一種層燃式鍋爐節(jié)煤方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高端裝備制造、低碳技術(shù)、節(jié)約資源、節(jié)能環(huán)保、新能源等有助于綠色發(fā)展相關(guān)地?zé)犭姀S、工業(yè)、熱水等層燃式燃煤鍋爐傳熱方式相關(guān)的焚火技術(shù)方法的的改進創(chuàng)新。
【背景技術(shù)】
[0002]目前層燃式燃煤鍋爐爐膛中的傳熱方式是:以明火火焰燃氣換熱方式進行，是通過火焰?zhèn)鬟f將熱能轉(zhuǎn)換成輻射能，并非半焦化炭火接觸導(dǎo)熱，即【明火火焰燃氣】 > (火焰燃氣傳遞)>【爐墻中上側(cè)外冷水壁】> (導(dǎo)熱)>【爐墻中上側(cè)內(nèi)冷水壁】> (對流換熱)>【鍋水中上部汽水混合物或過熱蒸汽】，其缺陷是:
[0003]煤炭燃燒快、投煤量大；燃氣流通速度快，與受熱面接觸時間短，大量的熱量來不及傳遞給水冷壁就很快排出；煤粉飛逸損失增多造成費煤，且易擾亂火層，降低爐膛溫度；受傳熱距離影響熱散失損失大、傳熱強度較弱、傳遞到受熱面的溫度相對較低，95%以上煤炭釋放的熱量被爐膛空間耗盡。
[0004]受到熱氣流上升、冷氣流下降這一自然對流循環(huán)現(xiàn)象影響，明火火焰燃氣輻射換熱受熱面，僅為爐墻中上側(cè)水冷壁內(nèi)攝氏90°C以上的高溫區(qū)熱鍋水、汽水混合物及過熱蒸汽，而下降至爐墻下側(cè)水冷壁攝氏40°C以下的低溫區(qū)冷鍋水，卻得不到換熱，極大限制了換熱系數(shù)、蒸汽升騰和鍋爐熱效率提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明由煤層覆蓋下的半焦化紅焦炭火接觸導(dǎo)熱、火床上覆蓋的經(jīng)過澆水發(fā)酵后地煤層壓制明火火焰生成、斷-續(xù)自動循環(huán)式負壓通風(fēng)吹氧助燃、鍋水冷熱氣流自然循環(huán)組成，以上流程同步運作、相互疊加、共同作用，在充分提高熱效率地基礎(chǔ)上，延長煤炭燃燒時間、降低煤耗率。
[0006]本發(fā)明通過將粒煤澆水發(fā)酵，提高粒煤熱效率；
[0007]本發(fā)明通過加裝了可調(diào)控開啟?關(guān)閉頻率的斷-續(xù)自動循環(huán)式引風(fēng)機負壓通風(fēng)切換裝置加氧助燃，用以在緩沖半焦化紅焦炭火燃氣流通速度的同時，催化煤層覆蓋下的半焦化紅焦炭火充分釋放高溫?zé)崃俊?br>[0008]本發(fā)明以煤層覆蓋下的半焦化紅焦炭火接觸導(dǎo)熱，舍棄明火火焰燃氣換熱。
[0009]技術(shù)方案
[0010]本發(fā)明將粒煤澆水發(fā)酵，用水量要以既能使粒煤散開、不沾鍬，又要澆透為宜，然后自然發(fā)酵。
[0011]本發(fā)明通過設(shè)置簸箕形結(jié)構(gòu)爐膛火床，將顆粒煤以既能通風(fēng)加氧助燃、又能壓制明火火焰生成的形式置于全部火床爐火之上，生成煤層覆蓋下的半焦化紅焦炭火接觸導(dǎo)熱，使半焦化紅焦炭火與爐膛空間處于阻斷隔離狀態(tài)，從而壓制明火火焰的生成。
[0012]本發(fā)明開啟已加裝的斷-續(xù)自動循環(huán)式引風(fēng)機負壓通風(fēng)裝置，開度以通風(fēng)順暢、加氧助燃為限，約80次/分鐘左右為宜，適時調(diào)整開啟?關(guān)閉的周期節(jié)律，在緩沖半焦化紅焦炭火燃氣流通速度的同時，持續(xù)催化半焦化紅焦炭火充分釋放高溫?zé)崃坎⑾蝈仩t內(nèi)鍋水傳遞。
[0013]本發(fā)明以開啟、關(guān)閉，再開啟、再關(guān)閉……這種循環(huán)往復(fù)、持續(xù)不斷地斷-續(xù)自動循環(huán)式引風(fēng)機負壓通風(fēng)加氧助燃、在緩沖半焦化紅焦炭火燃氣流通速度的同時，催化煤層覆蓋下的半焦化紅焦炭火充分釋放高溫?zé)崃?，并利用熱氣流上升、冷氣流下降的自然現(xiàn)象及其原理，將高溫燃熱氣流由爐膛中前低洼區(qū)域內(nèi)的半焦化紅焦炭火自動導(dǎo)向爐膛兩側(cè)直接接觸的鍋板內(nèi)相對較高的爐墻下側(cè)水冷壁攝氏40°C以下的低溫區(qū)冷鍋水區(qū)域。
