阅读说明：本技术 一种燃煤锅炉新型燃烧系统 (Novel combustion system of coal-fired boiler ) 是由 王苗苗 王昕� 王皓堃 王浩晨 王芝岭 王济塘 于 2020-08-11 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种燃煤锅炉新型燃烧系统,包括锅炉以及与锅炉相连的蒸汽出汽管和烟道；所述烟道与烟囱连接,所述烟道和烟囱之间的管道上设有热空气发生器、水蒸汽发生器、鼓风机、烟气处理装置和引风机；所述热空气发生器分别与鼓风机和锅炉的进风管连接；所述水蒸汽发生器与锅炉的进风管连接。通过在烟道与烟囱之间的管道上设置水蒸汽发生器利用烟气的余热将水由液态转换为汽态,并将水蒸汽与锅炉的进风管连接,从而增加锅炉内的水蒸汽的含量,通过水蒸汽吸附空气中的氧分子,增加锅炉内的含氧量,保证燃料燃烧充分,从而降低了烟气中含氧量,节约能源；通过利用烟气的余热将进入锅炉内的空气进行加热,减少锅炉的热量消耗。(The invention relates to a novel combustion system of a coal-fired boiler, which comprises a boiler, a steam outlet pipe and a flue, wherein the steam outlet pipe and the flue are connected with the boiler; the flue is connected with the chimney, and a pipeline between the flue and the chimney is provided with a hot air generator, a water vapor generator, a blower, a flue gas treatment device and an induced draft fan; the hot air generator is respectively connected with the air blower and an air inlet pipe of the boiler; and the water vapor generator is connected with an air inlet pipe of the boiler. The water vapor generator is arranged on the pipeline between the flue and the chimney, the water is converted into a vapor state from a liquid state by using the waste heat of the flue gas, and the water vapor is connected with the air inlet pipe of the boiler, so that the content of the water vapor in the boiler is increased, oxygen molecules in the air are adsorbed by the water vapor, the oxygen content in the boiler is increased, the full combustion of fuel is ensured, the oxygen content in the flue gas is reduced, and the energy is saved; the waste heat of the flue gas is utilized to heat the air entering the boiler, so that the heat consumption of the boiler is reduced.)

一种燃煤锅炉新型燃烧系统

技术领域

本发明涉及工业锅炉技术领域，具体涉及一种燃煤锅炉新型燃烧系统。

背景技术

锅炉的主要工作原理是一种利用燃料燃烧后释放的热能或工业生产中的余热传递给容器内的水，使水达到所需要的温度或一定压力蒸汽的热力设备。

锅炉燃烧情况对整个系统的热经济性、安全性和环保性具有重要影响，若燃烧状况差，则锅炉效率低，同时飞灰中含碳、氧量高，会加剧炉膛各受热面的磨损、SCR催化剂的机械磨损，并且，粘附在SCR催化剂、空气预热器波纹板、静电除尘器极板上的高含碳可燃物在高负荷运行时，还可能发生二次燃烧而损伤设备。因此，现代燃煤发电厂为了确保锅炉良好的燃烧效果，尤其是机组低负荷运行工况下，通常是以提高锅炉的进风量为前提，再辅以一系列调节蒸汽温度的手段来保证燃烧效率及蒸汽温度，虽然可一定程度上改善锅炉的燃烧情况，但却是以提高锅炉进风量及炉膛出口烟气含碳、含氧量为前提，不仅使得锅炉燃烧时的氮氧化物生成浓度大幅增加，还会使得整个烟气量增加，导致风机功耗及排烟损失增加。因而，这实质上是一种高碳、高氧、高氮、低压大进风量、大引风排放量的燃烧方式，增加了能量消耗。

发明内容

本发明针对现有技术中锅炉燃烧不充分、风机功耗大导致资源浪费的问题，提供一种燃煤锅炉新型燃烧系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种燃煤锅炉新型燃烧系统，包括锅炉以及与锅炉相连的蒸汽出汽管和烟道；

所述烟道与烟囱连接，所述烟道和烟囱之间的管道上设有热空气发生器、水蒸汽发生器、鼓风机、烟气处理装置和引风机；

所述热空气发生器分别与鼓风机和锅炉的进风管连接；

所述水蒸汽发生器与锅炉的进风管连接。

本发明的有益效果是：本申请通过在烟道与烟囱之间的管道上设置水蒸汽发生器利用烟气的余热将水由液态转换为气态，并将水蒸汽与锅炉的进风管连接，从而增加锅炉内的水蒸汽的含量，通过水蒸汽吸附空气中的氧分子，增加锅炉内的含氧量，保证燃料燃烧充分，从而降低了烟气中的含碳、含氧量、含氮量；通过将热空气发生器设置在烟道上，利用烟气的余热将进入锅炉内的自然空气进行加热变为热空气，减少锅炉的热量消耗，节约能源。本发明通过高风压、低风量的方式使锅炉内的煤层充分燃烧，实现降低排放的目的。

在上述技术方案的基础上，本发明为了达到使用的方便以及装备的稳定性，还可以对上述的技术方案作出如下的改进：

进一步，所述蒸汽出汽管通过回汽管与锅炉的进风管连接。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：通过将回汽管与锅炉的进风管连接，将部分水蒸汽补充至锅炉燃烧区内，通过水蒸汽附着空气中的氧从而增加锅炉内的含氧量，使燃料燃烧的更加充分，节约能源。

进一步，所述鼓风机的数量为1个，所述鼓风机的功率为5.5kW～22kW。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：通过设置鼓风机的数量和功率，从而保证进入锅炉内的空气量，使燃料燃烧的更加充分，减少资源浪费。

