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工业 锅炉低NOx旋流 煤粉燃烧装置

阅读：204发布：2024-01-11

专利汇可以提供工业锅炉低NOx旋流煤粉燃烧装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种工业锅炉技术领域的工业锅炉低NOx旋流煤粉燃烧装置，包括：炉膛、旋流煤粉燃烧器、燃尽室、尾部烟道、灰斗、省煤器和空气预热器，炉膛分为下部的绝热炉膛和上部的水冷炉膛，绝热炉膛位于炉膛下部且为前后墙凸出或左右墙凸出结构，旋流煤粉燃烧器分别设置于绝热炉膛的前后墙或左右墙，灰斗位于绝热炉膛下部以收集煤粉燃烧后的灰渣，水冷炉膛内设有水冷壁以吸收辐射热量和对流热量从而加热从省煤器来的汽水混合物，燃尽室位于炉膛的上出口，尾部烟道位于燃尽室出口，省煤器和空气预热器依次设置于尾部烟道内。本发明实现旋流燃烧器的前后墙或两侧墙的对冲燃烧，既可实现稳定高效燃烧，又易实现低NOx燃烧技术的应用。，下面是工业锅炉低NOx旋流煤粉燃烧装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种工业锅炉低NOx旋流煤粉燃烧装置，包括：炉膛、旋流煤粉燃烧器、燃尽室、尾部烟道、灰斗、省煤器和空气预热器，其特征在于：炉膛分为下部的绝热炉膛和上部的水冷炉膛，绝热炉膛位于炉膛下部且为前后墙凸出或左右墙凸出结构，旋流煤粉燃烧器分别设置于绝热炉膛的前后墙或左右墙，灰斗位于绝热炉膛下部以收集煤粉燃烧后的灰渣，水冷炉膛内设有水冷壁以吸收辐射热量和对流热量从而加热从省煤器来的汽水混合物，燃尽室位于炉膛的上出口，尾部烟道位于燃尽室出口，省煤器和空气预热器依次设置于尾部烟道内。
2.根据权利要求1所述的工业锅炉低NOx旋流煤粉燃烧装置，其特征是，所述的绝热炉膛为凸出的拱形结构以便利于煤粉的充分混合燃尽，两个所述的旋流煤粉燃烧器分别位于绝热炉膛的墙后墙或左右墙并形成对冲燃烧方式。
3.根据权利要求1或2所述的工业锅炉低NOx旋流煤粉燃烧装置，其特征是，所述的旋流煤粉燃烧器为低NOx旋流煤粉燃烧器，其内部设有点火枪，旋流煤粉燃烧器的进口设有中心风管道，中心风管道的外部为一次风粉通道，一次风粉通道的外部依次设有二次风通道和三次风通道。
4.根据权利要求1所述的工业锅炉低NOx旋流煤粉燃烧装置，其特征是，所述的水冷壁的水冷壁外径有60mm、76mm或83mm，壁厚为3.5～6mm。
5.根据权利要求1所述的工业锅炉低NOx旋流煤粉燃烧装置，其特征是，所述的燃尽室内置高温受热面，燃尽室的进口依次布置过热器和锅炉管束。
6.根据权利要求5所述的工业锅炉低NOx旋流煤粉燃烧装置，其特征是，所述的锅炉管束由上下锅筒和对流管束连接构成，对流管束由直径为38～60mm的锅炉用钢管组成；该对流管束的中间设有若干隔墙以形成相应烟道实现引导烟气往返冲刷管束。
7.根据权利要求1所述的工业锅炉低NOx旋流煤粉燃烧装置，其特征是，所述的省煤器为铸铁省煤器或钢管省煤器，其中：铸铁省煤器由若干外侧带有方形肋片的铸铁以及
180°铸铁弯头串接组成；钢管省煤器由若干平行的蛇形无缝钢管串接组成。
8.根据权利要求1所述的工业锅炉低NOx旋流煤粉燃烧装置，其特征是，所述的空气预热器为立式钢管空气预热器或卧式钢管空气预热器，其中：立式空气预热器由若干焊接在上、下管板间的错列排列的钢管以及封闭设置于钢管外部的矩形管箱组成，烟气在钢管内流动放热，空气在钢管外横向冲刷吸热；卧式空气预热器由若干水平管串联组成，空气在水平管内流动吸热，烟气在水平管外横向冲刷放热。
9.根据权利要求1所述的工业锅炉低NOx旋流煤粉燃烧装置，其特征是，所述的旋流煤粉燃烧装置还包括辅助制粉系统，该辅助制粉系统包括：磨煤机、一次风机、二次风机和阀门，其中：一次风机的输出端分两路分别进入磨煤机和空气预热器，二次风机射而至于空气预热器的输出端，上述两路经混合后达到给定温度后进入磨煤机。