[0014]本發(fā)明將顆粒煤以既能通風(fēng)、又能壓制明火火焰生成的相應(yīng)厚度煤層覆蓋全部火床爐火之上，形成煤層覆蓋下的半焦化紅焦炭火接觸導(dǎo)熱，使半焦化紅焦炭火與爐膛空間處于阻斷隔離狀態(tài)，從而壓制明火火代焰的生成，以煤層覆蓋下的半焦化紅焦炭火負壓通風(fēng)燃燒接觸導(dǎo)熱，舍棄明火火焰燃氣換熱。
[0015]本發(fā)明用相應(yīng)厚度的顆粒煤覆蓋爐膛火床，將燃燒層與爐膛空間隔離并壓制明火火焰生成，使燃燒中的年輕煤在相對封閉工況下，熱解生成半焦化紅焦炭火，且直接接觸爐墻下側(cè)鍋板；經(jīng)負壓通風(fēng)加氧助燃，碳氫離子在熱壓作用下，持續(xù)釋放出的攝氏2000°C以上的高溫燃氣熱量，只能以接觸導(dǎo)熱傳熱方式，不斷從火側(cè)經(jīng)爐墻下側(cè)鍋板，傳遞給具有吸熱性能地攝氏40°C以下低溫區(qū)冷鍋水。
[0016]本發(fā)明利用熱氣流上升、冷氣流下降這一自然對流循環(huán)換熱現(xiàn)象及原理，使爐墻下側(cè)鍋內(nèi)冷水受熱后，不斷上升對流換熱、水汽熱焓遞增、過熱蒸汽持續(xù)升或者用于工業(yè)熱水和供熱米暖。
[0017]技術(shù)原理
[0018]本發(fā)明將粒煤經(jīng)過澆水發(fā)酵，對粒煤充分熱解、完全燃燒生成半焦化紅焦炭火具有催化作用。
[0019]本發(fā)明以埋火半焦化紅焦炭火負壓通風(fēng)燃燒接觸導(dǎo)熱，舍棄明火火焰燃氣輻射換熱，所以不需要有明火進行加熱，而是通過將顆粒煤以既能通風(fēng)、又能壓制明火火焰生成的形式置于全部爐火之上，形成埋火半焦化紅焦炭火接觸導(dǎo)熱；由于埋壓煤層均勻覆蓋了全部火床，使半焦化紅焦炭火與爐膛空間處于阻斷隔離狀態(tài)，從而壓制了明火火焰的生成。
[0020]本發(fā)明通過可調(diào)控開啟?關(guān)閉頻率的斷-續(xù)自動循環(huán)式引風(fēng)機負壓通風(fēng)加氧助燃，在緩沖半焦化紅焦炭火燃氣流通速度的同時，催化煤層覆蓋下的半焦化紅焦炭火充分釋放高溫?zé)崃?，而非埋火慢燒?br>[0021]本發(fā)明設(shè)置簸箕形結(jié)構(gòu)爐膛火床，是利用熱氣流上升的自然現(xiàn)象及其原理，將高溫燃熱氣流由爐膛中前低洼區(qū)域，通過煤層覆蓋下的半焦化紅焦炭火自動導(dǎo)向爐膛兩側(cè)鍋板的上部區(qū)域；由于火床已被顆粒煤層完全覆蓋，阻斷壓制了明火火焰的生成；加裝了可調(diào)控開啟?關(guān)閉頻率的引風(fēng)機斷-續(xù)自動循環(huán)式負壓通風(fēng)切換裝置，在緩沖半焦化紅焦炭火燃氣流通速度的同時，持續(xù)催化煤層覆蓋下的半焦化紅焦炭火充分釋放高溫?zé)崃坎⑾蝈仩t內(nèi)鍋水傳遞。
[0022]本發(fā)明利用熱氣流上升、冷氣流下降的自然現(xiàn)象及其原理，將高溫燃熱氣流由爐膛中前低洼區(qū)域內(nèi)的半焦化紅焦炭火自動導(dǎo)向爐膛兩側(cè)直接接觸的鍋板內(nèi)相對較高的爐墻下側(cè)水冷壁攝氏40°C以下的低溫區(qū)冷鍋水區(qū)域，而非壓火慢燒；密切關(guān)注爐膛火勢，發(fā)現(xiàn)露火缺煤及時投補，可以保持煤層始終覆蓋火床，避免明火火焰生成。
[0023]有益效果
[0024](I)、本發(fā)明將粒煤澆水發(fā)酵，即可壓制明火生成，又可以延長粒煤的燃燒時間，澆水發(fā)酵的粒煤可實現(xiàn)更充分地完全熱解、燃燒和釋放熱量；
[0025](2)、本發(fā)明采用的半焦化紅焦炭火發(fā)熱量高、燃燒性能好、揮發(fā)分低(5% -10% )、無煙、火焰短、溫度高、爐渣流動性好、適應(yīng)性強范圍廣；
[0026](3)、本發(fā)明以半焦化紅焦炭火燃氣直接接觸受熱面的溫度，高于明火火焰燃氣輻射換熱受熱溫度數(shù)倍，必然遞增導(dǎo)熱率；
[0027](4)、本發(fā)明采用的半焦化紅焦炭火的燃燒時間可長達數(shù)小時，是明火火焰(數(shù)秒至數(shù)分鐘)的數(shù)百上千倍，相應(yīng)投煤間隔、投煤量、煤耗自然大幅銳減；
[0028](5)、本發(fā)明使爐墻鍋板20鋼與冷鍋水的導(dǎo)熱系數(shù)，遠遠大于空間輻射換熱系數(shù)，必然遞增導(dǎo)熱率；
[0029](6)、實驗證明:冷氣流不能上升，熱氣流不能下降，只要鍋水面溫度達到并保持在沸點攝氏100°C以上，底部鍋水只能處于攝氏40°C以下低溫冷水狀態(tài)。它與半焦化紅焦炭火燃氣形成的強烈溫差，必然遞增導(dǎo)熱率；
[0030