《一种数控煤粉气化燃烧机.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《一种数控煤粉气化燃烧机.pdf(9页完整版)》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103672868 A (43)申请公布日 2014.03.26 CN 103672868 A (21)申请号 201310676556.8 (22)申请日 2013.12.13 F23C 7/02(2006.01) F23K 3/02(2006.01) F23N 5/10(2006.01) (71)申请人 李延新 地址 100102 北京市朝阳区望京利泽中一路 1 号博雅国际中心 A1603 (72)发明人 李延新 (54) 发明名称 一种数控煤粉气化燃烧机 (57) 摘要 本发明公开了一种数控煤粉气化燃烧机, 包 括具有内部空腔的气化炉, 在所述气化炉的前端 设有。
2、燃烧室, 燃烧室的出口为出火口 ; 在所述气 化炉的顶部, 竖直设有穿过气化炉的顶壁与气化 炉内部空腔连通的一次送粉风入口 ; 位于所述一 次送粉风入口远离出火口的一侧, 所述气化炉顶 部配合设有鼓风机, 所述鼓风机的送风口与气化 炉的炉壁的外壳配合安装。本发明所述数控煤粉 气化燃烧机, 可以克服现有技术中环保性差、 使用 不方便和生产成本高等缺陷, 以实现环保性好、 使 用方便和生产成本低的优点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN。
3、 103672868 A CN 103672868 A 1/1 页 2 1. 一种数控煤粉气化燃烧机, 其特征在于, 包括具有内部空腔的气化炉, 在所述气化炉 的前端设有燃烧室, 燃烧室的出口为出火口 ; 在所述气化炉的顶部, 竖直设有穿过气化炉的 顶壁与气化炉内部空腔连通的一次送粉风入口 ; 位于所述一次送粉风入口远离出火口的一 侧, 所述气化炉顶部配合设有鼓风机, 所述鼓风机的送风口与气化炉的炉壁的外壳配合安 装。 2. 根据权利要求 1 所述的数控煤粉气化燃烧机, 其特征在于, 所述气化炉, 包括位于外 部的气化炉外壳, 位于内部的高温绝热体, 以及位于所述气化炉外壳与高温绝热体之间的 。
4、第一送风通道 ; 所述燃烧室, 包括与所述气化炉外壳连通的燃烧室外壳, 与所述高温绝热体的内壁连 接的气化炉内壳, 以及位于所述燃烧室外壳与气化炉内壳之间、 且与第一送风通道连通的 第二送风通道。 3. 根据权利要求 2 所述的数控煤粉气化燃烧机, 其特征在于, 在所述第二通道中, 设有 安装在高温绝热体的端部与气化炉内壳的端部之间的三次风环, 以及位于出火口、 且安装 在燃烧室外壳的端部与气化炉内壳的端部之间的五次风环。 4. 根据权利要求 3 所述的数控煤粉气化燃烧机, 其特征在于, 在所述第二通道中, 还设 有位于三次风环与五次风环之间、 靠近气化炉内壳、 且不接触燃烧室外壳的四次风环。。
5、 5. 根据权利要求 2-4 中任一项所述的数控煤粉气化燃烧机, 其特征在于, 所述高温绝 热体位于所述气化炉底部的部分, 具有倒 V 形二次水雾送风入口。 6. 根据权利要求 2-4 中任一项所述的数控煤粉气化燃烧机, 其特征在于, 在所述气化 炉与出风口相对一侧的炉壁上, 设有穿过所述气化炉外壳与高温绝热体的测温热电偶。 权 利 要 求 书 CN 103672868 A 2 1/5 页 3 一种数控煤粉气化燃烧机 技术领域 0001 本发明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 0002 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。
6、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。 0003 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 : 0004 (1) 煤气发生炉在窑炉领域的应用 0005 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。
7、因主要有以下几点 : 0006 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。 0007 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。