说明书全文

工业锅炉低NOx旋流 煤粉燃烧装置

技术领域

[0001] 本发明涉及到一种工业锅炉技术领域的装置，尤其是一种工业锅炉低NOx旋流煤粉燃烧装置。

背景技术

[0002] 在我国约有50多万台工业锅炉，每年燃烧煤炭超过4亿吨，而且大多数工业锅炉实际运行效率在70％左右，能源利用率低，能耗大，烟尘排放所造成的环境污染问题非常严重，污染物排放总量接近电站锅炉。在燃料方面，我国工业锅炉都直接燃烧未经洗选和加工处理的原煤，不能满足各类燃烧设备对煤质的要求，造成炉内燃烧状况不良，烟气中的烟尘、SOx、NOx、CO的浓度大，不仅锅炉的热效率低，而且严重污染大气环境。在燃烧设备方面，工业锅炉的燃烧设备一般为层燃燃烧设备，其特点是有炉排，煤在炉排上铺撒成层状，形成一定厚度的燃烧层，空气主要是从炉排下送入，流经煤层并与其进行燃烧反应。其燃烧设备存在一系列问题，对于固定炉排炉，主要操作靠人力完成，劳动强度大，条件差，而且热效率低，还存在周期性冒黑烟，污染环境；对于链条炉，虽说工艺成熟，运行稳定可靠，燃烧效率也较高，但是链条炉不宜燃烧强结焦性煤种，而且煤的含水量对链条炉的燃烧也存在明显影响，煤含水量过高，将延长煤的预热干燥阶段，在炉排的有效长度上缩短了燃烧、燃尽阶段的工作长度，将造成较大的固体不完全燃烧、排烟热损失；燃烧低挥发份贫煤和无烟煤时，挥发份要在较高稳定下才能析出，着火困难，燃烧前期准备阶段长，燃烧、燃尽的时间相对缩短，会使固体燃烧不完全损失增加；煤的灰分含量对链条炉燃烧也有影响，由于燃烧的进行，煤灰不断积累而造成了灰分包裹煤，增加了焦炭燃烧、燃尽的困难；同样有链条炉的分层理论可知，分层不好的话，容易造成燃烧效率的降低。对于往复推饲炉，炉排冷却条件差，不宜燃烧低挥发、灰量少而发热量高的烟煤和无烟煤，炉排烧坏或脱落难以发现或更换，影响锅炉的安全运行。在受热面方面，由于是层燃，而且燃烧室空间相对比较小，这使得受热面布置相对比较密集，受热面布置就受到了限制，工业锅炉的额定蒸发量相对煤粉锅炉就会减小很多。由于是燃烧原煤，所以工业锅炉对于磨煤机的要求不是很高，但是污染物排放就会很严重。工业锅炉的层燃燃烧，且燃烧的是未经洗选和加工处理的原煤，在层燃中燃烧效率较室燃炉低，考虑到层燃燃烧燃料的行进方向和高温烟气的流动方向是不同的，燃料是和炉排的行进方向相同，而烟气则是沿炉膛的烟道方向，这更不利于燃尽，造成了固体不完全燃烧损失，而且燃烧在容积相对较小的层燃室进行的，燃烧所需的空气从炉排底部送入，空气量是足够的，这就使得燃烧是在氧化气氛下进行的，同时没有进行减排NOx的措施，使得NOx生成增多。再者，对于减排NOx来说，本质上是要减少热力型NOx、燃料型NOx和快速型NOx的生成，由于燃烧的是未经选洗和处理的原煤，工业锅炉大多是燃烧的劣质煤，含氮量较高，而且燃烧室的氧浓度比较高，燃料型NOx的生成会更多；在层燃室内，由于燃烧空间较小，温度较高，热力型NOx的生成会更多；快速型NOx的生成是燃烧时产生的烃CNi与空气中的N2分子产生了CN和HCN，而后被氧化成了NOx，而在层燃室内由于温度比较高，空气比较充裕，虽说快速型NOx占总NOx生成量比例较小，但是其在层燃的气氛下很容易生成。所以，工业锅炉的层燃使NOx的生成较层燃炉更容易，而其控制却更难实现。在室燃炉中控制NOx的排放技术上已有包括空气分级、低氧燃烧、燃料分级等成熟技术，而这些措施的实施在层燃燃烧中很难实现，在层燃中空气是从炉排下送入的，炉排的长度有限，不易实现炉排上的空气分级燃烧，若采用空气分级也会造成很大的不完全燃烧损失；由于层燃燃烧的行进方向和高温烟气的流动方向是不同，不能实现沿烟气流动方向上的空气分级。

