[实用新型]一种数控煤粉气化燃烧机

说明书

技术领域

本实用新型涉及煤粉燃烧设备技术领域，具体地，涉及一种数控煤粉气化燃烧机。 

背景技术

从资源储备来看我国是富煤贫油，从大型锅炉窑炉的能源结构来看我国目前是多煤少油，从减少国家对石油依赖的角度来说应该提倡使用燃煤，从节约开支降低生产成本的用户需求来说大家更需要烧煤。但是很多传统的燃煤设备热效率低下、烟囱黑烟滚滚，不仅造成能源的巨大浪费而且给环境造成了很大污染。面对节能与环保这对矛盾，应用节能环保的新型燃煤设备是国内的重要课题，其中煤的气化燃烧是实现节能环保双重目标的重要途径。 

窑炉领域煤气发生炉的现状和煤粉燃烧器的应用，主要包括以下几个方面： 

(1)煤气发生炉在窑炉领域的应用 

国内曾有沥青搅拌站(开放式窑炉)的用户尝试使用煤气发生器，终因不能满足生产需要而告败，究其原因主要有以下几点： 

沥青搅拌站的生产是间歇式的随用随停，而如图1所示的煤气发生器从点火到产生煤气必须经过较长的时间，当拌合机停车时该炉的熄火也有问题，因此不能想启就启、想停就停。 

如图1所示，该煤气发生器包括自上向下依次配合安装的装料设备(如装料设备2)、燃烧炉、灰盘(如灰盘9)和风机(风机10)。装料设备的入口为燃料入口(如燃料入口1)，在灰盘上设有灰道(如灰道8)。在燃烧炉的上方设有搅拌孔(搅拌孔3)，燃烧炉的侧壁内部为炉身(如炉身4)，在炉身上设有煤气出口(如煤气出口6)，在煤气出口上设有煤气导出管(煤气导出管5)，在燃烧炉的底部内侧设有炉篦(如炉篦7)，在燃烧炉内侧中部自上向下依次设有空层、干燥层、干馏层、还原层、燃烧层和灰层。 

为了保证产品质量，骨料温度必须稳定在160℃以上的设定值。因此燃烧器的输出功率应该随着沙石料的含水量及上料量的变化而变化，这就要求火焰至少应具有4：1的调节比。由于煤块的表面积相对很小，氧化还原反应发生的很慢，显然常规煤气发生器不可能实现大范围的调节比。 

煤气中热值较高的水煤气其热值仅有3000多大卡，一个5000型的搅拌站小时耗气量可达8000m³，为了正常生产煤气发生器的体积会很大，还要有个硕大的储气罐，高温煤气经储气罐降温以后会白白丢掉很多热能。 

煤气发生器与煤气燃烧器是两个独立的单元，成套设备造价会较高，使用操作也不方便，同时又增加了占地面积和运行维护成本。 

煤气发生炉长期运行时存在着许多隐患，极易产生大量硫化氢、焦油、酚水等污染物，对空气、环境和人体等都有较大的损害，伴生的焦砟也会产生二次污染。此外，水煤气的主要成分是一氧化碳和氢气，启动点火和停车过程中系统内部的气体经常处于爆炸浓度，必须严格进行氮气置换与放散工作，操作不当或燃气泄漏极易导致爆炸和中毒等恶性事故。 

(2)窑炉领域煤粉燃烧器的应用 

由于各种因素使得煤气发生器不能应用在沥青拌合机等窑炉上，为了降低生产成本目前国内很多沥青拌合站都在使用煤粉燃烧器。此种煤粉燃烧器的最大特点就是：粗放的产品定位和脏乱差的直观印象以及低下的控制功能，其缺点主要为以下几点： 

煤粉的喷入方向与火焰的走向相同，煤粉进入炉内初期温度很低未被点燃，因此炉内都有着明显的“黑火头”，实际上煤粉经过高温区的时间很短。为了确保煤粉的充分燃烧就要求“吃细粮”，对煤粉的热值、挥发份和细度要求较高，煤质稍差就会造成频繁断火以及低产能高煤耗。因此很多地区被迫舍近求远，仅因当地产的煤热值和挥发份稍差，不得不千里迢迢去买神木的煤(很多煤粉燃烧器的使用手册中强调只能燃用新疆某地和神木两处的煤)，大幅度增加了生产成本。 

由于煤粉经过高温区的时间极为短暂(0.1秒左右)，为使其充分燃烧就必须充分给氧加大燃烧强度，因此炉体末端、出火口处和引火筒内温度极高(>1500℃)，煤粉中的灰分熔化后产生的焦砟混入骨料会影响产品质量，焦砟散落地上又污染环境。加上频繁启停的骤冷骤热工况和结焦清渣的影响，导致耐火保温砖的寿命很短，维护成本居高不下并因此经常被迫停产误工。 

控制系统十分简单、自动化程度很低，鼓风量只能凭经验去手动调节风门，风与煤不能良好同步比例调节，更不能精确量化风／煤比。因此喷煤少时经常断火，喷煤多时又燃烧不充分冒黑烟，火焰调节比一般都<3：1，骨料温度只能依赖手动调节上料量来控制，而且经常超过±9℃的国家标准。 

开放式的工作模式导致粉尘及焦砟污染严重，不能比例调节鼓风量又导致尾气一氧化碳和氮氧化物排放严重超标，严重污染除尘布袋和导致布袋烧毁的事故均有发生。