8、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。 0008 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。 0009 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。
9、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。 0010 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。 0011 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 说 明 书 C。
10、N 103672868 A 3 2/5 页 4 故。 0012 (2) 窑炉领域煤粉燃烧器的应用 0013 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 : 0014 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。
11、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。 0015 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。 001。
12、6 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。 0017 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。 0018 上述传统煤粉燃烧器的缺陷, 导致沥青混凝土的质量很难达到国家标准, 加上高 煤耗高污染的因素, 很多重点工程不让用煤粉燃烧器, 湮。
13、灭了很多用户降低生产成本的迫 切愿望。 0019 在实现本发明的过程中, 发明人发现现有技术中至少存在环保性差、 使用不方便 和生产成本高等缺陷。 发明内容 0020 本发明的目的在于, 针对上述问题, 提出一种数控煤粉气化燃烧机, 以实现环保性 好、 使用方便和生产成本低的优点。 0021 为实现上述目的, 本发明采用的技术方案是 : 一种数控煤粉气化燃烧机, 包括具有 内部空腔的气化炉, 在所述气化炉的前端设有燃烧室, 燃烧室的出口为出火口 ; 在所述气化 炉的顶部, 竖直设有穿过气化炉的顶壁与气化炉内部空腔连通的一次送粉风入口 ; 位于所 述一次送粉风入口远离出火口的一侧, 所述气化炉顶。
14、部配合设有鼓风机, 所述鼓风机的送 风口与气化炉的炉壁的外壳配合安装。 0022 进一步地, 所述气化炉, 包括位于外部的气化炉外壳, 位于内部的高温绝热体, 以 及位于所述气化炉外壳与高温绝热体之间的第一送风通道 ; 0023 所述燃烧室, 包括与所述气化炉外壳连通的燃烧室外壳, 与所述高温绝热体的内 说 明 书 CN 103672868 A 4 3/5 页 5 壁连接的气化炉内壳, 以及位于所述燃烧室外壳与气化炉内壳之间、 且与第一送风通道连 通的第二送风通道。 0024 进一步地, 在所述第二通道中, 设有安装在高温绝热体的端部与气化炉内壳的端 部之间的三次风环, 以及位于出火口、 且安。
15、装在燃烧室外壳的端部与气化炉内壳的端部之 间的五次风环。 0025 进一步地, 在所述第二通道中, 还设有位于三次风环与五次风环之间、 靠近气化炉 内壳、 且不接触燃烧室外壳的四次风环。 0026 进一步地, 所述高温绝热体位于所述气化炉底部的部分, 具有倒 V 形二次水雾送 风入口。 0027 进一步地, 在所述气化炉与出风口相对一侧的炉壁上, 设有穿过所述气化炉外壳 与高温绝热体的测温热电偶。 0028 本发明各实施例的数控煤粉气化燃烧机, 由于包括具有内部空腔的气化炉, 在气 化炉的前端设有燃烧室, 燃烧室的出口为出火口 ; 在气化炉的顶部, 竖直设有穿过气化炉的 顶壁与气化炉内部空腔连。