[0003] 经对现有技术的检索发现，中国文献号CN101334164A，记载了一种“一种工业锅炉的燃烧方法”，其特点是将锅炉底部的炉排拆除，变为悬浮燃烧炉膛，在炉膛一侧至少安装一个燃烧器，煤粉通过煤斗进入电子称后进入燃烧器，然后与空气混合燃烧。其技术思路是：将原来的炉排燃烧室改装成圆筒状燃烧室，在筒状燃烧室一侧安装旋流燃烧器，通过控制一次风粉的送入，和二次风的送入时间，二次风量来组织燃烧，从而减排NOx的生成。但是这些技术完全实现并不易，首先，由于燃烧室为筒状，长约2米，而燃烧器安装在炉膛一侧，旋流燃烧器的火焰行程比较短，对于后期的燃烧不利，此外燃烧器定向从炉膛一侧喷入，后期的混合不利，不利于完全燃烧，就降低了燃烧效率；其次就是煤粉要通过电子称进入燃烧器燃烧，而且没有煤粉燃烧的反馈信息，这样对于燃烧器的完全燃烧不容易控制了，毕竟在燃烧挥发份较高的褐煤时，燃烧进程比较快，而燃烧挥发份比较低的烟煤和无烟煤时，燃烧的进程就比较慢，这对于电子称的反馈要求就比较严格，否则就会造成煤粉的燃烧不完全，造成排烟损失增加。

发明内容

[0004] 本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种工业锅炉低NOx旋流煤粉燃烧装置，结合室燃炉的燃烧方式，在工业锅炉上提出煤粉燃烧技术，把工业锅炉中的炉排去掉，设置绝热下炉膛，在炉膛前后墙或两侧墙安装旋流式煤粉燃烧器，实现旋流燃烧器的前后墙或两侧墙的对冲燃烧，即可实现稳定高效燃烧，又易实现低NOx燃烧技术的应用，从而解决工业锅炉燃烧效率较低，污染物排放高等问题。

[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：炉膛、旋流煤粉燃烧器、燃尽室、尾部烟道、灰斗、省煤器和空气预热器，其中：炉膛分为下部的绝热炉膛和上部的水冷炉膛，绝热炉膛位于炉膛下部且为前后墙凸出或左右墙凸出结构，旋流煤粉燃烧器分别设置于绝热炉膛的前后墙或左右墙，灰斗位于绝热炉膛下部以收集煤粉燃烧后的灰渣，水冷炉膛内设有水冷壁以吸收辐射热量和对流热量从而加热从省煤器来的汽水混合物，燃尽室位于炉膛的上出口，尾部烟道位于燃尽室出口，省煤器和空气预热器依次设置于尾部烟道内。

[0006] 所述的绝热炉膛为凸出的拱形结构以便利于煤粉的充分混合燃尽，两个所述的旋流煤粉燃烧器分别位于绝热炉膛的墙后墙或左右墙并形成对冲燃烧方式。

[0007] 所述的旋流煤粉燃烧器为低NOx旋流煤粉燃烧器，其内部设有点火枪，旋流煤粉燃烧器的进口设有中心风管道，中心风管道的外部为一次风粉通道，一次风粉通道的外部依次设有二次风通道和三次风通道。

[0008] 所述的水冷壁由普通无缝钢管弯制加工而成，一般是贴近燃烧室内壁、相互平行地垂直均匀布置，上端与锅管或上集箱连接，下端与下集箱连接。在自然循环锅炉中，常用的水冷壁外径有60mm、76mm、83mm等，壁厚为3.5～6mm，管径越小，遮盖同样面积的炉墙所消耗的金属材料越少。

