了煤塊由表及M的"縮粒"燃燒過程。最后，在排渣過程中，旋轉爐 膛3帶動燃燒的煤層旋轉，排渣器4的碎渣輥和排渣螺旋圍繞各自的軸 線轉動，翻動煤層，粉碎爐渣，碎渣由碎渣輥設的條形孔落入碎渣輥內， 由排渣螺旋匯集、輸送至落渣管，落下排出。本發明的燃燒方法還采用 完善的檢測裝置和計算機控制，對煤粒燃燒過程迸獰調控，使得煤層燃 燒更加充分，更加科學。
權利要求
1、薄煤層旋轉燃燒方法，將煤粒置于留有高溫火床的旋轉爐膛內進行燃燒，包括下列步驟a、煤粒輸入計量供煤機(1)中，經稱量定量送入加煤桿(2)設的風力加煤管中；b、加煤桿(2)出煤端置于旋轉爐膛(3)上方，沿爐膛半徑方向作往復運動，進入風力加煤管的煤粒由風力送入爐膛內；c、爐膛(3)固定在支架上，繞軸旋轉，進入爐膛(3)上方的煤粒在加煤桿(2)往復運動和爐膛(3)旋轉作用下，落在燃燒的火床表面，形成均勻的薄煤層；d、煤層在爐膛(3)旋轉和排渣器(4)轉動的共同作用下，與鼓風機(5)鼓進爐膛(3)內的助燃空氣中的氧相結合，迅速著火，穩定、均衡地燃燒，加熱受熱設備；e、在出渣過程中，燃燒的煤層，隨著爐膛(3)旋轉，排渣器(4)轉動，粉碎、收集爐渣，掉入爐膛中心設的落渣管(7)中排出；f、煤粒的供料、燃燒和出渣過程均由檢測裝置和計算機控制，優化燃燒過程。
2、 根據權利要求1所述的薄煤層旋轉燃燒方法，其特征在于所述的 煤粒為經過分級的原煤/和經制粒的型煤，粒徑為10—25mm。
3、 根據權利要求1所述的薄煤層旋轉燃燒方法，其特征在于所述計 量供煤是先根據工況，確定加煤量，再經計量供煤機(1)稱量，定量供 煤，計量精度為士20g ，煤粒入爐量可調。
4、 根據權利要求1所述的薄煤層旋轉燃燒方法，其特征在于所述加 煤桿(2)進煤端與計量供煤機(1)連接，出煤端置于爐膛(3)上方設 的支撐環上，由所設的驅動裝置帶動加煤桿(2)作往復、變時步進運動， 自爐膛邊緣向爐膛中心加煤，每次加煤的煤層厚度15—30mm。
5、 根據權利要求1所述的薄煤層旋轉燃燒方法，其特征在于所述爐 膛(3)由爐壁和可拆卸的爐排構成，固定在支架(6)上，下設轉動軸 與傳動裝置連接，驅動爐膛(3)旋轉，煤層在留有火床上燃燒，供熱能力可達10X16e大卡/時，爐膛(3)旋轉速度可調。
6、根據權利要求1所述的薄煤層旋轉燃燒方法，其特征在于所述的 排渣器(4)由圓筒形碎渣輥內設排渣螺旋構成，分別固定在爐膛中心不 動軸上，圍繞各自的軸線旋轉，爐膛(3)帶動煤層旋轉，碎渣輥轉動粉 碎煤渣，碎渣穿過碎渣輥上設的條形孔落入筒內，排渣螺旋將爐渣輸送 至密封的落渣管(7)排出。 '
全文摘要
本發明屬原煤燃燒領域，尤其涉及煤粒置于留有高溫火床的旋轉燃燒室內進行燃燒方法。該方法包括煤粒輸入計量供煤機經稱量送入加煤桿設的風力加煤管中；加煤桿出煤端置于旋轉爐膛上方，沿爐膛半徑往復運動，煤粒由風力送入爐膛內；煤粒在加煤桿往復運動和爐膛旋轉作用下，在火床表面上形成均勻煤層；煤層在爐膛旋轉和排渣器轉動作用下，與助燃空氣中氧結合，著火燃燒；煤層在爐膛旋轉，排渣器轉動，粉碎、收集爐渣，掉入落渣管排出。優點是，薄煤層旋轉燃燒，又有二次風助燃，燃煤合理、科學，燃燒充分、完全，提高了熱效率，降低煤耗30％；使用的設備結構緊湊合理、造價低，安全可靠，運行費用低；避免了燃燒機械臟亂差、污染環境的弊病。
文檔編號C10B47/30GK101659873SQ200910009770
公開日2010年3月3日 申請日期2009年1月20日 優先權日2008年5月28日
發明者許開義 申請人:上海安麥機電技術工程有限公司