16、通的一次送粉风入口 ; 位于一次送粉风入口远离出火口的一侧, 气化炉顶部配合设有鼓风机, 鼓风机的送风口与气化炉的炉壁的外壳配合安装 ; 可以采用 逆程喷粉燃烧方式, 使煤粉在高温区的停留时间至少延长 4 倍, 可以就地取煤降低生产成 本 ; 从而可以克服现有技术中环保性差、 使用不方便和生产成本高的缺陷, 以实现环保性 好、 使用方便和生产成本低的优点。 0029 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述, 并且, 部分地从说明书中变 得显而易见, 或者通过实施本发明而了解。 0030 下面通过附图和实施例, 对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 附图说明 0031 附图用来提供对本发。
17、明的进一步理解, 并且构成说明书的一部分, 与本发明的实 施例一起用于解释本发明, 并不构成对本发明的限制。在附图中 : 0032 图 1 常规煤气发生器的结构示意图 ; 0033 图 2 为本发明数控煤粉气化燃烧机的工作原理示意图。 0034 结合附图 1, 实施例中附图标记如下 : 0035 1-燃料入口 ; 2-装料设备 ; 3-搅拌孔 ; 4-炉身 ; 5-煤气导出管 ; 6-煤气出口 ; 7-炉 篦 ; 8- 灰道 ; 9- 灰盘 ; 10- 风机。 0036 结合附图 2, 本发明实施例中附图标记如下 : 0037 1- 一次送粉风 ; 2- 二次水雾风 ; 3- 三次风环 ; 4。
18、- 四次风环 ; 5- 五次风环 ; 6- 鼓风 机 ; 7- 出火口 ; 8- 高温绝热体 ; 9- 测温热电偶 ; 10- 气化炉外壳。 具体实施方式 0038 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明, 应当理解, 此处所描述的优选实 施例仅用于说明和解释本发明, 并不用于限定本发明。 0039 为了克服常规煤气发生炉和传统煤粉燃烧器的各种弊病, 北京蒂吉博纳科技有限 公司研发了 ZZR-MF 数控煤粉气化燃烧机, 该 ZZR-MF 数控煤粉气化燃烧机彻底颠覆了常规 说 明 书 CN 103672868 A 5 4/5 页 6 煤气发生炉和传统煤粉燃烧器的燃烧理念和控制原理, 集新型煤气。
19、发生炉和数控燃烧机的 功能于一身, 产品性能产生了超常想象的巨大飞跃。 0040 为了克服常规煤气发生炉不能随时启停和功率调节范围太小的弊病, 该 ZZR-MF 数控煤粉气化燃烧机将烧块煤改为烧煤粉。为了克服传统煤粉燃烧器的各种弊病, 该 ZZR-MF 数控煤粉气化燃烧机采用了与常规煤粉燃烧器完全相反的逆程喷粉燃烧方式, 使煤 粉在高温区的停留时间至少延长了 4 倍, 相对而言可以 “吃粗粮” 降低对煤粉的热值及挥发 份的要求, 因此可以就地取煤降低生产成本。 0041 根据本发明实施例, 如图 2 所示, 提供了一种数控煤粉气化燃烧机。本实施例的 数控煤粉气化燃烧机, 包括具有内部空腔的气化。
20、炉, 在气化炉的前端设有燃烧室, 燃烧室的 出口为出火口 ( 如出火口 7) ; 在气化炉的顶部, 竖直设有穿过气化炉的顶壁与气化炉内部 空腔连通的一次送粉风 ( 如一次送粉风 1) 入口 ; 位于一次送粉风入口远离出火口的一侧, 气化炉顶部配合设有鼓风机 ( 如鼓风机 6), 鼓风机的送风口与气化炉的炉壁的外壳配合安 装。在气化炉与出风口相对一侧的炉壁上, 设有穿过气化炉外壳与高温绝热体的测温热电 偶 ( 如测温热电偶 9)。 0042 上述气化炉, 包括位于外部的气化炉外壳 ( 如气化炉外壳 10), 位于内部的高温绝 热体 ( 如高温绝热体 8), 以及位于气化炉外壳与高温绝热体之间的第。
21、一送风通道 ; 燃烧室, 包括与气化炉外壳连通的燃烧室外壳, 与高温绝热体的内壁连接的气化炉内壳, 以及位于 燃烧室外壳与气化炉内壳之间、 且与第一送风通道连通的第二送风通道。高温绝热体位于 气化炉底部的部分, 具有倒 V 形二次水雾送风 ( 如二次水雾风 2) 入口。 0043 在上述第二通道中, 设有安装在高温绝热体的端部与气化炉内壳的端部之间的三 次风环 ( 如三次风环 3), 以及位于出火口、 且安装在燃烧室外壳的端部与气化炉内壳的端 部之间的五次风环(如五次风环5)。 在第二通道中, 还设有位于三次风环与五次风环之间、 靠近气化炉内壳、 且不接触燃烧室外壳的四次风环 ( 如四次风环 。