[0009] 所述的燃尽室内置高温受热面，燃尽室的进口依次布置过热器和锅炉管束，[0010] 所述的锅炉管束由上下锅筒和对流管束连接构成，对流管束一般用直径为38～60mm的锅炉用钢管组成；该对流管束的中间设有若干隔墙以形成相应烟道实现引导烟气往返冲刷管束。

[0011] 所述的省煤器为铸铁省煤器或钢管省煤器，其中：铸铁省煤器由若干外侧带有方形肋片的铸铁以及180°铸铁弯头串接组成；钢管省煤器由若干平行的蛇形无缝钢管串接组成，管子水平错列布置，常用钢管外径为25～42mm，管子横向节距与管子外径之比为2.0～3.0，管子纵向节距与管子外径之比为1.5～2.0，各蛇形管的进、出口端分别与进、出口集箱相连接。

[0012] 所述的空气预热器为立式钢管空气预热器或卧式钢管空气预热器，其中：立式空气预热器由若干焊接在上、下管板间的错列排列的钢管以及封闭设置于钢管外部的矩形管箱组成，烟气在钢管内流动放热，空气在钢管外横向冲刷吸热；卧式空气预热器由若干水平管串联组成，空气在水平管内流动吸热，烟气在水平管外横向冲刷放热，其外径为38～42mm，烟气流速为8～12m/s，空气流速为6～10m/s。

[0013] 所述的旋流煤粉燃烧装置还包括辅助制粉系统，该辅助制粉系统包括：磨煤机、一次风机、二次风机和阀门，其中：一次风机的输出端分两路分别进入磨煤机和空气预热器，二次风机射而至于空气预热器的输出端，上述两路经混合后达到给定温度后进入磨煤机。

[0014] 由于工业锅炉的容量比较小，在工业锅炉上一般不采用系统相对庞大的钢球磨煤制粉系统和仓储式送粉系统，而采用中速磨煤机及其直吹式制粉系统，其特点是布置紧凑，投资少，单位耗电小，适宜变负荷运行。相对于中速磨煤及其制粉系统分为正压和负压系统，考虑到直吹式负压系统其漏风量大，排粉风机磨损严重，效率较低、电耗较大，再考虑到正压热一次风系统的空气温度高、比容大，风机体积大，电耗高，容易发生高温侵蚀，运行效率及可靠性低，可采用直吹式正压冷一次风系统，其空气温度低，比容小，风机体积小，电耗低，效率高。另外，高压头冷一次风机可兼做密封风机，简化系统，热风温度不受一次风机的限制，可满足磨制较高水分煤种的要求；同时，考虑到直吹式制粉系统对锅炉负荷变化响应迟缓和低负荷运行经济性差，也可以采用中间储仓式制粉系统，磨煤机的出来不再受锅炉负荷的限制，始终可以在最佳工况下运行，可以保证所需的煤粉细度，经济性好。

[0015] 在工业锅炉上采用旋流煤粉燃烧技术，具有以下优点：

[0016] 1旋流煤粉燃烧器的应用，替代了层燃燃烧方式，层燃的燃料运动方向和火焰的方向不同，而旋流燃烧方式使煤粉的流动方向和烟气的流动方向相同，煤粉的燃尽效率比层燃方式的要高，降到了烟气中的飞灰含碳量；同时，旋流煤粉燃烧器的应用，使得炉内的煤粉和高温烟气的混合更加充分，有利于燃尽，旋流燃烧器合理组织一、二次风的混合时间和一、二次风的风率，有利于控制NOx的生成；此外，旋流燃烧器能自组织燃烧，维持燃烧的稳定进行；而且，旋流燃烧器中的油喷嘴，有利于点火，锅炉负荷改变快速。

[0017] 2工业锅炉由层燃方式改造为室燃方式，燃烧煤粉，燃烧的效率大大提高，烟气中的飞灰浓度提高，强化对流受热面传热，受热面布置相对于传统工业锅炉就会减少，从而节约了受热面材料。

[0018] 3旋流煤粉燃烧器的应用，去掉了传统工业锅炉的炉排，不再燃烧煤块，避免了因炉排长度的限制而不能完全燃烧。煤粉的旋流燃烧，燃烧器出口处的负压区卷吸高温烟气，使得煤粉的燃烧效率提高，提高了锅炉的效率。附图说明

