CN110207104A - 一种炉外化石燃料焚前预处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种炉外化石燃料焚前预处理装置，涉及煤粒破碎燃烧技术领域，其包括锅炉本体和与之连接的旋风分离器，所述旋风分离器的底部连接有循环灰下流管，循环灰下流管上安装有回料阀，循环灰下流管与预处理室连接，预处理室上设有进料口，所述预处理室内还安装有煤粒流化装置，预处理室外还连接有与煤粒流化装置对应的进气口，所述预处理室还通过煤成品出料管与锅炉本体连接，本发明的有益效果是：利用高温循环灰预热新煤，使新煤热解破碎，实现煤粒细化、有利于煤粒预热、除湿、以及煤粒污染物预处理。

Description

一种炉外化石燃料焚前预处理装置

技术领域

本发明涉及煤粒破碎燃烧技术领域，具体是一种炉外化石燃料焚前预处理装置。

背景技术

我国劣质煤资源储量大，热值低，这些低热值煤由于灰分高、热值低的原因，作为燃料应用的不多，其用于发电的很大一部分煤没有得到充分的利用，导致锅炉运行效率低，经济效应较差。如现有的石煤资源，储量达到618.8亿吨左右，但是存在难以破碎及磨损指数大的特性，采用机械破碎方式破碎后颗粒粒度大、能耗高、锅炉效率下降、破碎设备磨损严重、投资成本增加、破碎过程噪声大、粉尘大。

结合现有循环流化床燃烧锅炉及机械破碎方式存在的问题，以及沸腾炉和流化床锅炉特性，提出了一种炉外化石燃料焚前预处理装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种炉外化石燃料焚前预处理装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种炉外化石燃料焚前预处理装置，包括锅炉本体和与之连接的旋风分离器，所述旋风分离器的底部连接有循环灰下流管，循环灰下流管上安装有回料阀，循环灰下流管与预处理室连接，预处理室上设有进料口，所述预处理室内还安装有煤粒流化装置，预处理室外还连接有与煤粒流化装置对应的进气口，所述预处理室还通过煤成品出料管与锅炉本体连接。

作为本发明进一步的方案：所述锅炉本体具有上下分布的炉膛稀相区直段和鼓泡扩散段。

作为本发明再进一步的方案：所述预处理室通过气体与轻质产物出口与锅炉本体或气体处理设备连接。

作为本发明再进一步的方案：所述预处理室与锅炉本体一体设置或相互独立。

作为本发明再进一步的方案：所述预处理室内还设有大块煤排除机构。

作为本发明再进一步的方案：所述预处理室内设有用于提升高温循环灰在预处理室内停留时间的飞灰挡板。

作为本发明再进一步的方案：所述进气口内通入有高温烟气，所述进气口通过管道与旋风分离器的排气口连接。

作为本发明再进一步的方案：所述预处理室的侧面设有布风板。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）利用高温循环灰预热新煤，使新煤热解破碎；（2）有利于对煤粒进行除湿作用，以及去除煤粒污染物；（3）可解决机械设备的磨损问题，提高破碎设备使用寿命，降低投资成本；（4）破碎比高，煤破碎后粒径小，提高石煤燃烧特性，着火快，提高锅炉燃烧效率，提高经济效益；（5）细化后煤粒有利于入炉，降低能耗，降低运行成本；（6）相对于机械破碎，噪声小，粉尘小，工作环境良好；（7）适用于各种炉形，安装固定方便，操作简单便捷。

附图说明

图1为一种炉外化石燃料焚前预处理装置的结构示意图（裤衩炉）。

图2为一种炉外化石燃料焚前预处理装置的结构示意图（普通炉）。

图3为一种炉外化石燃料焚前预处理装置中预处理室的结构示意图。

图4为一种炉外化石燃料焚前预处理装置中预处理室的俯视图。

图中：100-锅炉本体、101-炉膛稀相区直段、102-鼓泡扩散段、200-旋风分离器、201-回料阀、202-循环灰下流管、300-预处理室、301-煤粒流化装置、302-气体与轻质产物出口、303-煤成品出料管、304-进料口、305-进气口、306-布风板。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例1

请参阅图1～4，本发明实施例中，一种炉外化石燃料焚前预处理装置，包括锅炉本体100和与之连接的旋风分离器200，为了实现分级燃烧，锅炉本体100具有上下分布的炉膛稀相区直段101和鼓泡扩散段102，所述旋风分离器200的底部连接有循环灰下流管202，当然，循环灰下流管202上安装有回料阀201，此处，循环灰下流管202用于对旋风分离器200分离出来的烟灰（即高温循环灰）进行收集，循环灰下流管202与预处理室300连接，预处理室300上设有进料口304，用于向预处理室300内输入新煤，当高温循环灰与新煤在预处理室300内发生混合后，冷态的新煤与高温循环灰发生换热，新煤表面迅速升温，由于新煤本身存在的热阻使其表面与内部产生温度梯度，从而导致热应力发生梯度变化，当热应力超过新煤本身材料屈服强度的时候，会以内部的小孔隙为基础产生裂纹，同时随着新煤内部温度达到一定值后，挥发分开始往外析出，由于新煤结构致密，析出物难以及时析出，造成析出物集聚，产生较大的膨胀压力，会使新煤内部压强增大，加剧了新煤的一次爆裂，导致内部压强进一步增大，致使热应力进一步集中，由于膨胀应力的增大，使裂纹进一步增大，当膨胀应力大于材料应力时，新煤就可以碎裂细化；当然此处预处理室300内还安装有煤粒流化装置301，预处理室300外还连接有与煤粒流化装置301对应的进气口305，用于对新煤进行流化，同时将碎裂细化后的新煤与高温循环灰一起送入到锅炉本体100内，预处理室300通过气体与轻质产物出口302与锅炉本体101连接；而且所述预处理室300与锅炉本体100一体设置或相互独立。

