[其他]带预燃室的煤粉煤浆燃烧锅炉

说明书

本发明涉及一种带预燃室的煤粉煤浆燃烧装置，尤其是适用于对原烧油炉改烧水煤浆或将原煤粉炉改烧劣质煤之锅炉改造。

七十年代末美国瑞典等开始研究高浓度水煤浆，现已取得实验室研究的初步成功，目前正处于工业性试验阶段。我国于1981年4月由浙江大学首先开展水煤浆的基础研究，并取得实验室研究和工业中间试验的成功，开始工业性试验。水煤浆可代替原来燃油锅炉的燃料油，但国内外的燃油锅炉容积负荷为200×10³～400×10³大卡/米³·时，而一般煤粉炉为120×10³～170×10³大卡/米³·时，所以普遍认为燃油锅炉改烧水煤浆后锅炉出力将下降30%～50%左右。同时改烧水煤浆后炉底沉灰，特别是平底油炉的炉底沉灰无法解决。因此如何解决不降低或少降低锅炉出力和炉底出灰问题是水煤浆推广应用的关键。目前，采用煤粉预燃室，如“煤粉预燃室燃烧器的试验研究及发展（徐旭常等燃烧科学与技术1984年第二辑）”，依靠一次风和旋流造成一个中心回流区，卷吸高温烟气及高温炉壁热辐射，能较好地实现少油点火及劣质煤粉着火问题，但对水煤浆的稳定着火，锅炉出力降低及炉内除灰问题尚未解决。

本发明的目的是采用一种复合燃烧装置，使燃料在该复合燃烧装置处先进行预燃或燃烧之后进入锅炉本体中燃尽冷却，达到使原燃油炉改烧水煤浆或原煤粉炉改烧劣质煤后不降低原出力的要求。

为达到上述目的，本发明采取如下措施：

在原有的锅炉本体之前设置一个复合燃烧装置，该燃烧装置的上部、中部分别设有立式预燃室和前置预燃室并设有高速反吹射流，使此处形成高温烟气回流达到稳定点火和高温燃烧的目的，中下部设有连接锅炉本体的转弯烟室，由于该转弯烟室处截面扩大速度降低，故粗粒在此处得以沉降和落至下部所设的细灰沸腾炉或层燃炉处进一步燃尽，其余细灰随烟气进入锅炉本体进行燃烬和冷却。

附图是带预燃室的煤粉煤浆燃烧锅炉的示意图。

图中燃料（水煤浆或煤粉）从燃料加料口〔11〕送至立式预燃室〔1〕处，雾化介质和热风分别由雾化介质入口〔12〕一次风入口〔8〕和二次风入口〔9〕提供。此外还设有反吹高速稳燃射流〔16〕，促使高温烟气形成稳定点火区。燃烧产物经转弯烟室〔3〕时截面扩大速度降低，粗粒沉降至细灰沸腾炉或层燃炉〔4〕处得以进一步燃尽。所需热空气由空气预热器〔7〕提供，沸腾风〔15〕由沸腾风机从底部供给沸腾炉。在烟气进入锅炉本体入口处由三次风入口〔10〕供给三次风，其目的使烟气充分混合提供燃尽所需之空气量。在立式预燃室后设置的前置燃烧室〔2〕内壁涂有高温耐火层，外壳附近装有水冷盘管，使燃烧在绝热高温下进行，其炉温维持在1500℃左右。转弯处还设有入炉旋流燃烧器〔5〕，在炉内灰分可定期排除，在其中可排除40%左右，未被分离的飞灰随烟气进入锅炉本体〔6〕中，大部分细灰可随烟气通过烟气出口〔14〕排出，受热面的冷却水由冷却水进出口〔13〕给出。立式预燃室〔1〕、前置燃烧室〔2〕及供燃烧转弯分离和沉降的粗粒燃料的细灰沸腾炉或层燃炉〔4〕分别位于立式前置复合燃烧装置的上部、中部、下部。

立式预燃室一次风为直流或旋流型，一次风量为总风量的10～20%，风速为10米/秒左右，使预燃室内减少加热空气所耗热量并处于贫氧燃烧。在煤浆主喷嘴和煤粉燃烧器旁边装有点火用小油量喷嘴。在预燃室出口300～500mm处装有高速反吹射流，其风速为100～200米/秒，使高温烟气回流，形成稳定点火区。在预燃室出口即预燃室长度L与直径D之比等于1.2～1.5处送入二次风，并采用旋转气流，其风量为总风量的40%左右，风速为30～40米/秒。烟气在进入锅炉本体入口处装有三次风，以一定角度从切向送入，其风量约占20～40%，风速为30～40米/秒，其目的是使烟气充分混合，并提供燃尽所需的全部空气量，使所有煤浆或煤粉得到完全燃尽。在试验炉内预燃炉内径φ200mm，L/D＝1.4，一次风量为10～20%，风速为8～10米/秒。采用山东八一煤浆和抚顺煤煤浆，其浓度为63～70%均能顺利着火和稳定燃烧，炉内温度可达1480℃，炉壁无结渣运行正常。