22、4)。 0044 上述实施例的数控煤粉气化燃烧机, 通过减少鼓风量, 使炉内处于欠氧燃烧状态 ; 并通过向炉内喷水加速煤粉的氧化还原反应 ; 在炉内, 灼热的碳粒夺走了水中的氧, 分离出 的氢气与一氧化碳组成了水煤气。恰到好处的结果是 : 大量的水煤气和少量未燃尽的微小 碳粒随着火焰一起被喷入滚筒 ( 窑炉或锅炉 ) 最终燃尽。由于炉内温度控制在煤粉灰份熔 点 (1000左右 ) 以下, 有效地防止了焦砟与氮氧化物的生成, 并延长了炉体保温材料的使 用寿命, 既提高了产品质量又减少了常规煤粉炉清渣的麻烦, 同时还降低了污染排放, 可谓 是一举多得。 0045 由于煤粉有着很高的比表面积, 可以。
23、在很短的时间内完成氧化还原反应, 因此有 一个相当于常规煤气发生炉体积 1/10 的炉膛就可满足生产需求。由于水煤气从炉中喷进 滚筒后直接燃尽, 因而没有管道、 储罐的热损失提高了热效率。另外 : 煤粉的燃烧始终处于 密闭环境之中, 没有了煤气发生炉和传统煤粉燃烧器对环境、 空气的污染, 也没有了高温对 耐火保温砖的烧损和结焦清渣问题。另外, 点火前经过鼓风机二十秒钟的吹扫系统中不会 有爆炸性气体, 点火后煤粉在炉内高温环境中始终处于燃烧状态, 氧化还原反应生成水煤 气后便直接喷入滚筒燃烧, 因此不存在爆炸与中毒事件的后顾之忧。 0046 上述实施例的数控煤粉气化燃烧机, 采用液化气点火(大约。
24、30秒钟既可点燃), 不 仅方便快捷成本很低, 而且可以随时点火、 随时停车。该 ZZR-MF 数控煤粉气化燃烧机没有 说 明 书 CN 103672868 A 6 5/5 页 7 传统煤气发生炉和煤粉燃烧器的耐火保温砖, 而是采用不惧骤冷骤热的高科技耐火保温材 料, 因此使用寿命长、 运行成本和故障率都很低。 0047 上述实施例的数控煤粉气化燃烧机, 的数字控制系统使整机具有了 “傻瓜燃烧机” 的高自动化水平, 彩色触摸屏系统画面形象逼真各种参数都历历在目, 坐标画面各种重要 参数都以坐标形式显示出来, 可以显现前面任意时间的各种参数。 一扭开停机操作简单, 安 全可靠, 良好的风 / 煤。
25、比控制精确量化可达 1。在火焰调节比为 10 : 1 的宽泛区间内, 小 火稳定燃烧、 大火刚直明亮, 骨料温度控制精度高达 1、 炉内温度控制精度为 1。 0048 上述实施例的数控煤粉气化燃烧机, 的控制系统还具有完善的安全连锁保护和故 障自诊断功能, 出现故障时还会有声光和文字故障报警信息, 故障原因和解决方法一目了 然, 帮助操作者尽快排除故障恢复运行。 后台控制系统内部还有个类似飞机的黑匣子, 之前 几个月内该机运行中的各种数据都可以随时查阅。 0049 综上所述, 本发明上述各实施例的数控煤粉气化燃烧机, 本质上就是一款将煤气 发生炉与煤粉燃烧机组合为一体的、 节能环保且故障率很低。
26、的、 具有很高性价比的高端数 控煤粉气化燃烧一体机 ; 它克服了常规煤气发生炉点火停炉十分繁复和负荷调节范围很小 的缺陷, 占地和设备成本都被大幅度压缩 ; 同时他一改传统煤粉燃烧器简单粗放的脏乱差 形象, 风/煤比精确量化到1、 火焰调节范围是传统煤粉燃烧器的3倍以上、 自动控温精度 可达 1远优于国家标准、 故障率和维护费用远远低于传统煤粉燃烧器, 其优异性能远远超 出了人们对传统煤粉燃烧器的想象力。 0050 观摩过该数控煤粉气化燃烧机运行的行业领导和业内权威专家以及燃烧机用户 都认为 : 该数控煤粉气化燃烧机是体现国人在世界数控燃烧领域高科技水平的杰作, 具有 当代煤粉燃烧设备的世界先进水平。 0051 最后应说明的是 : 以上所述仅为本发明的优选实施例而已, 并不用于限制本发明, 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明, 对于本领域的技术人员来说, 其依然可 以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改, 或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内, 所作的任何修改、 等同替换、 改进等, 均应包含在本发明的 保护范围之内。 说 明 书 CN 103672868 A 7 1/2 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103672868 A 8 2/2 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 103672868 A 9 。