当然，进一步的来说，所述预处理室300还通过煤成品出料管303与锅炉本体100连接，具体的，煤成品出料管303可以与锅炉本体100的鼓泡扩散段102连接，在实际应用时，新煤细化后得到的小颗粒煤可以与高温循环灰一起经气体与轻质产物出口302被吹入到锅炉本体100内，而部分较大颗粒煤可以通过此煤成品出料管303进入到锅炉本体100内，在锅炉本体100内进行进一步的升温、爆裂和细化，当然，此处当预处理室300还通过煤成品出料管303与锅炉本体100连接后，由于煤料在预热后会产生一些污染物，因此气体与轻质产物出口302也可以与气体处理设备连接，进行降尘、换热等作业，具体根据实际使用情况而定。

然而，对于可能存在的少数新煤无法细化或者细化后颗粒较大，不能满足进入锅炉本体100内的粒径要求，所述预处理室300内还设有大块煤排除机构，定期将预处理室300内的大块煤清扫出预处理室300，当然，也可采用通过在预处理室300的底部增加排渣口的方式排除大块煤（即大块煤排除机构可以为排渣口），对于易破碎煤种，本实施例也可以不设置大块煤排除机构。

本实施例中的锅炉本体100既可以为裤衩炉形状，又可以为普通炉形状，具体可以根据用于的使用需求来定。

实施例2

请参阅图3～4，本发明实施例中，一种炉外化石燃料焚前预处理装置，为了提升新煤的换热或者热交换效果，来使得新煤能更好的细化，所述预处理室300内设有用于提升高温循环灰在预处理室300内停留时间的飞灰挡板，有助于实现热量的积累，强化热交换效应，飞灰挡板的数量可以为多个，只需要能减缓高温循环灰的运动速度即可，在此不对飞灰挡板的结构和布置方式进行具体的描述。

另外，由于煤粒流化装置301使用的是进气口305进入的新风，其温度较低，不利于保持预处理室300的高温环境，对新煤的细化造成了影响，因此，所述进气口305通入有高温烟气，具体的来说，所述进气口305可以通过管道与旋风分离器200的排气口连接，必要的可以在管道上增加过滤装置，来排除一些小颗粒杂质等，利用旋风分离器200排出的高温烟气来对新煤进行流化，有利于细化煤粒、除湿。

同时，本实施例在所述预处理室300的侧面设有布风板306，用于向预处理室300内输入风力，以保证预处理室300内的风量分布均匀，有利于细化后的新煤和高温循环灰进入到锅炉本体100内，布风板306所用的风源也可以是上述的高温烟气。对于易破碎煤种，预处理室300内也可以不设置布风板306。

需要特别说明的是，本技术方案中，外置的预处理室300能实现新煤与高温循环灰的换热，使新煤热解破碎，无需要借助机械粉碎设备，同时这种方式还能实现对煤粒的除湿作用，一举多得，破碎比高，煤破碎后粒径小，提高石煤燃烧特性，着火快，提高锅炉燃烧效率，提高经济效益；细化后煤粒有利于石煤入炉，降低能耗，降低运行成本；炉外燃料预处理细化煤粒相对于机械破碎，噪声小，粉尘小，工作环境良好；适用于各种炉形，安装固定方便，操作简单便捷。

本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种炉外化石燃料焚前预处理装置，包括锅炉本体（100）和与之连接的旋风分离器（200），所述旋风分离器（200）的底部连接有循环灰下流管（202），循环灰下流管（202）上安装有回料阀（201），其特征在于，循环灰下流管（202）与预处理室（300）连接，预处理室（300）上设有进料口（304），所述预处理室（300）内还安装有煤粒流化装置（301），预处理室（300）外还连接有与煤粒流化装置（301）对应的进气口（305），所述预处理室（300）还通过煤成品出料管（303）与锅炉本体（100）连接。

2.根据权利要求1所述的一种炉外化石燃料焚前预处理装置，其特征在于，所述锅炉本体（100）具有上下分布的炉膛稀相区直段（101）和鼓泡扩散段（102）。

3.根据权利要求1所述的一种炉外化石燃料焚前预处理装置，其特征在于，所述预处理室（300）通过气体与轻质产物出口（302）与锅炉本体（100）或气体处理设备连接。

4.根据权利要求1所述的一种炉外化石燃料焚前预处理装置，其特征在于，所述预处理室（300）与锅炉本体（100）一体设置或相互独立。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种炉外化石燃料焚前预处理装置，其特征在于，所述预处理室（300）内还设有大块煤排除机构。

6.根据权利要求5所述的一种炉外化石燃料焚前预处理装置，其特征在于，所述预处理室（300）内设有用于提升高温循环灰在预处理室（300）内停留时间的飞灰挡板。

7.根据权利要求1或2或3或4或6所述的一种炉外化石燃料焚前预处理装置，其特征在于，所述进气口（305）内通入有高温烟气，所述进气口（305）通过管道与旋风分离器（200）的排气口连接。

8.根据权利要求7所述的一种炉外化石燃料焚前预处理装置，其特征在于，所述预处理室（300）的侧面设有布风板（306）。