[0019] 图1为本发明锅炉系统的主视图。

[0020] 图2为锅炉系统的左视图及其烟气的流向。

[0021] 图3为实施例2锅炉系统旋流煤粉燃烧器主视图。

[0022] 图4为实施例2锅炉系统的左视图。

[0023] 图5为磨煤机及其制粉系统。

具体实施方式

[0024] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

[0025] 实施例1

[0026] 如图1和图3所示，本实施例包括：炉膛1、旋流煤粉燃烧器2、燃尽室3、尾部烟道4、灰斗5、省煤器6和空气预热器7，其中：炉膛1分为下部的绝热炉膛1和上部的水冷炉膛
1，绝热炉膛1位于炉膛1下部且为前后墙或左右墙凸出结构，旋流煤粉燃烧器2分别设置于绝热炉膛1的左右墙，灰斗5位于绝热炉膛1下部以收集煤粉燃烧后的灰渣，水冷炉膛1内设有水冷壁10以吸收辐射热量和对流热量从而加热从省煤器6来的汽水混合物，燃尽室
3位于炉膛1的上出口，尾部烟道4位于燃尽室3出口，省煤器6和空气预热器7依次设置于尾部烟道4内。

[0027] 所述的绝热炉膛1为凸出的拱形结构以便利于煤粉的充分混合燃尽，两个所述的旋流煤粉燃烧器2分别位于绝热炉膛1的左右墙并形成对冲燃烧方式。

[0028] 所述的旋流煤粉燃烧器2为低NOx旋流煤粉燃烧器2，其内部设有一点火枪8，旋流煤粉燃烧器2的进口设有中心风管道9，中心风管道9的外部为一次风粉通道，一次风粉通道的外部依次设有二次风通道和三次风通道。

[0029] 所述的水冷壁10由普通无缝钢管弯制加工而成，一般是贴近燃烧室2内壁、相互平行地垂直均匀布置，上端与锅管或上集箱连接，下端与下集箱连接。在自然循环锅炉中，常用的水冷壁10外径有60mm、76mm、83mm等，壁厚为3.5～6mm，管径越小，遮盖同样面积的炉墙所消耗的金属材料越少。

[0030] 所述的燃尽室3内置高温受热面，燃尽室3的进口依次布置过热器11和锅炉管束12，

[0031] 所述的锅炉管束12由上下锅筒和对流管束连接构成，对流管束一般用直径为38～60mm的锅炉用钢管组成；该对流管束的中间设有若干隔墙以形成相应烟道实现引导烟气往返冲刷管束。

[0032] 所述的省煤器6包括铸铁省煤器6或钢管省煤器6，其中：铸铁省煤器6由若干外侧带有方形肋片的铸铁以及180°铸铁弯头串接组成；钢管省煤器6是由许多平行的蛇形无缝钢管组成，管子水平错列布置，常用钢管外径为25～42mm，管子横向节距与管子外径之比为2.0～3.0，管子纵向节距与管子外径之比为1.5～2.0，各蛇形管的进、出口端分别与进、出口集箱相连接。

[0033] 所述的空气预热器7包括立式钢管空气预热器7或卧式钢管空气预热器7，其中：立式空气预热器7是由许多错列排列的钢管焊接在上、下管板间，四周用钢板封闭，行成管箱，烟气在管内流动放热，而空气在管外横向冲刷吸热；卧式空气预热器7有水平管粗组成，空气在管内流动吸热，烟气在管外横向冲刷放热，其外径为38～42mm，烟气流速为8～
12m/s，空气流速为6～10m/s。

[0034] 所述的工业锅炉系统上附有辅助制粉系统13，包括磨煤机14、一次风机15、二次风机16和阀门，一次风分两路进入磨煤机14，一路是经过空气预热器7加热后，一路经由二次风机16，两路风混合后达到给定温度后进入磨煤机14；由于工业锅炉的容量比较小，在工业锅炉上一般不采用系统相对庞大的钢球磨煤制粉系统13和仓储式送粉系统，而采用中速磨煤机14及其直吹式制粉系统13，其特点是布置紧凑，投资少，单位耗电小，适宜变负荷运行。相对于中速磨煤及其制粉系统13分为正压和负压系统，考虑到直吹式负压系统其漏风量大，排粉风机磨损严重，效率较低、电耗较大，再考虑到正压热一次风系统的空气温度高、比容大，风机体积大，电耗高，容易发生高温侵蚀，运行效率及可靠性低，可采用直吹式正压冷一次风系统，其空气温度低，比容小，风机体积小，电耗低，效率高。另外，高压头冷一次风机15可兼做密封风机，简化系统，热风温度不受一次风机15的限制，可满足磨制较高水分煤种的要求；同时，考虑到直吹式制粉系统13对锅炉负荷变化响应迟缓和低负荷运行经济性差，也可以采用中间储仓式制粉系统13，磨煤机14的出来不再受锅炉负荷的限制，始终可以在最佳工况下运行，可以保证所需的煤粉细度，经济性好。