进一步，所述鼓风机的压力为7300～4800Kpa。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：通过将鼓风机由低风压变为高风压在保证锅炉运行期间负压的状态下，尽可能的增加锅炉燃烧区的风压度，保证锅炉内燃料燃烧所需的压力，保证燃料充分燃烧，降低飞灰中的含碳量、含氮量和含氧量。

进一步，所述引风机的电机功率为11～37kW。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：由于锅炉内燃料充分燃烧后使锅炉排出的烟气量减小，因此对引风机的功率要求降低，节约了能源，减少了排放。

进一步，所述引风机的流量为9600～15000m³/h。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：由于锅炉内燃料充分燃烧因此排出的烟气量降低，对引风机的流量要求降低，采用低流量的引风机既能保证烟气的排放需求，同时节约电能85％左右，节约燃煤40％以上，烟气的排气量减少90％左右。

进一步，所述烟气处理装置包括连接的脱硝器、脱氨器、湿电脱尘器和脱氮器。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：通过设置脱硝器和脱氨器等可以消除烟气中的有害成分，从而满足排放要求。

进一步，所述水蒸汽发生器与自动补水装置连接。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：通过将水蒸汽发生器与自动补水装置连接，可保证足量的水蒸汽补充至锅炉燃烧区内，保证锅炉燃料的充分燃烧。

进一步，所述水蒸汽发生器设置在烟道的外部。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：通过将水蒸汽发生器包覆在烟道的外部可将水蒸汽发生器内的水与烟道内的高温烟气进行热交换产生蒸汽，缩短加热时间。

附图说明

图1为本发明燃煤锅炉新型燃烧系统的示意图。

附图标记记录如下：锅炉1，蒸汽出汽管2，烟道3，热空气发生器4，水蒸汽发生器5，自动补水装置6，鼓风机7，烟气处理装置8，脱硝器8-1，脱氨器8-2，湿电脱尘器8-3，脱氮器8-4，引风机9，烟囱10，进风管11，回汽管12。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

一种燃煤锅炉新型燃烧系统(参见图1)，包括锅炉1以及与锅炉1相连的蒸汽出汽管2和烟道3；

所述烟道3与烟囱10连接，所述烟道3和烟囱10之间的管道上设有热空气发生器4、水蒸汽发生器5、烟气处理装置8和引风机9；

所述热空气发生器4分别与鼓风机7和锅炉1的进风管11连接；

所述水蒸汽发生器5与锅炉1的进风管11连接。

所述蒸汽出汽管2通过回汽管12与锅炉1的进风管11连接。锅炉1内设有蒸汽含量检测装置，当锅炉1内的水蒸汽含量超过10％时，可关闭回汽管12从而保证锅炉1内燃料与含氧量的比例达到最优值，降低烟气中的含碳量、含氮量和含氧量。

实施例1，以40T燃煤锅炉为例，在锅炉产生相同量水蒸汽的情况下，燃煤锅炉采用该新型燃烧系统的相关参数与现有燃烧系统的相关参数的对比结果如表1所示：

表1

将鼓风机7由原来的两台或多台改为1台，鼓风机7的功率由原来的110kW改为22kW，鼓风机7的流量由原来的47000～83000m³/h改为7700～9500m³/h；所述鼓风机7的压力由原来的低压4200～2900Kpa改为高压7300～6600Kpa。

引风机9的电机功率由原来的335KW以上改为37KW；引风机9的流量由原来的73000～174000m³/h改为为13000～17000m³/h。通过利用水蒸汽附带空气中氧分子的方式增加锅炉1燃烧区内的含氧量，通过利用高压鼓风机7使燃料充分燃烧，降低了烟气量及烟气中的含碳、含氧量和含氮量，因此极大的降低了引风机9的功率，与现有锅炉燃烧系统相比，该燃煤锅炉新型燃烧系统可节约电能约85％左右，节约燃煤量约40％以上，降低烟气排量90％左右，实现了节能减排的要求。

实施例2，以12T燃煤锅炉为例，在锅炉产生相同量水蒸汽的情况下，燃煤锅炉采用该新型燃烧系统的相关参数与现有燃烧系统的相关参数的对比结果如表2所示：

表2

燃烧系统相关参数	现有燃烧系统	本发明
			煤层厚度	14-16厘米	9厘米左右
送料频率	40-50Hz	35-45Hz
			鼓风机功率	37-45kW	5.5kW
引风机功率	90-110kW	11kW

实施例3，以20T燃煤锅炉为例，在锅炉产生相同量水蒸汽的情况下，燃煤锅炉采用该新型燃烧系统的相关参数与现有燃烧系统的相关参数的对比结果如表3所示：

表3

燃烧系统相关参数	现有燃烧系统	本发明
			煤层厚度	16-19厘米	11厘米左右
送料频率	40-50Hz	35-45Hz
			鼓风机功率	55kW-70kW	7.5kW
引风机功率	120-150kW	20kW

所述烟气处理装置8包括连接的脱硝器8-1、脱氨器8-2、湿电脱尘器8-3和脱氮器8-4。所述烟气处理装置8还包括脱硫器等。

所述水蒸汽发生器5与自动补水装置6连接。

所述水蒸汽发生器5设置在烟道3的外部。为了增加水蒸汽发生器5与烟道3内高温气体之间的热交换的效果，烟道3的外边可以设置多个散热片或散热筋。为了满足环保设备对烟道3温度的要求，水蒸汽发生器5也可安装在脱硫器与引风机9之间。水蒸汽发生器5如果受安装条件限制无法安装时，则可用回汽管12代替，当锅炉1燃烧区的煤含水量超过10％时，关闭回汽管12。可根据锅炉1的吨位大小，按照以上参数进行类推。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。