[发明专利]涡旋式熔炉的操作方法和涡旋式熔炉

说明书

技术领域

本发明涉及热工学，更具体地，涉及用于燃烧粗的粉碎燃料并可以最好地用于燃烧粉碎的煤燃料和页岩的熔炉。

背景技术

工业熔炉的基本参数是其经济和生态参数，前者主要通过燃烧的完全性和燃料的制备成本确定，而后者主要依赖于释放到大气中的烟道气(fluegas)的质量。

从未粉碎的燃料的燃烧和生态参数的视点来看，流化床炉显示了良好的结果。

目前使用在其底部带有致密流化床的熔炉(RU，A，2094700)。

在此说明该熔炉如何操作：

将燃料供给到灰烬再循环通道并到达在沸腾床炉栅上具有分散物质的熔炉。已经在空气加热器中加热的压缩空气在形成燃料的沸腾床和分散物质的混合物的沸腾床炉栅下方供给。在熔炉区段中的空气速度选择为将分散物质的小颗粒以及燃烧的燃料颗粒从其进入到高温气旋处气动输送到炉喉。当在气旋中分离后，固相烟道气通过非机械阀由灰烬再循环通道返回到熔炉至沸腾床边界区域，而过滤的烟道气被导至过渡气体管道、对流堆、空气加热器，然后到达烟囱。因为没有燃烧的燃料颗粒返回到沸腾床，所以，燃料很完全地燃烧。

这种熔炉的缺点是由于炉室中的低温造成较低的温降，从而使得不可能产生锅炉间的经济规范所需要的高温-高压蒸汽。

大部分现有的熔炉具有高温燃烧的模式，但其只是在燃料事先被精细地粉碎的情况下是可能的。这样就导致高的操作成本、造渣风险、以及烟道气中的较高含量的氧化氮。

目前使用的是涡旋式低排放熔炉(RU，A，2067724)，这种熔炉包含燃烧室和底部空气入口装置，燃烧室具有安装在其壁上以供给燃料/空气混合物的至少一个向下倾斜的燃烧器、以及具有由燃烧室底部的壁的斜面形成的狭槽型嘴部的一个棱柱形干底漏斗，而底部空气入口装置在干底漏斗嘴部下方。燃烧器通过一个位于另一个之上的至少两个燃料/空气混合物供给通道形成。每个通道都具有用于控制燃料/空气比的装置，而所述装置被选择成使得对于在上方通道的空气量与燃料量的比总是大于在下方通道的比。当此熔炉操作时，粉碎燃料和空气的混合物通过燃烧器的两个通道供给，而空气通过底部空气入口装置供给。过量的氧气供给到燃烧室的顶部，而来自上方燃烧器通道的燃料颗粒的浓度在此区域很高。这就在此区域中提供了具有过多氧气的相对较高的燃烧温度，因此，提供了有效的燃料烧尽。燃料优选从具有不足量氧气的下方管道进料到熔炉的中间部分内。作为流出管道的燃料/空气混合物和从底部空气入口装置进料的空气之间相互作用的结果，产生其主要部分的特征为氧气缺乏且相对较低的最高温度的漩涡区；此区域用作还原区。供给到每个通道的燃料具有可以通过利用例如集尘器提供的预定的馏分组成。在此情况下，微细燃料供给到上方通道，且该燃料靠近建立所需温度水平的该通道具有足够的时间燃烧，而相对较粗的燃料进料到下方通道，且其在漩涡区中成功燃烧。因此，在目前已知的熔炉中，在低温还原区中进行燃料颗粒的多次循环，同时，被运载远离漩涡区的微细颗粒在富含氧气的高温区中燃烧。当使用粉碎系统时，即，在燃料利用例如分离磨粉机被事先粉碎的情况下，这种熔炉成功操作。现有的粉碎系统对于褐煤和页岩提供40％到60％的粉碎燃料细度(在R90滤网上的滤渣)以及对于黑煤提供15％到40％的粉碎燃料细度。显而易见，此微细燃料的产量需要充分的能量和特别贵的机器。此外，粉碎燃料是危险的爆炸物质。结果，当在现有的熔炉中操作时，粉碎的块状燃料被进料到燃烧器(粉碎后的燃料块的最大尺寸通常为15数学模型以及对于高湿度燃料为25mm)，重力使燃料落到熔炉的底部，从而留在实际没有燃料的熔炉的顶部，而此顶部中的温度不足够高以燃烧被运载远离漩涡区的燃料颗粒。对于大的燃料颗粒的多次循环以及产生漩涡区，必须显著增加底部气流的速度。这样当燃料颗粒在循环期间进行干燥时就导致较差的经济参数和由于机械未燃烧造成的急剧增加的热量损失，并且一些燃料颗粒破碎并在其具有烧透的时间之前通过强有力的底部气流喷射到熔炉的顶部。当熔炉顶部中温度下降时，这些颗粒冷却并停止燃烧。在标准的最流行的熔炉设计中，蒸汽过热器位于熔炉的顶部，且由于对流表面上装载不足，使得维持供给到涡轮的蒸汽的标称温度变成问题。

发明内容

本发明的一个目的是设计一种用于涡旋式熔炉的操作方法，所述操作方法能够使涡旋式熔炉在未粉碎的粗燃料被进料到炉室中时进行操作，同时，提高燃料燃烧的完全性，并提高对流表面的热载荷。

本发明的另一目的是设计一种实现该方法的涡旋式熔炉。