[0035] 本实施例工作流程如下：按照烟气的流动方向，锅炉的炉膛1分为绝热炉膛1、水冷炉膛1，其后为燃尽室3和尾部烟道4。将原工业锅炉的层燃炉排去掉，设置为绝热炉膛1，绝热炉膛1为凸出的炉膛1，其中两侧墙宽度为水冷炉膛1的1.1～1.3倍，绝热炉膛1与水冷炉膛1连接处即为炉拱。其绝热炉膛1底部为灰斗5，这样扩大了燃烧室2容积，使得煤粉能充分燃烧，有利于燃尽，而且有利于旋流燃烧器2的布置，使得两侧墙布置的旋流燃烧器2形成对冲射流，不至于因距离过短而造成煤粉冲墙，造成煤粉的结渣；在绝热炉膛
1的两侧墙中安装高效低NOx旋流燃烧器2，它能自组织燃烧，有利于燃烧的稳定性，旋流燃烧器2的一、二次风的风率和旋流强度，可以根据煤质特性，炉内的燃烧强度来调节，可以控制NOx的生成，降低NOx的排放；旋流燃烧器2内部的油枪装置，可以起到点火稳燃作用。
本实施例中的旋流煤粉燃烧器2，为了合理的组织燃烧，旋流燃烧器2应有点火油枪，中心处有油喷嘴，这样有利于初期点火，从内到外依次是一次风，直流内二次风、旋流二次风、直流外二次风。一、二次风的混合可调，延迟风粉混合过程，实现空气局部分级，降低燃烧强度和火焰最高温度来抑制NOx的生成量。燃用烟煤时，一次风量约为总风量的20％，内二次风量约为总风量的15％～25％，其余为外二次风，这对于NOx的减排效果很明显。

[0036] 本实施例中的燃烧室2在实施时，去掉原工业锅炉燃烧室2中的炉排，设置绝热炉膛1，其左右墙向外凸出，形成凸出的炉膛1，这样可以增大绝热炉膛1的容积，有利于煤粉的充分混合，燃尽；在绝热炉膛1左右两侧墙布置旋流煤粉燃烧器2，形成左右墙对冲的燃烧方式，旋流煤粉燃烧器2燃烧组织能力强，其上部炉拱的辐射作用，以及燃烧器2出口形成的内回流和燃烧器2与炉墙、炉拱之间形成外回流，这些因素大大增强了煤粉着火稳定性和煤粉的高效燃烧。旋流煤粉燃烧的应用使煤粉的燃尽率提高，烟气中飞灰浓度的提高，对流受热面的吸热量增加了，则可以减少受热面的布置，节省材料。

[0037] 本实施例中的燃尽室3在实施时，对于低压锅炉，在过热器11后还布置了锅炉管束12，锅炉管束12由上下锅筒和对流管束连接构成，对流管束一般用直径为38～60mm的锅炉用钢管组成，为了充分吸收热量，通常在对流管束中间，用隔墙组成几个烟道，引导烟气往返冲刷管束，通常被烟气先冲刷的管束，由于传热较多，管内汽水混合物密度小，成为汽水流动上升管，而后被烟气冲刷的管束则由于传热相对较少成为汽水流动下降管，由于新型工业锅炉的燃尽率高，烟气中飞灰浓度高，受热面传热强，吸热量增加，则对流管束可以布置得更少，节约材料。

[0038] 本实施例中的省煤器6在实施时，铸铁省煤器6由若干外侧带有方形肋片的铸铁以及180°铸铁弯头串接组成；钢管省煤器6是由许多平行的蛇形无缝钢管组成，管子水平错列布置，常用钢管外径为25～42mm，管子横向节距与管子外径之比为2.0～3.0，管子纵向节距与管子外径之比为1.5～2.0，各蛇形管的进、出口端分别与进、出口集箱相连接。

[0039] 本实施例中空气预热器7在实施时，对于立式空气预热器7由许多错列排列的钢管焊接在上、下管板间，四周用钢板封闭，行成管箱，烟气在管内流动放热，而空气在管外横向冲刷吸热；对于卧式空气预热器7由水平管簇组成，空气在管内流动吸热，烟气在管外横向冲刷放热，其外径为38～42mm，烟气流速为8～12m/s，空气流速为6～10m/s。

[0040] 本实施例的制粉系统13在实施时，如图5所示，可以采用中速磨，由于其布置紧凑，投资省，单位电耗少，适宜变负荷运行，采用直吹式正压冷一次风系统，高压头冷一次风机15可兼做密封风机，简化系统，热风温度不受一次风机15的限制，可满足磨制较高水分煤种的要求；考虑到直吹式制粉系统13对锅炉负荷变化响应相对迟缓和低负荷运行经济性相对较差，也可以采用中间储仓式制粉系统13，磨煤机14的出力不再受锅炉负荷的限制，始终可以在最佳工况下运行，可以保证所需的煤粉细度，经济性好。

[0041] 实施例2

[0042] 本实施例包括：炉膛1、旋流煤粉燃烧器2、燃尽室3、尾部烟道4、灰斗5、省煤器6和空气预热器7，其中：炉膛1分为下部的绝热炉膛1和上部的水冷炉膛1，绝热炉膛1位于炉膛1下部且为前后墙凸出结构，旋流煤粉燃烧器2分别设置于绝热炉膛1的前后墙，灰斗5位于绝热炉膛1下部以收集煤粉燃烧后的灰渣，水冷炉膛1内设有水冷壁10以吸收辐射热量和对流热量从而加热从省煤器6来的汽水混合物，燃尽室3位于炉膛1的上出口，尾部烟道4位于燃尽室3出口，省煤器6和空气预热器7依次设置于尾部烟道4内。

[0043] 所述的绝热炉膛1为凸出的拱形结构以便利于煤粉的充分混合燃尽，两个所述的旋流煤粉燃烧器2分别位于绝热炉膛1的前后墙并形成对冲的燃烧方式。

[0044] 本实施例工作流程如下：按照烟气的流动方向，锅炉的炉膛1分为绝热炉膛1、水冷炉膛1，其后为燃尽室3和尾部烟道4。将原工业锅炉的层燃炉排去掉，设置为绝热炉膛1，绝热炉膛1为凸出的炉膛1，其中前后墙宽度为水冷炉膛1的1.1～1.3倍，绝热炉膛1与水冷炉膛1连接处即为炉拱。其绝热炉膛1底部为灰斗5，这样扩大了燃烧室2容积，使得煤粉能充分燃烧，有利于燃尽，而且有利于旋流燃烧器2的布置，使得前后墙布置的旋流燃烧器2形成对冲射流，不至于因距离过短而造成煤粉冲墙，造成煤粉的结渣；在绝热炉膛
1的前后墙中安装高效低NOx旋流燃烧器2，它能自组织燃烧，有利于燃烧的稳定性，旋流燃烧器2的一、二次风的风率和旋流强度，可以根据煤质特性，炉内的燃烧强度来调节，可以控制NOx的生成，降低NOx的排放；旋流燃烧器2内部的油枪装置，可以起到点火稳燃作用。

[0045] 本实施例中的燃烧室2在实施时，去掉原工业锅炉燃烧室2中的炉排，设置绝热炉膛1，其前后墙向外凸出，形成凸出的炉膛1，这样可以增大绝热炉膛1的容积，有利于煤粉的充分混合，燃尽；在绝热炉膛1前后墙布置旋流煤粉燃烧器2，形成前后墙对冲的燃烧方式，旋流煤粉燃烧器2燃烧组织能力强，其上部炉拱的辐射作用，以及燃烧器2出口形成的内回流和燃烧器2与炉墙、炉拱之间形成外回流，这些因素大大增强了煤粉着火稳定性和煤粉的高效燃烧。旋流煤粉燃烧的应用使煤粉的燃尽率提高，烟气中飞灰浓度的提高，对流受热面的吸热量增加了，则可以减少受热面的布置，节省材料。

[0046] 其他部分的实施方式与实施例1相同。

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工业锅炉低NOx旋流煤粉燃烧装置

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